Переключающее устройство, его применение и способ переключения

Переключающее устройство, его применение и способ переключения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение и существующий уровень техники

Настоящее изобретение относится к устройству для подключения и отключения нагрузки к/от линии питания переменного напряжения с помощью вышеуказанного устройства, имеющего, по меньшей мере, один механический переключатель в токовой цепи, выполненный с возможностью соединения линии питания и нагрузки, а также блок, выполненный с возможностью управления вышеуказанным переключателем для замыкания и размыкания для выполнения вышеупомянутой операции включения и выключения, соответственно, а также к способу переключения, согласно вводной части прилагаемого независимого пункта формулы изобретения, описывающего способ.

Такие устройства могут использоваться для подключения и отключения нагрузки любого типа к/от линии питания переменного напряжения, особенно линии питания трехфазного переменного напряжения, такой как электрическая сеть для распределения или передачи электрической энергии. Однако изобретение направлено на такие линии питания, которые имеют, по меньшей мере, одну фазу, а не только три фазы, хотя это может быть наиболее распространенным его использованием. Таким образом, нагрузкой может быть, например, конденсаторная батарея, используемая для компенсации реактивной мощности и включаемая в зависимости от условий, преобладающих в такой сети, как потребление, например, промышленного оборудования, подключенного к ней, для уменьшения потерь. Использование переключающего устройства этого типа для включения и выключения нагрузки, содержащей один или более конденсаторов, будет в дальнейшем обсуждаться для разъяснения изобретения, но при этом оно не ограничивает каким-либо образом изобретение в этой заявке.

Известно использование так называемых вакуумных контакторов для подключения и отключения конденсаторов к/от линии питания трехфазного переменного напряжения для компенсации реактивной мощности. Однако переключение с помощью таких вакуумных контакторов не является синхронизированным ни с током, ни с напряжением в вышеупомянутой линии питания или сети, что может привести в результате к броску тока при замыкании токовой цепи между вышеупомянутыми двумя главными контактами (при включении) и повторному возникновению броска тока при размыкании (при выключении). Таким образом, необходимо устанавливать реакторы последовательно с конденсатором или конденсаторной батареей для ограничения переходного тока, который может быть губительным для оборудования, подсоединенного к сети.

Краткое изложение сущности изобретения

Задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства, тип которого определен во вводной части, которое уменьшает, по меньшей мере, один из недостатков, упомянутых выше, относящихся к уже известным переключающим устройствам такого типа.

Эта задача в соответствии с изобретением решается за счет обеспечения такого устройства, которое содержит два первых вышеуказанных механических переключателя, соединенных последовательно в вышеуказанной токовой цепи, при этом каждый переключатель имеет обходную ветвь, по меньшей мере, с одним элементом, имеющим способность блокировать проходящий через него ток, по меньшей мере, в блокируемом направлении и пропускать ток, по меньшей мере, в одном направлении, при этом вышеуказанный блок выполнен с возможностью управления процедурой выключения синхронно с током, проходящим в вышеуказанной токовой цепи с помощью размыкания одного из вышеуказанных первых переключателей, когда, вышеуказанный, по меньшей мере, один элемент, подключенный параллельно ему, находится в проводящем состоянии для передачи тока через него и размыкания другого механического переключателя устройства, который является последовательно соединенным с вышеуказанным, по меньшей мере, одним элементом, который был упомянут последним, когда этот элемент находится в блокирующем состоянии и для управления процедурой включения синхронно с напряжением в вышеуказанной линии питания, когда вышеуказанный, по меньшей мере, один элемент, являющийся параллельным одному из вышеуказанных первых переключателей, находится в блокирующем состоянии, замыкается другой механический переключатель устройства и замыкается вышеуказанный первый переключатель, который был упомянут последним, когда вышеуказанный, по меньшей мере, один элемент, являющийся параллельным ему, находится в проводящем состоянии.

