具有开闭功能的控制模块以及限流器的制作方法

专利名称：具有开闭功能的控制模块以及限流器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有开闭功能的控制模块以及限流器，当由于各种原因导致限流
器错误动作时，所述控制模块能够控制上述限流器正常动作。
背景技术：
通常，电力系统中设置有限流器，其对临界值以上的故障电流进行限流，从而防止由于雷击、接地、短路等故障而导致电气设备烧坏以及损坏；断路器，其切断与系统的连接，使故障电流无法流入系统。 当发生临界值以上的故障电流时，上述限流器通过限制所发生的故障电流，将母线、绝缘体、断路器等电气设备上的机械的、热的、电的应力减少至最小，从而保护电气设备。 另外，断路器连接在电力系统，检测临界值以上的故障电流，并根据产生断路信号的过载电流继电器的控制，切断与系统的连接，从而使故障电流无法流入系统以实现对系统的保护。 上述的断路器，根据过载电流继电器的控制，切断临界值以上的故障电流，需要3至5个周期。这是因为，过载电流继电器检测临界值以上的故障电流也需要一定的时间。
但是，现有的限流器具有如下缺点，即故障电流量小时，无法生成足够的排斥力而停止动作，或因没有及时限制故障电流，导致电气设备损坏。

发明内容
本发明的限流器，包括触发器件，当发生故障电流时，将上述故障电流分流至不同于正常电流流通路径的其它路径；第一开关，串联在上述触发器件的后端；固定部，用于固定上述第一开关的断开闭合状态；驱动部，当输入有被上述触发器件分流的故障电流时，利用由上述故障电流产生的排斥力，断开上述第一开关的接触的触点；以及控制模块，当流过故障电流时，向上述固定部提供用于断开第一开关的触点所需的驱动电力，并驱动上述固定部以固定上述第一开关的断开状态。 在这里，当故障电流消失时，上述控制模块向上述固定部提供闭合第一开关的触
点所需的驱动电力，并驱动上述固定部以固定上述第一开关的闭合状态。 根据本发明，对可以执行开关的开闭动作的装置进行控制的具有开闭功能的控制
模块，包括电容器，对能够驱动上述装置的电流进行充电或者放电；保护继电器，判断是
否发生了故障电流，并将包括故障电流或正常电流的判断结果信息在内的信号进行输出；
以及，控制部，当从上述保护继电器输入上述信息信号时，根据上述信息信号，改变上述电
容器所放电电流的路径。


图1为本发明之限流器的一实施例结构示意 图2为有关图1中的限流器的结构示意图； 图3为具体体现图2中的控制模块的结构示意图； 图4a以及图4b为本发明之限流器动作过程的一实施例示意图； 图5a以及图5b为本发明之限流器动作过程的一实施例示意图； 图6a以及图6b为本发明之限流器动作过程的一实施例示意图。
具体实施例方式图1为本发明之限流器的一实施例结构示意图。 如图1所示，上述限流器包括触发(Trigger)器件100 ;第一开关110 ;驱动部
120 ;第二开关130 ;电阻140 ;固定部150 ;传感部160 ;变流器170 ;以及控制模块180。
当流过正常电流时，上述触发器件100维持低阻抗状态，从而将上述正常电流分流至b路径。即，正常电流依次流过b路径、c路径、d路径。因此，上述触发器件100可使
正常电流无损失地通过。相反，当发生临界值以上的故障电流时，触发器件ioo转为高阻抗
状态，从而将上述故障电流分流至e路径。即，当流过正常电流时，以低阻抗状态使电流通过，而有故障电流流过时，转为高阻抗状态，将故障电流分流至e路径。被分流至e路径的上述故障电流依次流过f路径、g路径、h路径、d路径。若上述第二开关130的触点闭合，则上述故障电流通过e路径流向i路径。S卩，被分流至e路径的上述故障电流依次流过i路径、j路径、h路径、d路径。上述"正常电流"是指在正常状态下流过的电流。上述正常状态指的是，没有发生接地故障、短路故障等的状态。上述"故障电流"指的是，由接地故障、短路故障等引起突然大的电流流过。 超导体(Superconductor) 、 PTC (Positive Temperature Coefficient :正的温度系数)材料或者液体金属等相当于上述触发器件ioo，其优选构成为，当发生临界值以上的故障电流时，至少在1/4周期之内成为高阻抗状态。 上述第一开关110，串联在上述触发器件100的后端，上述第一开关110常时处于触点闭合的状态，使正常电流流过b路径。