1.本发明涉及电路中断装置、电路中断组合件、操作电路中断装置的方法以及操作电路中断组合件的方法，其优选地供在中压和高压应用中使用。
背景技术：
2.已知使用电路断路器将电气设备与ac和dc电气网络的任一个或两者断开，以防止不受控制的故障电流流经电气设备。但是，常规ac电路断路器具有慢响应时间，并且由此不能够在故障电流上升到超出不可接受限制之前将它中断，而常规高速dc电路断路器具有不充分电流额定值和电压额定值以用于功率传输网中。另外，在原始故障已被消除之后，花费相当数量的时间重新闭合电路断路器，因此在能够恢复电气设备的正常操作之前增加进一步延迟。
技术实现要素：
3.按照本发明的第一方面，提供有一种电路中断装置，包括：第一端子和第二端子，其用于在使用中到相应电气电路或网络（electrical circuit or network）的连接；电流传导支路，其包括连续串联连接在第一端子与第二端子之间的第一电流传导支路部分、第二电流传导支路部分和第三电流传导支路部分，所述第一电流传导支路部分包括第一开关元件，所述第二电流传导支路部分包括第二开关元件，所述第三电流传导支路部分包括第三开关元件，每个开关元件配置成可开关成有选择地准许和阻止相应电流传导支路部分中的电流的流动；第一电流旁路路径和第二电流旁路路径，所述第一电流旁路路径跨第一电流传导支路部分和第二电流传导支路部分被连接，所述第二电流旁路路径跨第二电流传导支路部分和第三电流传导支路部分被连接；以及控制器，其配置成有选择地控制开关元件的开关，以控制在第一端子与第二端子之间的电流的流动，使得：(i)在电路中断装置的第一操作模式中，电流被准许流经第一电流传导支路部分、第二电流传导支路部分和第三电流传导支路部分，而被阻止流经电流旁路路径；以及(ii)在电路中断装置的第二操作模式中，电流被阻止流经第一电流传导支路部分和第三电流传导支路部分，而被准许流经电流旁路路径，以便使流经第二电流传导支路部分的电流的方向反转（reverse）。
4.在正常操作期间，电路中断装置操作在其第一操作模式中，以使电流能够通过其中在第一端子与第二端子之间自由流动，并且由此准许所关联的电气电路或网络的操作。但是，在某些情况下，可能必需中断所关联的电气电路或网络中的电流的流动。这类情况可包括但不限于电气电路或网络中引起高故障电流的故障或其他异常操作条件、电气电路或网络中的停机以及电气电路或网络的维修、测试或维护。
5.本发明的电路中断装置的第一端子与第二端子之间的电流旁路路径和电流传导支路部分的布置使开关元件的控制能够为在第一端子与第二端子之间流动的电流创建备选电流路径，使得电流通过第二开关元件的流动暂时被反转，以便强制电流为零，并且由此实现第二开关元件的关断。这又促进对流经电路中断装置的电流的限制或中断。
6.本发明的电路中断装置的配置是有利的，因为它要求比常规电路中断装置更少的开关组件以执行限制或中断电流的功能，因此提供在大小、重量、成本和传导损耗方面的相对减少。
7.在本发明的实施例中，控制器可配置成有选择地控制开关元件的开关，以控制在第一端子与第二端子之间的电流的流动，使得在电路中断装置的第三操作模式中，电流被阻止流经第二电流传导支路部分，而被准许流经第一电流传导支路部分和第三电流传导支路部分以及电流旁路路径。
8.在第三操作模式中操作电路中断装置使第一端子与第二端子之间流动的电流能够旁路作为电路中断装置的电流限制或中断功能的部分的第二电流传导支路部分。
9.在本发明的另外的实施例中，第一电流旁路路径可包括第一能量存储装置，和/或第二电流旁路路径可包括第二能量存储装置。第一电流旁路路径中的第一能量存储装置和/或第二电流旁路路径中的第二能量存储装置的提供使流经（一个或多个）电流旁路路径的电流能够对所述或每个能量存储装置进行充电，以便提供反抗（oppose）通过（一个或多个）电流旁路路径的电流的流动的反向电压，因此增强电路中断装置的电流限制或中断能力。