С помощью расположения вышеуказанных двух механических переключателей с вышеуказанными обходными ветвями и проектирования блока для управления процедурой выключения и включения вышеуказанным синхронизированным способом получается ряд преимуществ. Нет необходимости в применении пусковых реакторов, поскольку контакт осуществляется вышеуказанными элементами, а они начинают проводить ток в тот момент, когда разница напряжений между стороной линии питания и стороной нагрузки изменяет знак. Не происходит повторного возникновения разряда при размыкании (выключении). За время срока службы такого переключающего устройства возможно большое количество операций.

Более того, вышеуказанные элементы во время включения и выключения активны только в течение менее, чем половины периода вышеуказанного переменного напряжения при каждой операции, поэтому протекающий по ним ток не может оказать большое воздействие на них в связи с недостаточной продолжительностью для протекания тока. Это обстоятельство, вместе с тем фактом, что переключающее устройство спроектировано только для переключения тока нагрузки, и, соответственно, не для токов короткого замыкания, с которыми может работать отдельный прерыватель, означает, что затраты на вышеуказанные элементы могут быть сохранены на привлекательно низком уровне. Этими элементами могут быть диоды, согласно варианту осуществления изобретения, и вышеуказанный, по меньшей мере, один элемент может быть одним или множеством диодов, соединенных последовательно и/или параллельно.

Ключом для всех этих преимуществ является синхронизация управления вышеуказанными переключателями с током в линии питания во время выключения (размыкания) и напряжением в линии питания при включении (замыкании).

Устройства подобной конструкции известны из публикаций WO 01/95354 А1 и WO 01/95356 А1, но устройства, описанные в этих публикациях, являются переключающими устройствами, используемыми как прерыватели до появления неисправности, поэтому используемые в этом случае диоды должны быть способны выдержать токи короткого замыкания. Эти известные устройства также должны очень быстро реагировать на возникновение неисправности и должны быть способны прерывать прохождение тока в обоих направлениях, что может быть достигнуто за счет использования одного или другого диода, в зависимости от направления тока. Это является свойством, противоположным настоящему изобретению, которое направлено на устройство для выключения, а также подключения нагрузки к линии питания, в котором прерывание может быть сделано только одним вышеуказанным элементом, а использование другого вышеуказанного элемента может производиться при желании. Такое использование является возможным, т.к. устройство предназначено для работы только с известной нагрузкой и его использование не является критическим во временном отношении.

Согласно варианту осуществления изобретения устройство содержит, помимо двух вышеуказанных первых переключателей, по меньшей мере, один дополнительный второй механический переключатель, соединенный последовательно, по меньшей мере, с одним вышеуказанным элементом обеих вышеуказанных обходных ветвей. Такой второй механический переключатель расположен последовательно, по меньшей мере, с одним вышеуказанным элементом обеих вышеуказанных обходных ветвей, и это гарантирует, что может быть получено физическое разделение между линией питания и нагрузкой в тот момент, когда нагрузка отключается от линии питания, поэтому вышеуказанные элементы, такие как диоды, могут иметь более низкую запирающую способность, и, благодаря этому, более низкую стоимость.

Согласно дополнительному варианту осуществления изобретения устройство имеет один вышеуказанный второй переключатель, и этот второй переключатель соединен последовательно с обоими вышеуказанными первыми переключателями, что делает возможным получить легкую и надежную процедуру включения и отключения синхронно с током и напряжением в вышеуказанной токовой цепи под управлением вышеуказанных первых переключателей и второго переключателя соответственно.

Согласно варианту осуществления изобретения вышеуказанный второй переключатель соединен последовательно с обоими вышеуказанными первыми переключателями и располагается как средний переключатель между последовательностью вышеуказанных первых переключателей и каждым, по меньшей мере, одним элементом, а согласно другому варианту осуществления изобретения вышеуказанный второй переключатель расположен на одном конце последовательности соединения его и вышеуказанных первых переключателей. Возможный выбор расположения вышеуказанного второго переключателя как среднего переключателя, главным образом, дает возможность осуществлять надлежащее управление переключателями простым способом, особенно благодаря симметричности устройства, полученного таким способом.

