[发明专利]高压直流断路器

权利要求书

1.一种用于切断直流线路中流动的电流的高压直流断路器，包括：

主开关(110)，所述主开关(110)安装在所述直流线路上，用于当所述直流线路的一侧或所述直流线路的其余侧发生故障时通过断开所述主开关(110)来切断所述直流线路的电流；

非线性电阻器(120)，所述非线性电阻器(120)与所述主开关(110)并联；

LC电路(130)，所述LC电路(130)与所述主开关(110)并联，并且包括电容器(131)和电抗器(132)，所述电容器(131)和所述电抗器(132)串联以便产生LC谐振；

第一双向开关元件(140)，所述第一双向开关元件(140)与所述主开关(110)和所述LC电路(130)串联，用于切换双向的电流流动；以及

第二双向开关元件(150)，所述第二双向开关元件(150)与所述LC电路(130)并联，用于切换电流流动以在两个方向引起LC谐振。

2.根据权利要求1所述的高压直流断路器，进一步包括充电电阻器(160)，所述充电电阻器(160)用于在初始启动时使所述电容器(131)充有直流电压(Vc)，

其中，所述充电电阻器(160)安装在接地端(GND)与所述LC电路(130)和所述第一双向开关元件(140)的接触点之间。

3.根据权利要求1或2所述的高压直流断路器，其中，所述第一双向开关元件和所述第二双向开关元件分别包括一对导通或者导通/关断可控的第一功率半导体开关(G1)和第二功率半导体开关(G2)以及一对导通或者导通/关断可控的第三功率半导体开关(G3)和第四功率半导体开关(G4)，

其中，所述第一功率半导体开关(G1)和所述第二功率半导体开关(G2)彼此在相反的方向上并联，并且所述第三功率半导体开关(G3)和所述第四功率半导体开关(G4)彼此在相反的方向上并联。

4.根据权利要求3所述的高压直流断路器，其中，如果在所述主开关(110)由于所述直流线路的所述一侧发生故障而断开时产生电弧，

在所述第一双向开关元件(140)的所述第一功率半导体开关(G1)和所述第二功率半导体开关(G2)关断的状态下，通过导通所述第二双向开关元件(150)的功率半导体开关中的所述第四功率半导体开关(G4)，使所述电容器(131)充有由所述LC电路(130)的所述电抗器(132)和所述电容器(131)之间的LC谐振引起的电压-Vc之后，

通过关断所述第四功率半导体开关(G4)并且导通所述第一双向开关元件(140)的功率半导体开关中的所述第二功率半导体开关(G2)，所述电容器(131)中充有的所述电压-Vc使电流供应到所述主开关(110)，并且

所供应的电流在所述主开关(110)处引起零电流，由此在所述主开关(110)中产生的所述电弧熄灭。

5.根据权利要求4所述的高压直流断路器，其中，通过所述电容器(131)中充有的所述电压-Vc而供应到所述主开关(110)的所述电流具有比故障电流的大小更大的大小，并且具有与所述故障电流的方向相反的方向，所述故障电流通过所述主开关(110)中的所述电弧继续流动。

6.根据权利要求4所述的高压直流断路器，其中，在所述主开关(110)中产生的所述电弧熄灭之后，

当变得比所述直流线路的所述一侧的电压更高的所述直流线路的所述其余侧的电压在所述非线性电阻器(120)处被消耗时，所述电容器(131)通过流过所述LC电路(130)和所述第一双向开关元件(140)的电流而再充有电压+Vc，然后所述第二功率半导体开关(G2)关断。