10.在本发明的还有的另外的实施例中，电路中断装置可包括跨第一端子和第二端子被连接的第三电流旁路路径，所述第三电流旁路路径包括第三能量存储装置。第三电流旁路路径中的第三能量存储装置的提供不仅使流经第三电流旁路路径的电流能够对第三能量存储装置进行充电，以便提供反抗通过第三电流旁路路径的电流的流动的反向电压，因此增强电路中断装置的电流限制或中断能力，而且还降低电路中断装置的总体能量存储装置要求，因此提供成本、大小和重量节省。
11.所述或每个能量存储装置可以是能够存储和释放能量以有选择地提供电压的任何装置，诸如电容器、燃料电池或蓄电池。
12.可选地，电路中断装置可包括跨第二电流传导支路部分被连接的第一能量耗散或吸收装置。控制器可配置成有选择地控制开关元件的开关，以控制在第一端子与第二端子之间的电流的流动，使得在电路中断装置的第四操作模式中，电流被阻止流经第二电流传导支路部分和电流旁路路径，而被准许流经第一电流传导支路部分和第三电流传导支路部分以及第一能量耗散或吸收装置。
13.在第四操作模式中操作电路中断装置使第一能量耗散或吸收装置能够吸收能量，以限制第二电流传导支路部分的电压，并且由此将电路中断装置的总电压限制到可接受值。
14.进一步优选地，电路中断装置可包括下列中的至少一个： 跨第一端子和第二端子被连接的第二能量耗散或吸收装置； 跨第一电流旁路路径被连接的第三能量耗散或吸收装置； 跨第二电流旁路路径被连接的第四能量耗散或吸收装置；
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跨第一电流传导支路部分中的第一开关元件被连接的第五能量耗散或吸收装置； 跨第三电流传导支路部分中的第三开关元件被连接的第六能量耗散或吸收装置。
15.在电路中断装置中包含第二能量耗散或吸收装置、第三能量耗散或吸收装置、第四能量耗散或吸收装置、第五能量耗散或吸收装置和第六能量耗散或吸收装置的一个、一些或全部实现能量的吸收，以将电路中断装置的总电压限制到可接受值。
16.每个能量耗散或吸收装置可采取电阻元件（优选地为非线性电阻元件，诸如金属氧化物电涌放电器）的形式，或者可采取能量存储装置的形式。
17.第一开关元件和第三开关元件的每个开关元件可以是但不限于电子开关元件。电子开关元件的示例包括栅关断晶闸管（gto）、场效应晶体管（fet）、金属氧化物半导体场效应晶体管（mosfet）、注入增强栅晶体管（iegt）、集成栅换向晶闸管（igct）、双模绝缘栅晶体管（bigt）或者任何其他自换向半导体装置。每个电子开关元件可以是基于宽带隙材料的开关元件或者基于硅半导体的开关元件。宽带隙材料的示例包括但不限于碳化硅、氮化硼、氮化镓和氮化铝。
18.第二开关元件可以是但不限于机械开关元件。机械开关元件的示例包括真空开关元件或气体绝缘开关元件，诸如sf6绝缘开关元件。
19.第一开关元件和第三开关元件的每个开关元件可以是单向开关元件。备选地，第一开关元件和第三开关元件的每个开关元件可以是双向开关元件。双向开关元件可以是或者可包括一对反并联连接的开关装置。
20.本发明可应用于dc和ac电路中断装置两者。dc电路中断装置可以是能够中断dc电路或网络中的直流流动的任何装置。这样的dc电路中断装置可以是但不限于dc电路断路器。ac电路中断装置可以是能够中断ac电路或网络中的交流流动（包括子循环和非零电流中断）的任何装置。这样的ac电路中断装置可以是但不限于ac电路断路器。
21.按照本发明的第二方面，提供有一种电路中断组合件，其包括与至少一个隔离器串联连接的至少一个电路中断装置，其中所述或每个电路中断装置根据本发明的第一方面及其上文所述的实施例的任一个。