相反，当发生故障电流时，利用上述驱动部120中由于上述故障电流而产生的排斥力，断开上述第一开关110的触点。上述触点被断开的过程，以下根据图2进行详细说明。 上述驱动部120，连接在与上述触发器件100以及上述第一开关110并联的f路径上。当故障电流流过f路径时，上述驱动部120利用由上述故障电流而产生的排斥力，断开上述第一开关110的触点。当被触发器件110分流的临界值以上的故障电流流过时产生排斥力。上述触点被断开的过程，根据图2进行详细说明。 上述第二开关130并联在上述驱动部120。上述第二开关130的触点常时处于断开的状态。当故障电流流过f路径时，上述驱动部120利用由上述故障电流产生的排斥力，闭合上述第二开关130。因此，一开始流过f路径的故障电流，随着上述第二开关130的触点闭合，流向i路径。因此，上述第二开关130限制故障电流只流入驱动部120，从而防止驱动部120的热的、机械的损坏。即，上述第二开关130防止故障电流一直流过驱动部120，并抑制上述驱动部120产生过度的排斥力，从而防止驱动部120损坏。上述触点断开的过程，根据图2进行详细说明。 上述第一开关110的触点断开的动作和上述第二开关130的触点闭合的动作，几开关130的触点闭合的动作迟于上述第一开关110的触点断开的动作。 上述电阻140串联在上述驱动部120以及上述第二开关130的后端，上述电阻140能够将流过上述驱动部120以及上述第二开关130的故障电流限制在一定值以下，从而防止电流值大的故障电流流过连接在后端的电气设备。 上述固定部150可使用各种装置，但在本发明的实施例中以永磁执行器(PMA)为基准进行说明。 上述永磁执行器150施力使上述第一开关110以及上述第二开关130的触点维持当前状态。例如，当流过正常电流时，上述永磁执行器150施力使上述第一开关110的触点维持闭合状态，而上述第二开关130的触点维持断开状态；相反，当流过故障电流时，上述永磁执行器150施力使上述第一开关110的触点位置维持断开状态，而上述第二开关130的触点维持闭合状态。另外，上述永磁执行器150也可以改变上述第一开关110的断开闭合(open/close)状态。 上述传感部160对上述第一开关110、上述驱动部120、以及上述第二开关130的
动作与否进行判断，从而判断当前系统中流过的电流是故障电流还是正常电流。 例如，当流过正常电流时，上述第一开关110的触点处于闭合状态；相反，当流过
故障电流时，则上述第一开关110的触点处于断开状态。因此，上述传感部160，可通过判断
上述第一开关110的触点的位置，判断故障电流还是正常电流。 另外，也可以利用上述第二开关130的触点位置变化，或者利用后述的上述驱动部120的第一线圈121以及排斥板(R印ulsive plate) 122的位置变化，判断故障电流或正常电流。 上述传感部160，将故障电流还是正常电流的判断结果，传送给控制模块180。上述传感部160，无论判断为正常电流还是故障电流，其结果都传送给控制模块180，也可以进行控制，使只判断为故障电流时，将判断结果传送给控制模块180。上述传感部160可包括传感器以及传感控制部。上述传感部160可由限制开关(Limit switch)、近程式传感器(Proximity sensor)等构成。另外，上述传感部160的位置，不限定于图1所示的位置，还可进行多种改变。 上述变流器(Current Transformer ;CT) 170，串联在上述第一开关110以及上述电阻140的后端，可将大电流按一定的比率降低并进行输出。上述降低后的电流被输入至控制模块180。 上述控制模块180，通过上述传感部160判断的有关故障电流发生与否的信息，以及/或通过来自上述变流器170的上述降低后的电流值，判断当前系统中流过的电流是故障电流还是正常电流。上述控制模块180，对来自上述变流器170的上述降低后的电流值进行检测，并对上述降低后的电流值以在上述变流器170上使用的比率进行补偿，从而检测当前系统中流过的电流值。通过上述变流器170判断故障电流的方法为，当大于等于预先设定的电流值时，判断为故障电流，而小于预先设定的电流值时，判断为正常电流。例如，当来自上述变流器170的上述降低后的电流值为2A，而在上述变流器170上使用的比率为100 : 1时，上述控制模块180判断当前系统中流过的电流值为200A。另外，当预先设定的电流值为160A时，上述控制模块180，因当前系统中流过的电流值大于预先设定的电流值，
