【技术实现步骤摘要】
一种具有三段式保护功能的隔离型复合直流固态断路器
[0001]本专利技术属于开关电器领域，具体涉及一种具有三段式保护功能的隔离型复合直流固态断路器。
技术介绍
[0002]“双碳”背景下国家出台了一系列发展规划：鼓励工厂、园区建设直流微电网、屋顶光伏、直流充电桩，鼓励乡村开展光伏“整县推进”，推动以“配额制”方式建设直流储能，最终促进大规模清洁能源就地、就近消纳，助力“3060”目标的实现。为支撑这一电能结构变革，直流配电网将作为新能源生产、传输、分配及存储的重要载体，承担分布式光伏、电动汽车及直流储能装置的大规模接入。
[0003]直流配电网虽具有高效灵活的优势，但其系统阻抗小，发生短路故障时电流增速极快且无自然过零点，导致故障电流开断极其困难。传统的机械断路器受其自身结构所限，其开断时间大多为毫秒级，难以满足直流配电系统快速故障保护的需求。而基于电力电子开关的直流固态断路器其故障开断时间可达到微秒级，大幅提高直流配电网的可靠性。
[0004]但目前现有的直流固态断路器大多仅具备短路瞬时分断功能，不具备短路...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有三段式保护功能的隔离型复合直流固态断路器，其特征在于，DC进线端由CB1旋转双断点操动机构及其联动的CB1双触点提供机械隔离，通过机械触点CB1与常闭型电力电子开关Q1的串联配合来完成直流系统的短路瞬时开断、短路短延时开断、过载长延时开断，实现直流配电系统的三段式保护功能。2.根据权利要求1所述的一种具有三段式保护功能的隔离型复合直流固态断路器，其特征在于，合闸操作的实现如下：操作CB1旋转双断点操动机构的操作手柄使CB1触点闭合并锁扣，常闭型电力电子开关Q1自然导通，DC进线端输入的直流电压经双金属元件T1直接施加在DC出线端的负载上，给负载供电，此时系统电流不大于额定值，双金属元件T1未发生足够的弯曲，电路可持续工作于合闸导通状态。3.根据权利要求2所述的一种具有三段式保护功能的隔离型复合直流固态断路器，其特征在于，短路瞬时及短延时开断的实现如下：当负载发生短路故障时，电力电子开关Q1的漏源极两端，即DS端电压迅速升高，故障取电电路开始工作；故障取电电路由电阻R6、稳压管Z4、可调电阻R7、电容C3及C4组成，DS端电压经可调电阻R7向分压电容C3、C4充电，稳压管Z4用来限制电容C4的充电电压，电阻R6用来限制流过Z4的最小稳压电流；故障取电电路从Q1的DS端电压汲取电流，C4电容电压快速上升到稳压管Z4限定值，为离线DC/DC快速启动式隔离电源P1提供辅助工作电源；当C4电压达到P1工作门限值后，隔离电源P1开始电源变换，将DS端电压快速变换成稳定的隔离低压V0，V0经二极管D2施加到电子开关Q1的GS端，Q1的GS端在V0负压作用下迅速开断该短路电流，短路电流从出现到开断这一整个过程在微秒级内完成；电子开关Q1完成短路电流的微秒级开断后，DS端电压变为DC电源电压，此时CB1延时脱扣电路开始工作；CB1延时脱扣电路由CB1触点的脱扣线圈LCB1、晶闸管Q2、稳压管Z2、Z3、可调电阻R4、电阻R5及电容C2组成；CB1延时脱扣电路同样从DS端电压汲取电流，稳压管Z2用来设置延时脱扣电路的工作门槛电压，防止误触发，电阻R4、R5进行分压及限流，向电容C2充电，稳压管Z3用来限制C2的充电电压；当电容C2的电压达到晶闸管Q2的导通门限后，Q2触发导通，LCB1脱扣线圈流过激磁电流，触发CB1旋转双断口操动机构中的脱扣装置，使其进行分闸操作，CB1机械触点无载分断，形成机械隔离断口，同时操动机构的手柄复位到分闸位置；至此，完成短路故障电流的快速无弧开断及机械断口隔离；通过调节故障取电电路中的可调电阻R7，控制电容C4的充电速度，进而调节短路保护的延时时间，实...
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