22.本发明的第一方面的电路中断装置及其实施例的特征和优点经过必要修改应用于本发明的第二方面的电路中断组合件及其实施例。
23.在电路中断装置的操作之后，残余电流可能继续流经电路中断装置，这可能导致对电路中断装置的一个或多个组件的不需要加热。所述或每个隔离器可被操作，以将电路中断装置与（一个或多个）电气电路或（一个或多个）网络隔离，以便阻止残余电流的流动。
24.按照本发明的第三方面，提供有一种电路中断组合件，其包括多个电路中断装置，每个电路中断装置根据本发明的第一方面及其上文所述的实施例的任一个，其中电路中断装置的每个控制器配置成控制对应电路中断装置的开关元件的开关，使得电路中断装置在相同时间或者在不同时间发起相同操作模式。
25.本发明的第一方面的电路中断装置及其实施例的特征和优点经过必要修改应用于本发明的第三方面的电路中断组合件及其实施例。
26.按照这种方式配置电路中断装置和控制器提供若干益处，包括但不限于：
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实现电路中断组合件的物理大小和重量中的减少； 实现可应用于不同电路中断要求的电路中断组合件的模块化设计方式； 提供内置冗余度，以改进电流限制或中断功能的可用性； 准许为了例行测试的目的的一个或多个个体电路中断装置的服务中操作； 电路中断组合件的电流限制或中断功能的性质的优化； 协调电路中断装置的操作，以提供大范围的电流限制或中断功能。
27.在本发明的实施例中，多个电路中断装置的至少一个电路中断装置可具有与多个电路中断装置的至少一个其他电路中断装置相同或不同的电压额定值。
28.在采用一个或多个能量存储装置的使用的本发明的实施例中，多个电路中断装置的至少一个电路中断装置可具有与多个中断装置的至少一个其他中断装置相同或不同的能量存储装置额定值。
29.电路中断装置的电压额定值和/或能量存储装置额定值可被优化，以不仅提供成本、大小和重量节省，而且还实现特定电流限制或中断功能。
30.按照本发明的第四方面，提供有一种操作电路中断装置的方法，所述电路中断装置包括：第一端子和第二端子，其用于在使用中到相应电气电路或网络的连接；电流传导支路，其包括连续串联连接在第一端子与第二端子之间的第一电流传导支路部分、第二电流传导支路部分和第三电流传导支路部分，所述第一电流传导支路部分包括第一开关元件，所述第二电流传导支路部分包括第二开关元件，所述第三电流传导支路部分包括第三开关元件，每个开关元件配置成可开关成有选择地准许和阻止相应电流传导支路部分中的电流的流动；以及第一电流旁路路径和第二电流旁路路径，所述第一电流旁路路径跨第一电流传导支路部分和第二电流传导支路部分被连接，所述第二电流旁路路径跨第二电流传导支路部分和第三电流传导支路部分被连接，其中所述方法包括下列步骤：在电路中断装置的第一操作模式中有选择地控制开关元件的开关，使得在第一端子与第二端子之间的电流的流动被准许流经第一电流传导支路部分、第二电流传导支路部分和第三电流传导支路部分，而被阻止流经电流旁路路径；以及在电路中断装置的第二操作模式中有选择地控制开关元件的开关，使得电流被阻止流经第一电流传导支路部分和第三电流传导支路部分，而被准许流经电流旁路路径，以便使流经第二电流传导支路部分的电流的方向反转。
31.本发明的第一方面的电路中断装置及其实施例的特征和优点经过必要修改应用于本发明的第四方面的方法及其实施例。
32.本发明的第四方面的方法可包括下列步骤：在电路中断装置的第三操作模式中有选择地控制开关元件的开关，使得电流被阻止流经第二电流传导支路部分，而被准许流经第一电流传导支路部分和第三电流传导支路部分以及电流旁路路径。