7因此判断为故障电流。相反，当来自上述变流器170的上述降低后的电流值为1. 5A时，上述控制模块180判断当前系统中的电流值为150A，因当前系统中的电流值小于预先设定的电流值，因此判断为正常电流。上述控制模块180根据上述判断结果，向上述永磁执行器150提供驱动电力。上述永磁执行器150根据上述驱动电力，执行断开或者闭合上述第一开关110的动作。执行完上述动作，上述永磁执行器150固定上述第一开关110的断开或闭合的状态。 图2为有关图1中的限流器的结构示意图。 如图2所示，上述限流器包括触发器件100、第一开关110、驱动部120、第二开关130、电阻140、上述永磁执行器150、传感部160、变流器170、控制模块180、第一连接轴190以及第二连接轴200。 上述触发器件100、上述电阻140、传感部160、变流器170以及控制模块180，与图1中的相同，因此不再进行说明。 上述第一开关110包括第一触点111以及第二触点112。上述触点Ul、112，当流过正常电流时处于闭合的状态，而当发生故障电流时被断开。 上述驱动部120包括第一线圈121以及排斥板122。上述排斥板122优选使用铜或铝等低电阻率的导体。当流过正常电流时，上述第一线圈121以及排斥板122几乎接触。相反，当发生故常电流时，因上述第一线圈121中流过上述故障电流而产生电磁排斥力。上述排斥板122由上述电磁排斥力而向上移动。 上述第二开关130包括第三触点131以及第四触点132。上述触点131、132，当流过正常电流时处于断开的状态，而当发生故障电流时进行闭合。上述第三触点131与上述排斥板122直接结合或者通过连接轴连接。 上述永磁执行器150包括第二线圈151、第三线圈152、永磁153以及柱塞(Plunger) 154。上述第二线圈151位于上述永磁执行器150的上部，而上述第三线圈152位于上述永磁执行器150的下部。即，上述永久磁铁153位于上述第二线圈151以及上述第三线圈152之间。上述柱塞154，在上述第二线圈151以及上述第三线圈152的内部进行上下移动。上述永磁执行器，也可由电磁执行器(Electro-Magnetic Force driving Actuator;EMFA)实现。 上述第一连接轴190，其一端连接在上述排斥板122的下部，而另一端连接在上述柱塞154的上部，并进行上下移动。上述第一连接轴190与上述排斥板122或上述柱塞154连接时的连接位置优选为中心部位，但不限定于上述中心部位，也可以连接在其它位置。
上述第二连接轴200，其一端连接在上述第一开关110的上述第二触点112，而另一端连接在上述柱塞154的下部，并进行上下移动。上述第二连接轴200与上述柱塞154或上述第二触点112连接时的连接位置优选为中心部位，但不限定于上述中心部位，也可以连接在其它位置。 上述第一连接轴190以及上述第二连接轴200，可以由一个连接轴构成。例如，连接轴的一端贯穿上述柱塞154并连接在上述排斥板122的下部，而另一端连接在上述第一开关110的第一触点112，从而进行上下移动。 这样，上述第一开关110、上述永磁执行器150、上述驱动部120、以及上述第二开关130都连接在一起。即，随着连接轴190、200移动，上述构成要素都一起进行移动。
上述第一开关110、上述固定部150、上述驱动部120以及上述第二开关130的位置，不限定于图2所示的位置，在能够执行相同功能的基础上，可以进行改变。例如，上述驱动部120，连接在上述固定部150和上述第一开关110之间，也可以执行与图2相同的功能。除此之外，也可以进行多种位置的改变。 以下，参照图4a至图6b，当流过正常电流以及故障电流时，对上述构成要素的动作进行详细说明。 图3为具体体现图2中的控制模块的结构示意图。 参照图2以及图3，上述控制模块180包括电容器181、保护继电器(Protectionrelay) 182、控制部183以及定时器184。 上述保护继电器182，根据由传感部160传送的判断上述第一开关110的触点是否闭合的信息，以及/或由上述变流器170传送的电流值，判断正常电流还是故障电流。上述控制模块180检测来自上述变流器170的上述降低后的电流值，并对上述降低后的电流值以在上述变流器170上使用的比率进行补偿，从而检测当前系统中流过的电流值。通过上述变流器170判断故障电流的方法是，大于预先设定的电流值时，判断为故障电流，而小于预先设定的电流值时，判断为正常电流。