述电源装置能即刻产生电力来使得所述控制单元能够导通所述或每个常通开关元件，并且因此允许所述辅支路即刻传导电流来响应于所述开关装置的断开。虽然这样的电源装置能减少与所述或每个常断开关元件的恒定供能关联的运行成本，但是设计和构建与电路中断设备兼容使用的电源装置将是复杂的和昂贵的，需要高水平的响应能力和可靠性，特别当所述电路中断设备在其辅支路中需要大量的开关设备时。
[0030]在故障运行模式中，所述或每个开关设备中的所述或每个常通开关元件的关断需要对每个常通开关元件供能。这样的供能由电力抽取电路提供，通过使用电力抽取电路来电耦接所述辅支路和所述控制单元，从在所述辅支路中流动的电流抽取电力来控制所述控制单元。这从而提供了具有本地获得电力用于驱动所述控制单元来关断所述或每个常通开关元件的能力的电路中断设备。
[0031]与之相反，增加到所述电路中断设备的单独的电源或增加用于从地电势供应电力到所述控制单元的硬件将不仅增加所述电路中断设备的结构复杂性，而且增加所述电路中断设备的成本和占地面积。此外，故障运行模式的持续期远远短于正常运行模式的持续期。这意味着单独的电源或硬件将被很少使用，并且因此操作单独的电源或硬件在运行成本和能量利用方面将变得低效。
[0032]从而，根据本发明的电路中断设备的结构实现了低成本、高能效的电路中断设备，其可以被设计来响应于关联的电网络中故障的发生，快速和可靠地执行电路中断过程。
[0033]所述辅支路中开关设备和常通开关元件的数量将根据设计要求改变，设计要求例如为关联的电力应用的额定电压和额定电流、损耗、响应时间。例如，所述辅支路可以包括串联连接的多个开关设备和/或每个开关设备可以包括并联连接的多个常通开关元件。
[0034]在所述或每个开关设备中使用的常通开关设备的类型还可以根据关联的电力应用的设计需求改变。例如，至少一个常通开关元件可以为半导体开关元件。所述半导体开关元件可以为耗尽型开关元件，例如为耗尽型MOSFET或JFET。至少一个常通开关元件可以包括宽带隙半导体材料，例如但不限于碳化硅、氮化镓或金刚石。
[0035]所述电力抽取单元可以被配置为在所述电路中断设备的所述正常和/或故障运行模式期间从所述辅支路中流动的电流抽取电力，如下所述。
[0036]例如，在故障运行模式期间，在电流从所述主支路换向到所述辅支路之后，所述电力抽取电路可以从所述辅支路中流动的电流抽取电力来驱动所述控制单元。
[0037]在本发明的实施例中，所述电力抽取电路可以包括与所述控制单元电耦接的电气模块，所述电气模块被连接到所述辅支路，使得当电流在所述辅支路中流动时，所述电气模块两端产生电压降。在所述正常和/或故障运行模式中，所述电气模块两端的所述电压降的存在允许所述电力抽取电路从所述辅支路中流动的所述电流抽取电力。
[0038]可选地，所述电气模块可以包括至少一个电阻性元件。
[0039]在故障运行模式中，虽然经过所述或每个电阻性元件的电流导致了电阻性损耗，但是故障运行模式的短持续期意味着所述电阻性损耗将最小化。
[0040]进一步可选地，所述电气模块可以包括至少一个电感性元件，例如电抗器或电流变压器的绕组。
[0041]当所述故障电流从所述主支路换向到所述辅支路时，所述辅支路出现具有短持续期的和高电流变化率的电流脉冲。所述电流脉冲的高电流变化率弓I起所述或每个电感性元件两端的电压降，从而使得所述电力抽取电路从所述辅支路中流动的电流抽取电力。
[0042]所述电气模块中所述电流变压器的使用免除了对任何电压隔离或“电平转换”的需要，而电压隔离或“电平转换”对于具有包括电阻器或电抗器的电气模块的开关设备来说通常是必需的。
[0043]所述电气模块可以被以各种方式连接在所述辅支路中来使得在所述正常和/或故障运行模式中，当电流在所述辅支路中流动时所述电气模块两端产生电压降。例如，所述电气模块可以与至少一个常通开关元件串联连接。
[0044]在本发明的采用电气模块的另外实施例中，所述电气模块可以包括至少一个常通开关元件。这允许所述电路抽取电路在所述正常和/或故障运行模式中，从在所述辅支路中流动的电流中通过利用当电流流动时所述或每个对应常通开关元件两端出现的导通状态电压来抽取电力。
[0045]根据本发明的第二方面，提供了一种电路中断设备组件，包括:
[0046]根据本发明第一方面的任一实施例的电路中断设备；以及