33.在本发明的第四方面的方法中，第一电流旁路路径可包括第一能量存储装置，和/或第二电流旁路路径可包括第二能量存储装置。
34.在本发明的第四方面的方法中，电路中断装置可包括跨第一端子和第二端子被连
接的第三电流旁路路径，所述第三电流旁路路径包括第三能量存储装置。
35.在本发明的第四方面的方法中，电路中断装置可包括跨第二电流传导支路部分被连接的第一能量耗散或吸收装置，以及所述方法可包括下列步骤：在第四操作模式中有选择地控制开关元件的开关，使得电流被阻止流经第二电流传导支路部分和电流旁路路径，而被准许流经第一电流传导支路部分和第三电流传导支路部分以及第一能量耗散或吸收装置。
36.在本发明的第四方面的方法中，电路中断装置可包括下列中的至少一个： 跨第一端子和第二端子被连接的第二能量耗散或吸收装置； 跨第一电流旁路路径被连接的第三能量耗散或吸收装置； 跨第二电流旁路路径被连接的第四能量耗散或吸收装置； 跨第一电流传导支路部分中的第一开关元件被连接的第五能量耗散或吸收装置； 跨第三电流传导支路部分中的第三开关元件被连接的第六能量耗散或吸收装置。
37.在本发明的第四方面的方法中，第一开关元件和第三开关元件的每个开关元件可以是单向开关元件，或者第一开关元件和第三开关元件的每个开关元件可以是双向开关元件。
38.按照本发明的第五方面，提供有一种操作电路中断组合件的方法，所述电路中断组合件包括与至少一个隔离器串联连接的至少一个电路中断装置，所述或每个电路中断装置根据本发明的第一方面及其上文所述的实施例的任一个，所述方法包括下列步骤：根据本发明的第四方面的方法及其上文所述的实施例的任一个来操作所述或每个电路中断装置，接着的是打开所述或每个隔离器的步骤。
39.本发明的第二方面的电路中断组合件及其实施例的特征和优点经过必要修改应用于本发明的第五方面的方法及其实施例。
40.按照本发明的第六方面，提供有一种操作电路中断组合件的方法，所述电路中断组合件包括多个电路中断装置，每个电路中断装置根据本发明的第一方面及其上文所述的实施例的任一个，其中所述方法包括下列步骤：根据本发明的第四方面的方法及其上文所述的实施例的任一个来操作每个电路中断装置；以及有选择地控制每个电路中断装置的开关元件的开关，使得电路中断装置在相同时间或者在不同时间发起相同操作模式。
41.本发明的第三方面的电路中断组合件及其实施例的特征和优点经过必要修改应用于本发明的第六方面的方法及其实施例。
42.优选地，多个电路中断装置被串联连接。
43.在本发明的第六方面的方法中，多个电路中断装置的至少一个电路中断装置可具有与多个电路中断装置的至少一个其他电路中断装置相同或不同的电压额定值。
44.在本发明的第六方面的方法中，多个电路中断装置的至少一个电路中断装置可具有与多个中断装置的至少一个其他中断装置相同或不同的能量存储装置额定值。
45.在描述两个电气组件、元件或部分的连接的上下文中，术语“跨”与“并行”是可互
换的。例如，如果电气组件跨另一个电气组件被连接，则所述电气组件与所述另一个电气组件并联连接。
46.将理解，控制器可被实现为单个控制单元或者多个控制单元。例如，控制器可包括多个控制单元，它们中的每个配置成控制电路中断装置的相应开关元件。每个控制单元可配置成经由电信链路与至少一个其他控制单元进行通信。
47.在采用多个控制器的实施例中，所述控制器可被实现为单独控制器，或者可被实现为相同控制系统的部分。每个控制器可配置成经由电信链路与至少一个其他控制器进行通信。当控制器被实现为相同控制系统的部分时，每个控制器可配置成经由电信链路与中央控制器进行通信。