Согласно другому варианту осуществления изобретения устройство содержит два вышеуказанных вторых переключателя, и один вышеуказанный второй переключатель расположен последовательно с вышеуказанным, по меньшей мере, одним элементом в каждой из вышеуказанных обходных ветвей. Это означает, что каждый вышеуказанный второй переключатель может быть расположен близко к соответствующему вышеуказанному, по меньшей мере, одному элементу, который может облегчить управление устройством для выполнения процедуры включения и/или выключения.

Согласно другому варианту осуществления изобретения вышеуказанный другой переключатель является другим первым переключателем, а устройство имеет только два механических переключателя. Этот вариант осуществления изобретения предъявляет более высокие требования к вышеуказанным элементам в выключенном состоянии устройства, однако устройство такой простой конструкции может быть предпочтительным в определенных вариантах применения.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, которое создает дополнительное развитие варианта изобретения, имеющего один второй переключатель, расположенный как вышеуказанный средний переключатель, а вышеуказанный блок выполнен с возможностью управления процедурой вышеуказанного выключения при запуске из состояния, в котором первые переключатели и вторые переключатели замкнуты для управления одним из вышеуказанных первых переключателей для размыкания, когда вышеуказанный, по меньшей мере, один элемент, связанный с ними, находится в проводящем состоянии для передачи через себя тока, и вышеуказанным вторым переключателем для размыкания, когда вышеуказанный, по меньшей мере, один элемент, упомянутый последним, находится в блокирующем состоянии; и для управления процедурой включения через управление одним из вышеуказанных первых переключателей для замыкания, также вышеуказанным вторым переключателем для замыкания, когда вышеуказанный, по меньшей мере, один элемент, связанный с другим первым переключателем, находится в блокирующем состоянии и, наконец, вышеуказанным другим первым переключателем для замыкания, когда вышеуказанный, по меньшей мере, один элемент, параллельный с ним, находится в проводящем состоянии. Это означает, что переходные токи и пусковые токи могут быть эффективно уменьшены почти до нуля при выполнении вышеуказанных процедур включения и выключения.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, которое создает дополнительное развитие варианта изобретения, имеющего один вышеуказанный второй переключатель, расположенный последовательно с вышеуказанным, по меньшей мере, одним элементом, в каждой из вышеуказанных обходных ветвей, вышеуказанный блок выполнен с возможностью управления процедурой вышеуказанного выключения при запуске из состояния, в котором все первые и вторые переключатели замкнуты для управления одним из вышеуказанных первых переключателей, чтобы размыкать, когда вышеуказанный, по меньшей мере, один элемент, связанный с ними, находится в проводящем состоянии для пропускания через себя тока, а вышеуказанный второй переключатель, последовательно соединен с вышеуказанным, по меньшей мере, одним элементом, упомянутым последним, и/или первый и второй переключатели, связанные с другим вышеуказанным, по меньшей мере, одним элементом, чтобы размыкать, когда вышеуказанный, по меньшей мере, один элемент, упомянутый первым, находится в блокирующем состоянии, а также управления процедурой включения с помощью управления одним из вышеуказанных первых переключателей, чтобы размыкать, затем вторым переключателем, параллельным другому первому переключателю для замыкания, когда вышеуказанный, по меньшей мере, один элемент в ветви второго переключателя, упомянутого последним, находится в блокирующем состоянии, и, наконец, вторым переключателем, упомянутым последним, для замыкания, когда вышеуказанный, по меньшей мере, один элемент, параллельный с ним, находится в проводящем состоянии.

Согласно другому варианту осуществления изобретения вышеуказанный блок выполнен с возможностью управления вышеуказанными процедурами включения и выключения с помощью использования проводящего состояния и блокирующего состояния вышеуказанного, по меньшей мере, одного элемента в одной из вышеуказанных обходных ветвей для процедуры включения и блокирующего состояния и проводящего состояния вышеуказанного, по меньшей мере, одного элемента в другой из вышеуказанных обходных ветвей для процедуры выключения. Это означает, что вышеуказанный, по меньшей мере, один элемент в каждой из вышеуказанных обходных ветвей может быть точно измерен после процедуры такого типа, в которой он использовался, что особенно делает возможным экономию средств.