根据上述判断结果，上述保护继电器182将包括故障电流或是正常电流的判断结果在内的信息信号，传送给上述控制部183。例如，当判断结果为正常电流时，上述保护继电器182将包括表示正常电流信息的信息信号，传送给上述控制部183。相反，当判断结果为故障电流时，上述保护继电器182将包括表示故障电流信息的信息信号，传送给上述控制部183。 另外，上述保护继电器182，当利用来自上述变流器170的电流值，判断为正常电流时，由上述定时器184控制，等过了用户预先设定的一定时间(三秒之内)之后再进行判断。当上述保护继电器182判断为正常电流时，上述定时器184控制上述保护继电器182在用户预先设定的一定时间内停止进行判断动作。例如，当上述保护继电器182判断为正常电流时，上述定时器184，控制上述保护继电器182在用户预先设定的一定时间内停止进行判断动作。等过了用户预先设定的一定时间之后，上述保护继电器182再进行判断是否为正常电流，当判断为正常电流时，将包括表示正常电流的信息在内的信息信号，传送给上述控制部183。由此，不仅可以防止限流器从限制故障电流的动作转变至使正常电流流通的动作过快，而且通过由上述保护继电器182再判断是否为正常电流，从而减少判断失误。若上述保护继电器182由于判断失误而将故障电流判断成正常电流，而且上述限流器执行正常电流流通的动作时，因故障电流直接流向系统而导致电气设备等的致命损伤。因此，必须慎重进行正常电流还是故障电流的判断。 另外，上述保护继电器182在判断正常电流或故障电流时，可通过来自上述变流器170的电流值的判断，以及来自上述传感部160的上述第一开关110的触点闭合与否来进行判断。例如，上述保护继电器182只有在通过来自上述变流器170的电流值判断为正常电流，且来自上述传感部160的上述第一开关110的触点断开时(发生故障电流时)，才会将包括表示正常电流信息在内的信息信号，传送给上述控制部183。当上述第一开关110的触点闭合时(流过正常电流时)，因不需要执行闭合动作，因此上述保护继电器182不需要将表示正常电流的信息传送给上述控制部183。上述实施例之外，还可以采用，由上述保护继电器182同时利用来自上述变流器170以及上述传感部160的信息，判断正常电流或故障电流等很多种方法。 上述传感部160判断上述第一开关110、上述驱动部120、上述第二开关130以及上述永磁执行器150等动作与否，从而判断当前系统的电流是故障电流还是正常电流。
在图1中没有提及的判断方法有，上述第一开关110、上述驱动部120、上述第二开关130以及上述永磁执行器150由一个连接轴连接，因此，可通过判断上述连接轴是否进行了移动，来判断当前系统的电流是故障电流还是正常电流。即，当流过故障电流时，上述驱动部120的排斥板122向上移动，随着上述排斥板122的向上移动，上述第一开关110的第二触点112、上述第二开关130的第一触点131、以及上述永磁执行器150的柱塞154，也都向上移动。上述传感部160通过检测上述连接轴的移动，从而可以判断是正常电流还是故障电流。例如，上述传感部160，以流过正常电流时的连接轴的位置为基准进行判断，若上述
连接轴向上移动，则判断为故障电流，而若上述连接轴没有进行移动，则判断为正常电流。
上述传感部160判断为故障电流时，将上述判断结果传送给上述控制部183。另外，上述传感部160判断为故障电流时，将上述判断结果传送给上述保护继电器1S2，而上述保护继电器182也可将上述判断结果传送给上述控制部183。传送上述判断结果的方法中，由上述传感部160将上述判断结果直接传送给上述控制部183的方法更有效。当发生故障电流时，迅速起动限流器尤为重要，因此，上述传感部160的判断结果，不经过上述保护继电器182进行传送，从而可縮短控制时间。 上述电容器181连接在上述控制部183，对电流进行充电，所充电的上述电流用于驱动上述永磁执行器150。 上述控制部183根据来自上述传感部160以及上述保护继电器182的信号，对上述电容器181所放电的电流路径进行控制(驱动电力)，从而控制上述永磁执行器(PMA) 150的驱动。优选为，上述控制部183具有能够对上述电容器181所放电电流的路径进行改变的切换功能。 例如，当上述控制部183从上述传感部160输入发生故障电流的信号时，控制(驱动电力)上述电容器181所放电的电流流向上述永磁执行器150的第二线圈151。