48.将领会，在本专利说明书中使用术语“第一”和“第二”等仅旨在帮助区分类似的特征（例如，第一端子和第二端子，第一电流传导支路部分、第二电流传导支路部分和第三电流传导支路部分，第一操作模式、第二操作模式、第三和第四操作模式等），并且不旨在指示一个特征相对于另一特征的相对重要性，除非另有指定。
49.在本技术的范围内，明确旨在的是，在前述段落和权利要求和/或以下描述和附图中阐述的各个方面、实施例、示例和备选方案，并且特别是其个体特征可以独立地或以任何组合来采用。也就是说，所有实施例和任何实施例的所有特征可以以任何方式和/或组合进行组合，除非这样的特征不相容。申请人保留用来相应地改变任何原始提交的权利要求或提交任何新的权利要求的权利，包括下列权利：修改任何原始提交的权利要求以取决于任何其他权利要求的任何特征和/或并入任何其他权利要求的任何特征，尽管没有以那种方式原始地要求保护。
附图说明
50.现在作为非限制性示例、参照以下附图来描述本发明的优选实施例，其中：图1示出按照本发明的第一实施例的电路中断装置；图2a至图2f图示图1的电路中断装置的电流中断操作；图3a至图3c图示图1的电路中断装置在电流中断操作期间的电气行为；图4示出按照本发明的第二实施例的电路中断装置；以及图5示出按照本发明的第三实施例的电路中断组合件。
51.附图不一定是按照比例的，以及附图的某些特征和某些视图为了清楚和简洁而按比例或者以示意形式放大示出。
具体实施方式
52.按照本发明的第一实施例的电路中断装置在图1中示出，并且通常通过参考数字20来指定。
53.电路中断装置20是一种电路断路器，所述电路断路器包括第一端子和第二端子22和24、电流传导支路、第一能量耗散或吸收装置26、第一电流旁路路径和第二电流旁路路径28和30以及控制器32。在使用中，第一端子和第二端子22、24被连接到相应dc电气电路或网络34。
54.电流传导支路包括连续串联连接在第一端子与第二端子22、24之间的第一电流传
导支路部分、第二电流传导支路部分和第三电流传导支路部分。第一电流传导支路部分、第二电流传导支路部分和第三电流传导支路部分分别包括第一开关元件36、第二开关元件38和第三开关元件40。按照这种方式，每个开关元件36、38、40配置成可开关成有选择地准许和阻止相应电流传导支路部分中的电流的流动。
55.第一开关元件和第三开关元件36、40的每个开关元件是低压双向电子开关元件，其具有并联连接的能量耗散或吸收装置37、41，诸如非线性电阻器和/或电涌放电器。第二开关元件38是高压机械开关元件。在本说明书中的其他部分描述电子开关元件和机械开关元件的非限制性示例。设想在本发明的其他实施例中，第一开关元件和第三电子开关元件的每个开关元件可包括多个电子开关装置（例如串联连接和/或并联连接的电子开关装置），和/或第二机械开关元件可包括多个机械开关（例如串联连接和/或并联连接的机械开关）。
56.第一能量耗散或吸收装置26跨第二电流传导支路部分被连接。第一能量耗散或吸收装置26采取氧化锌电涌放电器的形式，但是在其他实施例中可采取另一种类型的电阻元件的形式。
57.第一电流旁路路径28跨第一电流传导支路部分和第二电流传导支路部分被连接。第二电流旁路路径30跨第二电流传导支路部分和第三电流传导支路部分被连接。第一电流旁路路径和第二电流旁路路径28、30分别包括第一能量存储装置和第二能量存储装置42、44。每个能量存储装置42、44是电容器，但是在其他实施例中可采取能够存储和释放能量以有选择地提供电压的另一种类型的装置的形式，诸如燃料电池或蓄电池。
58.控制器32配置成（例如编程为）有选择地打开和闭合每个开关元件36、38、40，以控制相应电流传导支路部分中的电流的流动，并且由此控制在第一端子与第二端子22、24之间的电流的流动。
59.图1的电路中断装置20的操作参照图2a至图2f和图3a至图3c描述如下。