Согласно другому варианту осуществления изобретения устройство имеет для формирования вышеуказанных переключателей, разнесенные, с одной стороны фиксированный первый главный контакт, выполненный с возможностью подсоединения к одной из вышеуказанных линий питания и вышеуказанной нагрузке, и с другой стороны, фиксированный второй главный контакт, выполненный с возможностью присоединения к другой из вышеуказанных линий питания и вышеуказанной нагрузке, при этом в зазоре между вышеуказанными главными контактами с одной стороны фиксированный первый контакт элемента подключен к вышеуказанному первому главному контакту с помощью первого вышеуказанного, по меньшей мере, одного элемента, а с другой стороны, фиксированный второй контакт элемента подключен к вышеуказанному второму главному контакту с помощью второго вышеуказанного, по меньшей мере, одного элемента, и подвижный контакт, который имеет возможность перемещаться между замыкающей позицией, в которой он соединяет вышеуказанный первый главный контакт и вышеуказанный второй главный контакт, и, таким образом, питающую линию с нагрузкой; и размыкающей позицией, в которой между вышеуказанными главными контактами сформирован зазор, при этом вышеуказанные контактные элементы расположены вдоль расположения вышеуказанного подвижного контакта. Таким образом, в вышеуказанной замыкающей позиции вышеуказанный подвижный контакт создает контакт с вышеуказанными контактами элемента для формирования соединения между вышеуказанным первым главным контактом и первым контактом элемента, а также вышеуказанным вторым главным контактом и вторым контактом элемента с одной стороны через вышеуказанный подвижный контакт, а с другой стороны через вышеуказанный, по меньшей мере, один элемент, параллельный ему, при этом вышеуказанный блок выполнен с возможностью управления процедурой выключения с помощью синхронизации перемещения подвижного контакта с током в вышеуказанной линии питания для разделения вышеуказанного первого главного контакта от вышеуказанного подвижного контакта, когда вышеуказанный первый, по меньшей мере, один элемент находится в проводящем состоянии для прохождения тока через него и тем самым отделить вышеуказанный первый контактный элемент от вышеуказанного подвижного контакта, когда вышеуказанный первый, по меньшей мере, один элемент в следующий раз находится в блокирующем состоянии; и процедурой вышеуказанного включения с помощью синхронизации перемещения подвижного контакта с напряжением вышеуказанной линии питания, в которой подвижный контакт начинает перемещение из позиции, в которой он создает контакт с первым главным контактом и первым контактом элемента, чтобы обеспечить контакт со вторым контактом элемента, когда вышеуказанный второй, по меньшей мере, один элемент находится в блокирующем состоянии и обеспечить контакт со вторым главным контактом, тем самым замыкая цепь между первым и вторым главными контактами, когда вышеуказанный второй, по меньшей мере, один элемент находится в следующий раз в проводящем состоянии.

Эта конструкция устройства, позволяющая получить два первых переключателя, и второй переключатель, расположенный между ними, с помощью размещения таких фиксированных контактов и подвижного контакта создает простой и надежный способ получить вышеуказанную синхронизацию процедур включения и выключения.

Согласно другому варианту осуществления изобретения устройство выполнено с возможностью подключения и отключения нагрузки к/от линии питания трехфазного переменного напряжения, при этом устройство имеет один набор вышеуказанных механических переключателей и обходных ветвей с вышеуказанным, по меньшей мере, одним элементом для каждой вышеуказанной фазы.

Согласно варианту осуществления изобретения вышеуказанные три подвижных контакта фиксировано соединены друг с другом для выполнения их перемещений, и, благодаря этому, включение и выключение трех фаз зависит друг от друга. Такое фиксированное соединение означает, что желаемая последовательность замыкания и размыкания контактов в соответствии с фазой может быть получена просто и надежно.

