一种直流断路器制造技术

本实用新型专利技术提供一种直流断路器，包括：主回路、吸能支路、缓冲支路和LC振荡支路；主回路上设置有真空开关和直流电源；吸能支路、缓冲支路和LC振荡支路分别与真空开关并联；吸能支路上设置有氧化锌避雷器；缓冲支路上设置有第一电容；第一电容的正极与直流电源的正极连接，第一电容的负极与直流电源的负极连接；LC振荡支路包括依次串联的第二电容、晶闸管和电感；晶闸管的正极与第二电容的正极连接，晶闸管的负极与电感连接；第二电容的负极与直流电源的正极连接；电感与直流电源的负极连接；本实用新型专利技术能够缩短吸能支路的启动时间，快速切除故障电流，减小了因过多剩余能量长时间停留在回路中而对其它设备造成的损害。在回路中而对其它设备造成的损害。在回路中而对其它设备造成的损害。

【技术实现步骤摘要】
一种直流断路器


[0001]本技术涉及断路器
，尤其涉及一种直流断路器。

技术介绍

[0002]随着电力系统不断的发展，柔性直流输电已成为一种趋势。直流断路器作为柔性直流输电系统中重要设备，研制直流断路器也成为发展柔性直流输电的关键所在。直流断路器与交流断路器主要区别在于直流断路器无法自然过零，但是现有学者针对该难点提出了对直流断路器制造“人工过零”，强迫直流断路器中电流过零。“人工过零”原理主要是利用真空灭弧室通态损耗小、分断能力强、动静触头烧损小等优点，并结合电力电子器件可控和导通快等优点，研制出了新型混合式直流断路器，其主要原理回路由高速开关主回路、吸能回路、LC振荡回路等构成。
[0003]电路中突发故障电流时，故障电流上升率一般很大，快速上升的电流给真空断路器分断造成了困难；同时突发的故障电流也给强迫换流回路造成了巨大压力，极易造成真空断路器切除故障电流失败。针对已暴露的问题，已有学者提出了在断路器中真空开关的两端并联反向二极管，如图1所示；在主回路电流和LC振荡电流均流向并联二极管回路叠加时，真空开关端口处进行电流过零后的零电压介质强度恢复过程，介质强度的恢复促进了真空断路器在小开距下也能开断高上升率的短路电流。当并联二极管中主回路电流大于LC振动电流时，并联二极管截止；此时主回路会对LC振荡回路中电容进行反向充电，直至电容电压高于MOA避雷器动作值，MOA避雷器开始动作限制回路过电压，并吸收回路中剩余能量。在真空开关两端并联反向二极管，虽能增加直流断路器开断故障短路电流的能力，但是开断故障电流时间也相对较长。