60.在正常操作期间，通过下列方式在第一操作模式中操作电路中断装置20：闭合第一开关元件、第二开关元件和第三开关元件36、38、40，使得电流46被准许流经第一电流传导支路部分、第二电流传导支路部分和第三电流传导支路部分，而被阻止流经电流旁路路径28、30。如图2a中所示，这使电流46能够在第一端子与第二端子22、24之间自由流动，并且由此准许所关联的dc电气电路或网络34的正常操作。
61.可存在用来在某些情况下（诸如dc电气电路或网络34中引起高故障电流的故障或其他异常操作条件、dc电气电路或网络34的停机以及dc电气电路或网络34的维修、测试或维护）中断所关联的dc电气电路或网络34中的电流的流动的要求。
62.如图2b中所示，第二机械开关元件38然后被打开，这使电弧48在第二机械开关元件38的接触部之间被引起。电弧48的存在意味着电流46继续通过第一电流传导支路部分、第二电流传导支路部分和第三电流传导支路部分在第一端子与第二端子22、24之间流动。
63.在第二机械开关元件38的接触部之间的充分分离间隙被实现之后，第一电子开关元件和第三电子开关元件36、40在电路中断装置20的第三操作模式中被打开。第二机械开关元件38的打开与第一电子开关元件和第三电子开关元件36、40的打开之间的时间被保持为尽可能短，以使第二机械开关元件38的接触部的电弧腐蚀为最小。
64.因此，在如图2c中所示的第二操作模式中，电流46被阻止流经第一电流传导支路
部分和第三电流传导支路部分，这使电流46流经电流旁路路径28、30中的电容器42、44。由于电流旁路路径28、30的配置，流经第二机械开关元件38的电流46的方向被反转，因此在第二机械开关元件38中强制电流为零，并且由此允许第二机械开关元件38中的电弧48被熄灭。对于实现强制电流零所要求的时间通过第一电子开关元件和第三电子开关元件36、40的电压额定值以及第一电容器和第二电容器42、44的电容值来确定。
65.在图2d中所示的电路中断装置20的第三操作模式中，流经电容器42、44的电流将创建跨电容器42、44的每个电容器的相应电压，其一达到第一电流传导支路部分和第三电流传导支路部分中的并联连接的非线性电阻器或电涌放电器37、41的电压额定值就将使在第一端子与第二端子22、24之间流动的电流46流经两个并行电路。另外地或备选地，在图2d中所示的电路中断装置20的第三操作模式中，第一电子开关元件和第二电子开关元件36、40的受控闭合将使在第一端子与第二端子22、24之间流动的电流46流经两个并行电路。第一并行电路包括第一电流传导支路部分和第二电流旁路路径30。第二并行电路包括第三电流传导支路部分和第一电流旁路路径28。同时，电流46继续被阻止流经第二电流传导支路部分。
66.通过两个并行电路的电流46的流动对第一电容器和第二电容器42、44进行充电，使得每个电容器42、44提供反抗通过相应并行电路的电流46的流动的反向电压。按照这种方式，组合的第一电容器和第二电容器42、44能够被充电，以提供充分高的反向电压以停止在第一端子与第二端子22、24之间的电流46的流动。在这个时段期间，跨第二机械开关元件38的电压的变化率将通过第一电容器和第二电容器42、44的电容值以及在第一端子与第二端子22、24之间流动的电流46的幅值来确定，并且能够设置到适合于第二机械开关元件38的接触部的能力的值。
67.第三操作模式之后接着图2e中所示的电路中断装置20的第四操作模式，其中第一电子开关元件和第三电子开关元件36、40被闭合以准许电流流经其中，或者被打开以使得电流流经对应并联连接的非线性电阻器或电涌放电器37、41，以及第二机械开关元件38保持为打开。在第四操作模式中，电流46因打开的第二机械开关元件38和所充电的第一电容器和第二电容器42、44而被阻止流经第二电流传导支路部分和电流旁路路径28、30，以及电流46被准许流经第一电流传导支路部分和第三电流传导支路部分以及第一能量耗散或吸收装置26。这使第一能量耗散或吸收装置26能够吸收能量，以限制第二电流传导支路部分的电压，并且由此将电路中断装置20的总电压限制到可接受值。