上述柱塞154根据上述第二线圈151上流通电流而产生的磁力而向上进行移动。此时，电流的方向，最好是从上述第二线圈151的右侧流入，而从左侧流出。因此，上述第一开关110的触点被断开，上述驱动部120的排斥板122向上移动，而上述第二开关130的触点被闭合。从而，可以更可靠地限制上述故障电流。 上述控制部183，当从上述保护继电器182输入包括判断结果的信号时，根据上述信号，控制上述电容器181所放电电流的路径。 例如，上述控制部183，当输入有来自上述保护继电器182的断开动作的控制信号时，控制(驱动电力)上述电容器181所放电的电流流向上述永磁执行器150的第二线圈151。上述柱塞154通过上述第二线圈151上流通电流而产生的磁力而向上移动。因此，上述第一开关110的触点被断开，上述驱动部120的排斥板122向上移动，而上述第二开关130的触点被闭合。之后，上述永磁执行器150固定上述第一开关110的断开状态。从而，限流器可更可靠地限制故障电流。 相反，当从上述保护继电器182输入包括表示正常电流信息在内的信息信号时，上述控制部183控制(驱动电力)上述电容器181所放电的电流流向上述永磁执行器150
10的第三线圈152。上述判断正常电流的时机优选为发生故障电流之后。 上述柱塞154通过上述第三线圈152上流通电流而产生的磁力，而向下移动。因
此，上述第一开关110的触点被闭合，上述驱动部120的排斥板122向下移动，而上述第二
开关130的触点被断开。之后，上述永磁执行器150固定上述第一开关110的闭合状态。此
时，电流的方向，最好是从上述第三线圈152的右侧流出，而从左侧流入。因此，故障电流消
失之后，限流器可以从限制故障电流的动作迅速准确地转变到使正常电流流通的动作。 如上所述，现有的限流器有可能发生因故障电流量小而无法生成足够的排斥力而
停止动作，或者第一开关的真空力(Vac皿ming force)或永磁执行器(PMA)的磁力使第一
开关的触点应断开而保持接触等情况。而根据本发明的具有开闭功能的控制模块以及限流
器，判断正常电流还是故障电流，并强制控制永磁执行器的开闭动作，因此，可使限流器更
准确地进行动作。 在本实施例中，对上述保护继电器182以及上述控制部183分别进行了描述，但也 可以由一个装置或一个芯片构成。 图4a以及图4b为本发明之限流器动作过程的一实施例示意图。 以下，参照图2、图4a以及图4b，当流通正常电流的电路中发生故障电流时，本发
明的控制模块以及限流器对故障电流进行限制的过程进行详细说明。 当流过正常电流时，上述第一开关110的触点处于闭合状态；上述柱塞154的下端 与上述第三线圈的下端位于一直线上；上述驱动部120的第一线圈121以及排斥板120几 乎接触；上述第二开关130的触点处于断开状态。上述柱塞154的下端和上述第三线圈的 下端不一定非要位于一直线。 而当流过故障电流时，上述故障电流由触发器件100而流向上述驱动部120的第 一线圈121。上述驱动部120的第一线圈121因上述故障电流而产生电磁排斥力，上述排斥 板122由上述电磁排斥力而向上移动。上述第一开关110、上述柱塞154以及上述第二开关 130由一个或一个以上的连接轴连接，因此，随着上述排斥板122向上移动，上述第一开关 110的触点被断开，上述柱塞154向上移动，而上述第二开关130的触点被闭合。此时，上述 传感部160通过判断上述连接轴是否因故障电流而向上移动，从而判断是否发生了故障电 流。即使上述连接轴向上移动了一点点，上述传感部160也可判断为发生了故障电流。因 此，上述传感部160，不一定非要将由上述连接轴的移动导致的、上述第二开关130的触点 进行闭合的情况或上述柱塞154充分向上移动的情况，作为判断发生故障电流的根据。上 述传感部160将上述判断结果传送给上述控制部183。另外，上述传感部160判断上述连接 轴是否因故障电流向上移动之后，将上述判断结果传送给上述保护继电器182，而上述保护 继电器182将上述判断结果传送给上述控制部183。为了縮短时间，优选为，上述传感部160 将上述连接轴是否因故障电流而向上移动的判断结果，直接传送给上述控制部183。另外， 上述传感部160，除了利用上述连接轴的位置变化之外，还可利用上述第一开关110的位置 变化、上述第一线圈121或上述排斥板122的位置变化、上述第二开关130的位置变化、或 上述柱塞154的位置变化等，判断是否发生了故障电流。这些已在上述详细进行了说明。