Согласно другому варианту осуществления изобретения соотношения длин вышеуказанных трех подвижных контактов и/или позиционирование вышеуказанных фиксированных контактов каждой фазы регулируются, чтобы получить механическое смещение, которое в результате создает в заданное время задержку между фазами во время выполнения вышеуказанных операций включения и выключения. Это означает, что будет необходимо начать перемещения только одного контакта и тем самым всех вышеуказанных подвижных контактов в заданное время, а затем перемещать их с определенной скоростью для получения точно определенной временной задержки (сдвига фазы) между фазами во время выполнения вышеуказанной операции включения и выключения.

Согласно другому варианту осуществления изобретения вышеуказанный блок содержит электрический двигатель и подвижный контакт/контакты, соединенный/соединенные с выходным валом вышеуказанного двигателя, что обеспечивает способ для точного управления перемещением вышеуказанного контакта/контактов и, таким образом, операций включения и выключения вышеуказанного устройства.

Согласно другому варианту осуществления изобретения вышеуказанный подвижный контакт/контакты имеет дугообразную форму с центром вышеуказанной дуги, совпадающим с валом вышеуказанного двигателя, таким образом, поворот вышеуказанного вала двигателя приведет к перемещению вышеуказанного подвижного контакта/контактов по окружности.

Согласно другому варианту осуществления изобретения вышеуказанный первый диод или множество диодов, соединенных последовательно, направлены противоположно вышеуказанному второму диоду или множеству диодов, соединенных последовательно.

Согласно варианту осуществления изобретения вышеуказанный блок выполнен с возможностью управления процедурой вышеуказанного выключения с помощью управления подвижным контактом первой фазы, чтобы он был разделен с вышеуказанным первым главным контактом этой фазы во время Т₀, а подвижный контакт третьей вышеуказанной фазы, находящейся на 240 электрических градусов после вышеуказанной первой фазы, чтобы он был разделен с первым главным контактом этой фазы на величину около Т/6 после Т₀, и подвижным контактом второй фазы, находящейся на 120 электрических градусов за первой фазой, чтобы он был разделен с первым главным контактом этой фазы на величину около Т/3 после Т₀ для передачи тока соответствующей фазы через соответствующий вышеуказанный первый, по меньшей мере, один элемент этой фазы; при этом вышеуказанные подвижные контакты продолжают перемещение для разделения вышеуказанного подвижного контакта первой фазы с вышеуказанным первым контактом элемента на величину около Т/2 после Т₀, и подвижными контактами второй и третьей фазы, чтобы они были одновременно отделены от вышеуказанного первого контакта элемента этих фаз на величину около 3Т/4 после Т₀, для того, чтобы начать создавать вышеуказанный зазор, когда никакой ток не протекает в соответствующей фазе, при этом Т является периодом вышеуказанного переменного напряжения. Эта процедура означает, что главные контакты размыкаются и токи коммутируются с вышеуказанными элементами после того, как ток соответствующей фазы пересекает нулевое значение, что приводит к процессу коммутации практически без образования дуги. Более того, контакты элемента размыкаются, когда вышеуказанные элементы, такие как диоды, переключились в блокирующее состояние, и токи, протекающие через фазы, равны нулю, что предотвращает искрообразование в контактах. Более того, за счет разделения первого главного контакта вышеуказанной третьей фазы, после этого разделения вышеуказанной первой фазы и затем вышеуказанного первого главного контакта второй фазы процедура выключения может быть укорочена.

Согласно другому варианту осуществления изобретения вышеуказанный блок выполнен с возможностью управления вышеуказанными подвижными контактами, чтобы они были отделены от соответствующего первого главного контакта с задержкой по отношению к моменту, когда ток будет пересекать нулевую отметку в соответствующей фазе, чтобы гарантировать, что вышеуказанный первый, по меньшей мере, один элемент находится в проводящем состоянии после разделения вышеуказанного подвижного контакта с соответствующим первым главным контактом. В таком случае предпочтительно, чтобы вышеуказанная задержка составляла, по меньшей мере, Т/40, чтобы гарантировать, что вышеуказанный первый, по меньшей мере, один элемент находится в проводящем состоянии, однако также она должна быть короче, чем Т/4, предпочтительно, короче, чем Т/8, чтобы можно было эффективно передавать ток к вышеуказанному, по меньшей мере, одному элементу практически без образования дуги.