68.图2f示出当电流46被成功中断时的电路中断装置20的状态。
69.图3a的图表a、b、c、d和e分别图示第二机械开关元件38的接触电压100中的变化（图表a）、第二机械开关元件38的接触电流102中的变化（图表b）、在第一端子与第二端子22、24之间流动的电流104中的变化（图表c）、每个电子开关元件36、40的电压和电流106、108中的变化（图表d）以及在图1的电路中断装置20的打开期间的每个电容器42、44的电压110中的变化（图表e）。图3b的图表a、b和c对应图3a的图表a、b和c，但是基于扩大的时标。图2的图表a和b对应图3a和图3b的图表a和b，但是基于进一步扩大的时标。
70.从图3a至图3c能够看到，通过第二机械开关元件38的打开、第一电子开关元件和第三电子开关元件36、40的打开以及对电容器42、44的充电以提供反向电压的组合来实现电路中断装置20的第一端子与第二端子22、24之间流动的电流110的减少。
71.因此，图1的电路中断装置20的配置通过控制开关元件36、38、40并且使用无源组件42、44来为在第一端子与第二端子22、24之间流动的电流46创建备选电流路径（这强制电流为零，并且由此能够实现第二机械开关元件48的关断）来提供电流限制或中断功能。图1的电路中断装置20的这样的配置要求比常规电路中断装置更少的开关组件以执行限制或中断电流的功能，因此提供大小、重量、成本和传导损耗方面的相对减少。
72.按照本发明的第二实施例的电路中断装置在图4中示出，并且通常通过参考数字120来指定。图4的电路中断装置120在结构和操作上与图1的电路中断装置20类似，并且相似特征共用相同参考数字。
73.图4的电路中断装置120与图1的电路中断装置20的不同之处在于，图4的电路中断装置120包括跨第一端子和第二端子22、24被连接的第三电流旁路路径。所述第三电流旁路路径50包括第三能量存储装置52，所述第三能量存储装置52是电容器，但是在其他实施例中可采取能够存储和释放能量以有选择地提供电压的另一种类型的装置的形式，诸如燃料电池或蓄电池。
74.在电路中断装置120停止在第一端子与第二端子22、24之间的电流的流动的操作期间，电流46流经第三电流旁路路径50，以便对第三电容器52进行充电，使得它提供反抗在第一端子与第二端子22、24之间的电流的流动的反向电压。在电路中断装置120中包含与第一电容器和第二电容器42、44并排的第三电容器52具有下列效果：降低电路中断装置120的总体电容要求，因此提供成本、大小和重量节省。
75.图1和图4的电路中断装置20、120的任一个电路中断装置可包括下列中的至少一个： 跨第一端子和第二端子22、24被连接的第二能量耗散或吸收装置； 跨第一电流旁路路径28被连接的第三能量耗散或吸收装置； 跨第二电流旁路路径30被连接的第四能量耗散或吸收装置。
76.第二能量耗散或吸收装置、第三能量耗散或吸收装置和第四能量耗散或吸收装置中的每个能量耗散或吸收装置采取氧化锌电涌放电器的形式，但是在其他实施例中可采取另一种类型的电阻元件的形式。
77.在电路中断装置20、120中包含第二能量耗散或吸收装置、第三能量耗散或吸收装置和第四能量耗散或吸收装置的一个、一些或全部实现能量的吸收，以将电路中断装置20、120的总电压限制到可接受值。