上述控制部183根据来自上述传感部160的上述判断结果，控制(驱动电力)上 述电容器181所放电的电流路径。例如，当来自上述传感部160的上述判断结果为正常电 流时，上述控制部183不会进行任何控制。相反，来自上述传感部160的上述判断结果为故轴向上进行了移动等)时，上述控制部183控制电容器181所放电的电 流流向上述第二线圈151。当上述第二线圈151上有电流时，上述柱塞154向上进行移动。 因此，上述排斥板122向上移动，而上述第二开关130的触点被闭合，从而使上述故障电流 流过上述第一线圈121或上述第二开关130。流过上述第一线圈121或上述第二开关130 的电流，被连接在其后端的电阻140限制。图4b所示为，随着电流流过上述第二线圈151 而引起的构成要素的位置变化结果。即，随着电流流过上述第二线圈151而使上述柱塞154 向上进行移动；上述第一开关110的触点被断开；上述排斥板122向上移动；上述第二开关 130的触点被闭合。 因此，当限流器因非正常动作而无法正常限制故障电流时，进行如上所述的控制， 使其迅速正常地进行动作。例如，由于上述故障电流而产生的电磁排斥力不够大，导致上述 排斥板122向上移动一点点或向上移动一点后又回到原位的情况。若发生上述情况时，无 法限制好上述故障电流，而上述故障电流流向连接在后端的电气设备，导致电气设备的损 坏。另外，若限流器非正常动作时，也可能会给上述触发器件100、上述第一开关110、上述 驱动部120、以及第二开关130带来致命损坏。因此，通过使上述电容器181所放电的电流 流过上述第二线圈151，从而使上述柱塞154向上移动，上述排斥板122向上移动，从而可以 正常地限制故障电流。 图5a以及图5b为本发明之限流器动作过程的一实施例示意图。 以下参照图2、图5a以及图5b，当正常电流流通的电路中发生故障电流时，本发明
的控制模块以及限流器对故障电流进行限制的过程进行详细说明。 正常电流流过时的情形以及构成要素，与图4a的说明相同，因此不再进行说明。
上述变流器170串联在上述第一开关110以及电阻140的后端，按一定比率降低 输入的大电流，并将上述降低后的电流进行输出。上述降低后的电流被输入至控制模块 180。上述保护继电器182利用来自上述变流器170的上述降低后的电流值，判断当前系统 中的电流值，并与用户预先设定的电流值进行比较，从而判断是否为故障电流。当流向当前 系统中的电流值大于预先设定的电流值时，上述保护继电器182判断为故障电流。判断为 故障电流时，上述保护继电器182向上述控制部183传送包括表示故障电流信息的信息信 号。上述控制部183从上述保护继电器182输入信息信号时，控制上述电容器181所放电 的电流流向上述第二线圈151。当上述第二线圈151上流有电流时，上述柱塞154向上进行 移动。因此，上述排斥板122向上移动，上述第二开关130的触点被闭合，从而使上述故障 电流流向第一线圈121或上述第二开关130。流过上述第一线圈121或上述第二开关130 的故障电流，被连接在其后端的电阻140限制。图5b所示为，随着电流流过上述第二线圈 151而引起的构成要素的位置变化结果。即，随着电流流过上述第二线圈151，上述柱塞154 向上移动；上述第一开关110的触点被断开；上述排斥板122向上移动；上述第二开关130 的触点被闭合。 因此，当限流器因非正常动作而无法正常限制故障电流时，如上所述进行控制，使 其迅速正常地进行动作。 图6a以及图6b为本发明之限流器动作过程的一实施例示意图。 以下，参照图2、图6a以及图6b，当故障电流消失时(流过正常电流时)，本发明之
控制模块以及限流器对故障电流进行限制的过程进行详细说明。
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当发生故障电流时，上述第一开关110的触点处于断开状态；上述柱塞154的上端 与上述第三线圈的上端位于一直线上；上述驱动部120的第一线圈121以及排斥板120分 离；上述第二开关130的触点处于闭合状态。上述柱塞154的上端与上述第三线圈的上端 不一定非要处于一直线上。 上述变流器170串联在上述第一开关110以及电阻140的后端，按一定比率降低 所输入的大电流，并将上述降低后的电流进行输出。上述输出的降低后的电流被输入至控 制模块180。上述保护继电器182利用来自上述变流器170的上述降低后的电流值，判断当 前系统中的电流值，并与用户预先设定的电流值进行比较，从而判断是否为故障电流。当当 前系统中的电流值小于预先设定的电流值时，上述保护继电器182判断为正常电流。