Согласно другому варианту осуществления изобретения вышеуказанный блок выполнен с возможностью управления вышеуказанным подвижным контактом соответствующей фазы таким образом, чтобы он был отделен от соответствующего первого контакта элемента <Т/4, предпочтительно <Т/8 после того, как соответствующий первый, по меньшей мере, один элемент принял вышеуказанное блокирующее состояние. Хотя необходимо гарантировать, что первый, по меньшей мере, один элемент принял вышеуказанное блокирующее состояние перед тем, как подвижный контакт отделен от первого контакта элемента, при этом желательно сохранять задержку настолько короткой, насколько это возможно, с точки зрения уменьшения затрат, чтобы сохранять необходимую способность блокировки напряжения вышеуказанного, по меньшей мере, одного элемента и, тем самым, определенного числа таких элементов, необходимых для последовательного соединения, на низком уровне.

Согласно другому варианту осуществления изобретения вышеуказанный блок выполнен с возможностью управления вышеуказанными подвижными контактами каждой фазы при выполнении процедуры вышеуказанного включения с помощью создания контакта с вышеуказанным вторым контактом элемента для второй и третьей фазы, находящейся на 120 электрических градусов после второй фазы одновременно в момент времени t₀, когда вышеуказанный второй, по меньшей мере, один элемент в этих фазах находится в блокирующем состоянии и создания контакта с вышеуказанным вторым главным контактом этих двух фаз, одновременно около Т/2 после t₀, когда вышеуказанный второй, по меньшей мере, один элемент находится в проводящем состоянии для передачи тока в цепь от первого главного контакта ко второму главному контакту, и подвижным контактом первой вышеуказанной фазы, находящейся на 120 электрических градусов раньше вышеуказанной второй фазы, чтобы создавать контакт со вторым контактом элемента этой фазы около 3Т/4 после времени t₀, и создавать контакт с вышеуказанным вторым главным контактом вышеуказанной первой фазы около 5Т/4 после времени t₀, при этом Т является периодом вышеуказанного переменного напряжения. Оказалось, что эта последовательность включения фаз, уменьшает переходные процессы при прохождении токов почти до нуля. За счет обеспечения контакта с вышеуказанным вторым контактом элемента первой фазы на 3Т/4 после двух других фаз, переключающее устройство будет в случае нагрузки в виде конденсатора или конденсаторной батареи пропускать ток к ним в той же самой точке, где прохождение тока заканчивается вследствие прерывания, таким образом, пусковой ток минимизируется, когда такой конденсатор или конденсаторы уже заряжены.

Согласно другому варианту осуществления изобретения вышеуказанный блок выполнен с возможностью управления вышеуказанным подвижным контактом соответствующей фазы, чтобы обеспечить контакт с вышеуказанным вторым контактом элемента с задержкой по отношению к точке пересечения нулевого напряжения в соответствующей фазе, для того чтобы гарантировать, что вышеуказанный второй, по меньшей мере, один элемент находится в блокирующем состоянии, когда осуществляется вышеуказанный контакт.

Согласно другому варианту осуществления изобретения вышеуказанная задержка составляет, по меньшей мере, Т/40 и короче, чем Т/4, предпочтительно, короче, чем Т/8.

Согласно другому варианту осуществления изобретения вышеуказанный блок выполнен с возможностью управления вышеуказанным подвижным контактом, чтобы запустить процесс образования контакта с вышеуказанным вторым главным контактом с задержкой после того, как вышеуказанный второй, по меньшей мере, один элемент начал проводить ток, для того, чтобы гарантировать, что эти элементы фаз находятся в это время в проводящем состоянии. При этом, конечно, необходимо гарантировать, чтобы вышеуказанный второй, по меньшей мере, один элемент находился в проводящем состоянии при осуществлении контакта, но процесс образования контакта следует делать коротким, насколько это возможно, после того, как было получено вышеуказанное проводящее состояние, во избежание образования дуги. Вышеуказанная задержка составляет, предпочтительно, по меньшей мере, Т/40 и короче, чем Т/4, предпочтительно короче, чем Т/8.