技术实现思路

[0004]本技术旨在解决现有直流断路器开断故障电流时间较长的技术问题。
[0005]本技术提供一种直流断路器，包括：主回路、吸能支路、缓冲支路和LC振荡支路；所述主回路上设置有真空开关和直流电源；所述吸能支路、所述缓冲支路和所述LC振荡支路分别与所述真空开关并联；所述吸能支路上设置有氧化锌避雷器；所述缓冲支路上设置有第一电容；所述第一电容的正极与所述直流电源的正极连接，所述第一电容的负极与所述直流电源的负极连接；所述LC振荡支路包括依次串联的第二电容、晶闸管和电感；所述晶闸管的正极与所述第二电容的正极连接，所述晶闸管的负极与所述电感连接；所述第二电容的负极与所述直流电源的正极连接；所述电感与所述直流电源的负极连接。
[0006]进一步地，所述主回路上还设置有线路电阻和线路电感；所述线路电感和所述线路电阻依次串联设置在所述直流电源的正极与所述真空开关之间。
[0007]进一步地，所述主回路上还设置有负载电阻和负载电感；所述负载电阻和所述负载电感依次串联设置在所述真空开关与所述直流电源的负极之间。
[0008]本技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本技术实施例中的
直流断路器通过在主回路上真空开关的两端并联第一电容，使得所述第一电容的正极与所述主回路上直流电源的正极连接，所述第一电容的负极与所述直流电源的负极连接；当主回路中出现故障电流时，所述真空开关的动静触头分离到有效开距，LC振荡支路中的晶闸管导通，使得所述第二电容与所述电感产生振荡电流i
12
，振荡电流i
12
流经所述真空开关，与所述主回路中的电流i
11
反向叠加，直至所述故障电流逐渐减小到零；此时，所述主回路中的电流i
21
流向所述第一电容，LC振荡支路中的振荡电流i
22
从另一方向流经所述第一电容，与电流i
21
在缓冲支路上再次叠加，与此同时，对所述第一电容进行充电，从而缩短氧化锌避雷器的启动时间；当所述第一电容两端的电压大于吸能支路上氧化锌避雷器的动作电压时，所述氧化锌避雷器不仅能够有效地抑制所述真空开关开断的暂态过电压，还能快速地吸收所述主回路中的剩余能量；相比于现有技术，本技术实施例中的直流断路器能够缩短所述吸能支路的启动时间，快速切除所述故障电流，减小了因过多剩余能量长时间停留在回路中而对其它设备造成的损害；另外，所述真空开关在开断的过程中，并联在所述真空开关两端的所述第一电容还能有效地抑制所述真空开关开断过程端口瞬时上升的暂态恢复电压上升率，从而降低了所述真空开关开断所述故障电流的难度。
附图说明
[0009]图1为现有技术中直流断路器的电路原理图；
[0010]图2为本技术某一实施例中直流断路器的电路原理图。
具体实施方式
[0011]下面结合附图来具体描述本技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本技术的实施例一起用于阐释本技术的原理，并非用于限定本技术的范围。
[0012]请参考图2，本技术的实施例提供了一种直流断路器，包括：主回路、吸能支路、缓冲支路和LC振荡支路；所述主回路上设置有真空开关CB和直流电源Es；所述吸能支路、所述缓冲支路和所述LC振荡支路分别与所述真空开关CB并联；所述吸能支路上设置有氧化锌避雷器MOA；所述缓冲支路上设置有第一电容C
E
；所述第一电容C
E
的正极与所述直流电源Es的正极连接，所述第一电容C
E
的负极与所述直流电源Es的负极连接；所述LC振荡支路包括依次串联的第二电容C、晶闸管TH和电感L；所述晶闸管TH的正极与所述第二电容C的正极连接，所述晶闸管TH的负极与所述电感L连接；所述第二电容C的负极与所述直流电源Es的正极连接；所述电感L与所述直流电源Es的负极连接。
[0013]具体地，所述主回路上还设置有线路电阻Rc、线路电感Lc、负载电阻R
L
和负载电感L
L
；所述线路电感Lc和所述线路电阻Rc依次串联设置在所述直流电源Es的正极与所述真空开关CB之间；所述负载电阻R
L
和所述负载电感L
L
依次串联设置在所述真空开关CB与所述直流电源Es的负极之间。
[0014]参考图1，与本实施例中的直流断路器相比，现有技术中的直流短路器将本实施例中的第一电容C
E
替换为与所述真空开关Es反向并联的二极管VD；现有技术中的直流断路器工作时，只有在主回路电流与LC振荡电流在所述二极管VD完成叠加后，才对LC振荡支路中的电容C进行反向充电，直至所述电容C反向电压大于吸能支路中氧化锌避雷器MOA的动作
电压时，所述氧化锌避雷器MOA才投入工作。
[0015]参考图2，本实施例中直流断路器的工作原理如下：
[0016]当主回路中出现故障电流时，所述真空开关的动静触头分离到有效开距，LC振荡支路中的晶闸管TH导通，使得所述第二电容C与所述电感L产生振荡电流i
12
，振荡电流i
12
流经所述真空开关Es，与所述主回路中的电流i
11
反向叠加，直至所述故障电流逐渐减小到零；此时，所述主回路中的电流i
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流断路器，其特征在于，包括：主回路、吸能支路、缓冲支路和LC振荡支路；所述主回路上设置有真空开关和直流电源；所述吸能支路、所述缓冲支路和所述LC振荡支路分别与所述真空开关并联；所述吸能支路上设置有氧化锌避雷器；所述缓冲支路上设置有第一电容；所述第一电容的正极与所述直流电源的正极连接，所述第一电容的负极与所述直流电源的负极连接；所述LC振荡支路包括依次串联的第二电容、晶闸管和电感；所述晶闸管的正极与所述第二电容的正极连接，所述晶闸管...

【专利技术属性】
技术研发人员：余光召，雷元林，赵云波，范志鹏，姚俊林，尹锋，
申请(专利权)人：武汉杭久电气有限公司，
类型：新型
国别省市：