当判断为正常电流时，上述保护继电器182向上述控制部183传送包括表示正常 电流信息在内的信息信号。上述控制部183从上述保护继电器182输入信息信号时，控制 上述电容器181所放电的电流流向上述第三线圈152。当上述第三线圈152上有电流时，上 述柱塞154向下进行移动。因此，上述排斥板122向下移动，上述第二开关130的触点被断 开，而上述第一开关110的触点被闭合。从而，电流流向上述第一开关110。上述电流应该 是正常电流。 另外，上述保护继电器182判断正常电流或故障电流时，可同时利用来自上述变 流器170的电流值，和来自上述传感部160的上述第一开关110的触点是否被闭合，来进行 判断。上述保护继电器182的判断方法，与图3的说明相同。 上述保护继电器182，当利用来自上述变流器170的电流值，判断为正常电流时， 由上述定时器184控制，以便过了用户预先设定的一定时间(三秒之内)之后再进行判断。 当上述保护继电器182判断为正常电流时，上述定时器184控制上述保护继电器182在用 户预先设定的一定时间内停止进行判断动作。 上述保护继电器182被上述定时器184驱动的方法，与图3的说明相同。 上述保护继电器182，根据上述多种方法，判断是否为正常电流，并向控制部183
传送闭合动作的控制信号。 图6b所示为，随着电流流过上述第三线圈152而引起的构成要素的位置变化结 果。即，随着电流流过上述第三线圈152，上述柱塞154向下进行移动；上述第一开关110的 触点被闭合；上述排斥板122向下移动；上述第二开关130的触点被断开。因此，当故障电 流消失，恢复到正常电流时，本发明的限流器，无需进行特别的操作就可以判断是否为正常 电流，并执行上述第一开关的闭合动作。 因此，可防止限流器非正常动作而导致的将正常电流作为故障电流限制的问题。 并且，故障电流消失后，限流器迅速使正常电流流通，从而可以确保电力系统上连接的各个 设备的正常动作。但最好是，慎重进行是否为正常电流的判断。 以时间顺序判断上述图4a至图6b的过程，上述图4a以及图4b的动作首先发生； 其次发生图5a以及图5b的动作；最后发生图6a以及图6b的动作。上述过程在极短的时 间内发生。 本发明的控制模块以及限流器，不一定具备上述所有过程，可根据需要进行选择。
通过上述理想实施例，对本发明进行了详细说明。上述实施例仅为了说明本发明， 而非限制本发明。另外，本领域的普通技术人员可以对本发明进行多种变形。
权利要求
一种具有开闭功能的限流器，包括触发器件，当发生故障电流时，将所述故障电流分流至与正常电流流通路径不同的其它路径；第一开关，串联在所述触发器件的后端；固定部，用于固定所述第一开关的断开闭合状态；驱动部，当输入有被所述触发器件分流的故障电流时，通过由所述故障电流而产生的排斥力，将所述第一开关的接触的触点断开；以及控制模块，当发生故障电流时，驱动所述固定部以固定所述第一开关的断开状态。
2. 如权利要求1所述具有开闭功能的限流器，其中，当故障电流消失时，所述控制模块向所述固定部提供闭合第一开关的触点所需的驱动电力，并驱动所述固定部以固定上述第一开关的闭合状态。
3. 如权利要求1所述具有开闭功能的限流器，其中，所述驱动部包括第一线圈，当流过所述故障电流时，产生排斥力；以及排斥板，通过所述排斥力改变位置。
4. 如权利要求3所述具有开闭功能的限流器，其中，所述固定部包括第二线圈，其位于所述固定部的上部，当电流流过时，执行断开所述第一开关的触点的动作；第三线圈，其位于所述固定部的下部，当电流流过时，执行闭合所述第一开关的触点的动作；以及柱塞，其位于所述第二线圈以及第三线圈的内部，并根据所述断开动作或所述闭合动作而进行上下移动。
5. 如权利要求4所述具有开闭功能的限流器，还包括第一连接轴，其一端连接在所述驱动部的排斥板，而另一端连接在所述固定部的柱塞的上部，并进行上下移动；以及第二连接轴，其一端连接在所述柱塞的下部，而另一端连接在所述第一开关，并进行上下移动。
6. 如权利要求1所述具有开闭功能的限流器，还包括第二开关，其并联在所述驱动部，在所述第一开关的触点断开的同时或之后，所述第二开关的触点闭合，从而使所述故障电流流过。