Согласно другому варианту осуществления изобретения первый и второй, по меньшей мере, один элемент, связанный с третьей фазой, находящейся на 240 электрических градусов позже относительно первой фазы и на 120 электрических градусов позже относительно второй фазы, противоположно направлен относительно соответствующих первого и второго, по меньшей мере, одного элемента в первой и второй фазах, что делает возможным ускорить процедуры включения и выключения, благодаря чему уменьшаются переходные процессы в системе.

Согласно другому варианту осуществления изобретения количество вышеуказанного, по меньшей мере, одного элемента, выполненного с возможностью использования в процедуре включения, больше, чем количество вышеуказанного, по меньшей мере, одного элемента, выполненного с возможностью использования в процедуре выключения. Это различие возникает благодаря тому факту, что вышеуказанные элементы, используемые в процедуре включения, должны быть способны блокировать все напряжение фазы после замыкания соответствующего первого переключателя. Однако элементы, используемые в процедуре выключения, должны быть способны блокировать только часть этого напряжения, создаваемого до того, как соответствующий переключатель размыкается, поэтому с помощью использования элементов только одной обходной ветви для выключения и элементов другой обходной ветви для включения, затраты на элементы, упоминаемые первыми, могут быть таким образом уменьшены. Это, конечно, эквивалентно тому, чтобы иметь точно такое же количество элементов, упоминаемых первыми, но с более низкой стоимостью.

Согласно другому варианту осуществления изобретения устройство имеет множество вышеуказанных элементов, соединенных последовательно в каждой из вышеуказанных обходных ветвей, которые могут хорошо подходить для того, чтобы вместе блокировать напряжение, которое должно блокироваться, когда вышеуказанные элементы находятся в заблокированном состоянии.

Согласно другому варианту осуществления изобретения устройство содержит для каждой из обходных ветвей кожух, вмещающий все вышеуказанные, по меньшей мере, один элемент(ы), принадлежащие вышеуказанной ветви, который обеспечивает подходящий способ расположения таких элементов, таких как диоды, в то же время защищая их от воздействия окружающей среды.

Согласно другому варианту осуществления изобретения каждый из вышеуказанных, по меньшей мере, одного элемента(ов) является диодом, который составляет альтернативу с хорошей рентабельностью, чтобы получить такой элемент в переключающем устройстве, согласно изобретению.

Согласно другому варианту осуществления изобретения вышеуказанные фиксированные контакты спроектированы таким образом, чтобы частично обхватывать вышеуказанный подвижный контакт и подшипник, расположенный по окружности вокруг него. Это означает, что контакты с низким сопротивлением могут быть получены между фиксированными контактами и подвижным контактом, также во время его перемещения.

Согласно другому варианту осуществления изобретения вышеуказанные главные контакты спроектированы таким образом, чтобы окружать и нажимать на, в основном, большую часть окружности соответствующего подвижного контакта, в отличие от вышеуказанных контактов элемента, которые не должны создавать контакт с вышеуказанным подвижным контактом в такой же степени, как вышеуказанные главные контакты. Это означает, что в случае использования дугообразного подвижного контакта и когда вышеуказанные фиксированные контакты расположены, в основном, с наружной части вышеуказанных подвижных контактов относительно центра вышеуказанной дуги, зазор между контактом элемента будет увеличенным по сравнению с тем случаем, когда он спроектирован как главный контакт, таким образом, более высокое напряжение может быть удержано с помощью зазора между ними.

