Elektronischer Schutzschalter für DC-Netze zum Abschalten von Überströmen bei 500 V und 400 A

Abstract:
Ein für HVDC Netze optimal geeigneter Schutzschalter begrenzt beim Einschalten oder Zuschalten auftretende Kurzschlussströme für einige Millisekunden auf den 5-fachen Nennstrom und schaltet bei längerer Überlast ab. Der beschriebene elektronische 10 A Schutzschalter beherrscht alle geforderten Belastungssituationen. Der aufgebaute Testschalter für 500 V DC und 10 A Nennstrom hat gezeigt, dass Simulation und Messung sehr gut übereinstimmen. Die darauf aufbauende Schaltung für 100 A Nennstrom mit 10 MOSFET im niederohmigen Pfad und 4 MOSFET im strom-begrenzten Pfad beherrscht in der Simulation alle Belastungssituationen und hat folgende Leistungsdaten: Der Kurzschlussstrom wird durch einen Begrenzungswiderstand von 1 Ω in Verbindung mit der Netzimpedanz auf ca. 400 A begrenzt. Der maximale temporäre Überstrom ohne Abschalten beträgt ca. 300 A für 100 ms. Kondensatoren bis 2 mF können ohne Abschalten geladen werden. Die Reaktionszeit auf Kurzschlussströme beträgt < 1 mys. Damit können schnell ansteigende Kurzschlussströme bis zu einer Geschwindigkeit von ca. 500 A/mys schnell genug abgeschaltet werden.