7. 如权利要求3所述具有开闭功能的限流器，还包括第二开关，其与所述排斥板直接结合或通过连接轴连接，当由故障电流生成的排斥力使所述排斥板向上移动时，所述第二开关的触点闭合。
8. 如权利要求4所述具有开闭功能的限流器，其中，所述控制模块包括电容器，其用于对能够驱动所述固定部的电流进行充电或者放电；保护继电器，判断是否发生了故障电流，并根据所述故障电流的发生与否，将包括故障电流或正常电流的判断结果信息在内的信息信号进行输出；控制部，当从所述保护继电器输入的信息信号内容为故障电流时，通过所述控制部的控制，使所述电容器所放电的电流流向所述第二线圈，而当所述信息信号内容为正常电流时，则使所述电容器所放电的电流流向所述第三线圈。
9. 如权利要求8所述具有开闭功能的限流器，还包括传感部，其判断是否发生了故障电流，并将所述判断结果传送给所述控制部或所述保 护继电器。
10. 如权利要求9所述具有开闭功能的限流器，还包括第一连接轴，其一端连接在所述驱动部的排斥板，而另一端连接在所述固定部的柱塞 的上部，并进行上下移动；第二连接轴，其一端连接在所述柱塞的下部，而另一端连接在所述第一开关，并进行上 下移动，所述传感部通过所述连接轴的移动，判断是否发生了故障电流。
11. 如权利要求9所述具有开闭功能的限流器，其中，所述传感部，通过第一开关的触点位置、驱动部的第一线圈及排斥板的位置、以及永磁 执行器的柱塞位置，来判断是否发生了故障电流。
12. 如权利要求8所述具有开闭功能的限流器，还包括变流器，其串联在所述第一开关以及所述驱动部的后端，用于以规定比率降低 所输入的大电流，并将降低后的电流输出至所述控制模块；所述控制模块对输入自所述变流器的所述降低后的电流值进行测定，并通过所述电流 值判断当前系统中流通的电流值。
13. 如权利要求8所述具有开闭功能的限流器，还包括定时器，当所述保护继电器判断为正常电流时，所述定时器在经过规定时间之后，使所 述保护继电器再判断是否为正常电流。
14. 如权利要求9所述具有开闭功能的限流器，所述保护继电器，只有在从所述传感部输入了发生故障电流的信号，并通过由所述变 流器测定的电流值判断为正常电流时，才会将包括表示正常电流的信息在内的信息信号传 送给所述控制部。
15. 如权利要求6所述具有开闭功能的限流器，还包括电阻，其串联在所述驱动部以及第二开关的后端，用于限制从所述驱动部输入的故障 电流。
16. —种具有开闭功能的控制模块，用于对能够执行开关开闭动作的装置进行控制，包括电容器，其用于对能够驱动所述装置的电流进行充电或者放电；保护继电器，判断是否发生了故障电流，并将包括故障电流或正常电流的判断结果信 息在内的信息信号进行输出；以及控制部，当从所述保护继电器输入所述信息信号时，根据所述信息信号，改变所述电容 器所放电电流的路径。
17. 如权利要求16所述具有开闭功能的控制模块，还包括传感部，其判断是否发生了故障电流，并将所述判断结果传送给所述控制部或所述保 护继电器。
18. 如权利要求16所述具有开闭功能的控制模块，还包括变流器，其串联在第一开关以及电阻的后端，将所输入的大电流以规定比率降低为小电流并输出，且将所述输出的电流输出至所述控制模块；所述控制模块对输入自所述变流器的电流值进行测定，并通过所述电流值判断当前系统中流通的电流值。
19. 如权利要求16所述具有开闭功能的控制模块，还包括定时器，当所述保护继电器判断为故障电流已消失时，所述定时器在经过规定时间之后，使保护继电器再判断故障电流是否消失。
20. 如权利要求16所述具有开闭功能的控制模块，还包括固定部，其按照所述电容器所放电电流的路径，执行开关的开闭动作。
全文摘要
本发明涉及一种具有开闭功能的控制模块以及限流器，所述限流器包括触发器件，当发生故障电流时，将上述故障电流分流至不同于正常电流的流通路径的其它路径；第一开关，其串联在上述触发器件的后端；固定部，用于固定上述第一开关的断开闭合状态；驱动部，当输入由上述触发器件分流的故障电流时，通过由于上述故障电流而产生的排斥力，断开上述第一开关的接触的触点；以及控制模块，当发生故障电流时，驱动上述固定部以固定上述第一开关的断开状态。
文档编号H02H9/02GK101771271SQ20091026574
公开日2010年7月7日 申请日期2009年12月31日 优先权日2008年12月31日
发明者朴权培, 李京昊, 沈政煜 申请人:Ls产电株式会社