Согласно другому варианту осуществления изобретения вышеуказанные фиксированные контакты расположены, в основном, с наружной части вышеуказанных подвижных контактов относительно центра вышеуказанной дуги.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, по меньшей мере, один из вышеуказанных фиксированных контактов обеспечен спиральной пружиной, расположенной таким образом, чтобы давить на вышеуказанный подвижный контакт, приспосабливая его для использования в качестве элементов, используемые для пропускания тока, что гарантирует надлежащий контакт, создаваемый таким фиксированным контактом с подвижным контактом, в то же время допуская приемлемые отклонения.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, устройство выполнено с возможностью подсоединения к нагрузке в виде одного или более конденсаторов, таких как конденсаторная батарея, что является предпочтительным использованием устройства, согласно изобретению.

Изобретение также имеет отношение к использованию устройства, согласно изобретению, для подключения и отключения одного или более конденсаторов к линии трехфазного переменного напряжения для компенсации реактивной мощности. Также возможно использование множества устройств, согласно изобретению, для разделения большой конденсаторной батареи на маленькие блоки, при этом каждый блок работает с отдельным вышеуказанным переключающим устройством; таким образом, может быть получена ступенчато управляемая конденсаторная батарея. Поскольку устройство, согласно изобретению, может часто работать в условиях переменной нагрузки, подключенной к линии питания трехфазного переменного напряжения, такой как система распределения высокого напряжения, конденсаторная батарея может включаться или выключаться, например, ежечасно, чтобы минимизировать потери мощности и увеличить максимальный поток энергии в системе.

Изобретение также имеет отношение к использованию устройства, согласно изобретению, для электропитания в промышленности или в распределительных сетях или сетях электропередачи, также как и для использования такого устройства для подключения и отключения нагрузки к/от линии трехфазного переменного напряжения, при этом устройство должно быть выполнено с возможностью работы с напряжением между 1 и 52 кВ и пропускания тока между указанной линией и нагрузкой от 100 А до 2 кА.

Изобретение также имеет отношение к способу подключения и отключения нагрузки к/от линии трехфазного переменного напряжения, согласно способу в прилагаемой формуле изобретения, а его преимущества видны из приведенного выше обсуждения переключающего устройства, согласно изобретению.

Дополнительные преимущества и полезные свойства изобретения прояснятся из следующего описания.

Краткое описание чертежей

Со ссылкой на прилагаемые чертежи, ниже следует отдельное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения, приведенных в качестве примеров.

На чертежах:

Фиг. 1 - схематичная принципиальная схема, иллюстрирующая возможное использование переключающего устройства, согласно изобретению;

Фиг. 2 - вид в перспективе переключающего устройства согласно варианту осуществления изобретения;

Фиг. 3 - увеличенный вид переключающего устройства согласно фиг. 2 для показа дополнительных деталей;

Фиг. 4 - увеличенный вид, иллюстрирующий конструкцию фиксированных контактов переключающего устройства, согласно варианту осуществления изобретения;

Фиг. 5 - упрощенная принципиальная схема, иллюстрирующая переключающее устройство, согласно варианту осуществления изобретения;

Фиг. 6 и 7 изображают графики, показывающие напряжение U между главными контактами для соответствующей фазы и ток I между питающей линией и нагрузкой для соответствующей фазы в зависимости от времени, соответственно, во время операции отключения (размыкания) вышеуказанной нагрузки от соответствующей линии питания трехфазного переменного напряжения;

Фиг. 8а-8i показывают последовательные этапы процедуры выключения, согласно изобретению;

Фиг. 9 и 10 - графики, показывающие напряжение U между главными контактами для соответствующей фазы и ток I между питающей линией и нагрузкой для соответствующей фазы в зависимости от времени, соответственно, во время операции подключения (замыкания) вышеуказанной нагрузки к соответствующей линии питания трехфазного переменного напряжения;

Фиг. 11а-11h показывают последовательные этапы процедуры включения, согласно изобретению; и

Фиг. 12 и 13 - графики, показывающие напряжение U между главными контактами для соответствующей фазы и ток I между питающей линией и нагрузкой для соответствующей фазы в зависимости от времени, соответственно,