[发明专利]DC断路器和该DC断路器的断路方法

说明书

本发明涉及一种DC断路器及其断路方法，更具体地涉及一种其目的是克服施加于现有技术上的限制的DC断路器和该DC断路器的断路方法，该DC断路器包括：测量部分，用于测量被传导通过第一电路部分的DC电流；第一电路部分，用于传导和阻断DC电流；以及第二电路部分，用于传导和阻断从第一电路部分旁通的DC电流，并且根据测量部分的测量结果来控制第一电路部分的断开/闭合操作，其中，在第一电路部分和第二电路部分中，包括在它们中的每个中的开关元件按并联构造连接，以使得阻断操作期间的高开关操作可以得到改进，并且DC电流可以被以更安全的、更高效的方式阻断。

技术领域

本发明涉及一种直流(DC)断路器及其断路方法，更具体地涉及一种如下的DC断路器和该DC断路器的断路方法，该DC断路器可以改进断路操作期间的高开关操作，并且以更安全的、更高效的方式阻断DC电流。

背景技术

当在电力系统中发生故障时，故障电流通过断路器被阻断，以便保护电力装置和设备。当在系统中发生故障时，继电器确定故障状态，并且向断路器送出用于断开的跳闸信号。在接收到跳闸信号之后，断路器通过使用驱动装置来断开断路器的接触点(在接触点处，故障电流流动)，以便阻断电流。同时，电弧电流在断路器的两个端子处流动，并且该故障电流将由于电弧电流而保持流动，除非在接触点上建立足够的绝缘条件。关于交流(AC)系统，电流以恒定的周期流过电流零点，并且当电流达到零以阻断故障电流、而且足够的接触点距离被保证时，电弧电流将消灭。然而，只要涉及直流DC系统，消灭电弧电流就是非常困难的，因为不存在电流零点。一般地，可以通过在不大于3000V的电压下展开电弧来阻断DC故障电流，而当电压大于3000V时，难以消灭电弧电流。因此，需要通过使用各种方式效仿如AC系统中的电流零点来阻断故障电流的技术。通过使用到目前为止已经被开发的DC断路技术，存在通过使用以下中的一个开发的断路器：反向电压型，在反向电压型中，在接触点处产生的电弧被散布(spread)；谐振型，在谐振型中，形成单独的谐振电路以通过使用DC电流来引起谐振；反向电流型，在反向电流型中，并联电容器预先被电荷充电，以使得当故障发生时，在与电弧电流的方向相反的方向上施加电荷以通过电流叠加来阻断电弧电流；以及可以被导通和关断的功率半导体。

图1-3中例示说明了现有技术的一些例子，将通过参照附图来说明它们的构造以及操作。

图1是示出根据现有技术的常规的混合超导故障限流器的构造的结构图。

图2是示出根据现有技术的常规的混合故障限流器的构造的结构图。

图3是示出根据现有技术的常规的DC断路器的构造的结构图。

图1中所示的常规的混合超导故障限流器包括主电路、高速开关驱动线圈P2、功率半导体P13和CLR 14，主电路具有超导体P1和高速开关P4，高速开关驱动线圈P2与主电路并联连接，功率半导体P13串联到驱动线圈P2，用于阻断故障电流，CLR P14限制被高速开关旁通的故障电流，并且功率半导体和CLR彼此并联连接。

混合超导故障限流器的详细操作如下。

1)当在系统中发生故障并且电流超过主电路的超导体P1的阈值电流时，超导体P1被猝熄，并且产生电阻。

2)故障电流被划分到主电路和故障限流器电路中，并且流过驱动线圈P2。

3)同时，通过在驱动线圈P2上产生的电磁场，在高速开关P4的电磁斥力板上感应反电动势，以使得连接到熔丝P5a的高速开关接触点P5被断开。

4)高速开关接触点P5被断开以阻断主电路电流，并且被阻断的电流被引入到故障限流器电路中。

5)然后，当高速开关断开状态被控制器P6a确认时，现在处于传导状态的功率半导体P13被关断以使故障电流朝向CLR P14旁通，以使得故障电流能量减小，并且故障电流被限制。