[0047]电流注入电路，包括:
[0048]至少一个电流源，用于将电流注入到所述电路中断设备的辅支路；以及
[0049]至少一个滤波臂，可操作地连接到所述电路中断设备的辅支路以在使用中禁止注入的电流流动到所述电网络。
[0050]使用中，在所述正常和/或故障运行模式中，所述或每个电流源可以被控制为注入电流到所述辅支路。设置所述电流注入电路使得所述电力抽取电路通过注入合适的电流从所述辅支路中流动的电流来可靠地抽取所需量的电力，因此提高了所述电路中断设备的可靠性。
[0051]当所述电路中断设备组件包括采用电气模块的电路中断设备组件时，当注入的电流在所述辅支路中流动时，在所述电气模块两端产生电压降，从而使得所述电力抽取电路从在所述辅支路中流动的注入的电流抽取电力。例如，当所述电气模块包括至少一个电感性元件时，所述或每个电流源可以被配置为注入纹波电流到所述辅支路以在所述或每个电感性元件两端引起电压降。
[0052]所述或每个滤波臂可以包括至少一个电感性元件，至少一个电容性元件和/或至少一个电阻性元件。
[0053]所述或每个滤波臂限定线路陷波器，其阻止注入的电流进入关联的电网络。所述或每个滤波臂可以以不同的配置可操作地连接到所述电路中断设备的所述辅支路，以禁止使用时注入的电流流到所述电网络中。所述不同配置的例子被描述如下。
[0054]在本发明的实施例中，所述电流注入电路可以包括:
[0055]—对第一滤波臂，每个第一滤波臂具有第一端部和第二端部，每个第一滤波臂的第一端部可连接到所述电网络；
[0056]—对第二滤波臂，每个第二滤波臂具有第一端部和第二端部，每个第二滤波臂的第一端部可连接到地或所述电网络，所述电路中断设备的所述辅支路与第二滤波臂连接来限定所述辅支路和第二滤波臂的η形结构，在所述η形结构中所述辅支路在所述一对第二滤波臂的第二端部之间延伸，所述η形结构连接在所述一对第一滤波臂之间，使得每个第一滤波臂的第二端部连接到相应一个第二滤波臂的第二端部。
[0057]在这样的实施例中，每个第一滤波臂的第一端部可以被连接到所述电路中断设备的所述第一端子和所述第二端子中相应的一个。这阻止了注入的电流在所述电路中断设备的所述主支路中流动。
[0058]在另一个这样的实施例中，每个第一滤波臂的第二端部可以被连接到所述电路中断设备的所述第一端子和所述第二端子中的相应一个。
[0059]当每个第一滤波器的第二端部被连接到所述电路中断设备的所述第一端子和所述第二端子中的相应一个时，所述电路中断设备组件可以进一步包括一对第三滤波臂，每个第三滤波臂具有第一端部和第二端部，其中每个第三滤波器的第一端部被连接到相应一个第二滤波臂的第一端部，并且每个第三滤波臂的第二端被连接到所述电网络。可选地，所述电路中断设备组件可以进一步包括根据本发明的第一方面的任一实施例的附加电路中断设备，所述附加电路中断设备被连接在所述一对第二滤波臂的第一端部之间。这样的电路中断设备组件可以直接连接在所关联的电网络的不同极之间。
[0060]在所述电流注入电路中的所述或每个电流源的位置可以改变。例如，至少一个分支(例如至少一个第二滤波臂)可以包括电流源和/或至少一个电流源可以与所述一对第二滤波臂的第二端部之间的第一端子和第二端子串联连接。
[0061]所述电流注入电路包括多个电流源。这允许为可靠性增加所述电流注入电路的冗余度。但是，应该理解所述电流注入电路可以使用单个电流源运行。
[0062]在采用电流注入电路的实施例中，所述电路中断设备组件可以包括用于储存和释放电力的储能元件，
[0063]其中在正常运行模式期间，所述或每个电流源注入电流到所述辅支路并且所述电力抽取电路从注入的电流中抽取用于储存在所述储能元件中的电力，并且
[0064]其中在故障运行模式期间，所述储能元件释放储存的电力来驱动所述控制单元。
[0065]储能元件的设置使得所述电路中断设备组件能在所述正常运行期间储存电力来确保可得到在所述故障模式运行期间驱动所述控制单元所需量的电力。这减小了对所述电力抽取电路在故障运行模式期间从所述辅支路中单独抽取足够电力的能力的依赖，因此提高了所述电路中断设备的可靠性。
[0066]所述储能元件可以被额定为使得它自己储存的电力或与在故障运行模式中从所述故障电流中抽取的电力的组合足够驱动所述控制单元。