78.在图1和图4的电路中断装置20、120的任一个电路中断装置中，可要求所述或每个电涌放电器26被设置到一个值，所述值当电路中断装置打开时引起残余电流流动，这可导致所述或每个电涌放电器26的不可接受加热。将电路中断装置20、120与至少一个隔离器串联连接使所述或每个隔离器的操作能够将电路中断装置20、120与（一个或多个）dc电气电路或者（一个或多个）网络34隔离，以便阻止残余电流的流动。
79.电路中断装置20、120的更高电压额定值能够通过增加其个体组件的电压额定值来实现。一种备选方式是要使用两个或更多个串联连接的电路中断装置20、120，它们中的每个配置成具有小于总的所要求电压额定值的电压额定值。
80.按照本发明的第三实施例的电压中断组合件54在图5中示出。
81.电路中断组合件54包括多个串联连接的电路中断装置，它们中的每个通常通过参
考数字220来指定。每个电路中断装置220在结构和操作上与图1或图4的电路中断装置20、120类似，并且相似特征共用相同参考数字。在所示的实施例中，电路中断组合件54包括三个电路中断装置220，但是在其他实施例中可包括不同数量的多个电路中断装置。
82.多个电路中断装置220的至少一个电路中断装置可具有与多个电路中断装置220的至少一个其他电路中断装置相同或不同的电压额定值。多个电路中断装置220的至少一个电路中断装置可具有与多个电路中断装置220的至少一个其他中断装置相同或不同的能量存储装置额定值。
83.电路中断装置220的每个控制器32配置成控制对应电路中断装置220的开关元件36、38、40的开关，使得电路中断装置220在相同时间或者在不同时间发起相同操作模式。例如，可操作具有相对低电压额定值和相对大电容额定值的一个或多个电路中断装置220，以最初限制高电流的流动，之后接着操作具有更高电压额定值和更低电容额定值的一个或多个其他电路中断装置220，以进一步限制或停止因对电流的流动的初始限制而减少的电流的流动。
84.图1的电路中断组合件54的配置提供若干益处，诸如： 电容器42、44、52的总电压额定值和电容值可减少，以便减少电路中断组合件54的物理大小和重量； 当配置电路中断组合件54时，能够采用模块化设计方式，以满足不同的电路中断要求。例如，电路中断装置220的数量能够根据所关联的dc电气电路或网络34的电压额定值来设置； 电路中断组合件54可具有一个或多个冗余电路中断装置220，因此提供内置冗余度以改进电流限制或中断功能的可用性； 在电路中断组合件54中包含多个电路中断装置220准许为了例行测试的目的的一个或多个个体电路中断装置220的服务中操作，而不消除电流限制或中断功能的可用性； 每个电路中断装置220的个体组件的额定值可被设计成优化电路中断组合件54的电流限制或中断功能的性质； 电路中断装置220的操作可例如在定时方面被协调，以提供大范围的电流限制或中断功能，诸如： 修改在第一端子与第二端子22、24之间流动的电流46的分布（profile），以便例如修改任何关联的瞬态过电压； 暂时限制而不是中断在第一端子与第二端子22、24之间流动的电流46，以允许故障位置辨别； 在故障操作的情况下中止（abort）电流限制或中断操作。
85.参照dc电路中断装置来描述本发明的上述实施例，但是将领会到，本发明的上述实施例经过必要修改可应用于ac电路中断装置。这样的ac电路中断装置配置成传导和中断交流流动。这通过将第一开关元件和第三开关元件中的每个开关元件构造为双向开关元件来实现。例如，第一开关元件和第三开关元件中的每个开关元件可配置成作为或包括一对反并联连接的开关装置。
86.除非上下文另有指示，否则本发明的给定方面、特征或参数的优先（preference）和选项应当被看作结合本发明的所有其他方面、特征和参数的任何和所有优先和选项已被
公开。