[发明专利]一种固体介质插入式微弧直流开断断路器及其开断方法

权利要求书

1.一种固体介质插入式微弧直流开断断路器，其特征在于：由隔离开关(Ⅰ)和微弧开断单元(Ⅱ)串联构成，其中微弧开断单元(Ⅱ)由能量吸收电容器(1)与转移开关(2)并联组成，转移开关(2)具有固体插入式结构和电磁铁操纵机构；

所述转移开关(2)有如下单断口与双断口两种结构：

单断口的转移开关(2)包括设置在单断口基座(2-6a)上的单断口静触头(2-1a)，设置在单断口基座(2-6a)上的单断口支架(2-7a)，横跨在单断口支架(2-7a)上的单断口运动轴(2-5a)，能够绕单断口运动轴(2-5a)旋转的单断口动触头(2-2a)，设置在单断口动触头(2-2a)与单断口静触头(2-1a)之间的口字型固态绝缘片(2-3a)，拉动口字型固态绝缘片(2-3a)纵向运动的单断口电磁操纵杆(2-4a)，设置在单断口静触头(2-1a)边缘的静触头接线端子(2-8a)，设置在单断口动触头(2-2a)远离单断口静触头(2-1a)一端端部的动触头接线端子(2-9a)；

双断口的转移开关(2)包括设置在双断口基座(2-6b)上的双断口静触头(2-1b)，设置在双断口基座(2-6b)上的双断口支架(2-7b)，横跨在双断口支架(2-7b)上的双断口运动轴(2-5b)，绕双断口运动轴(2-5b)旋转的两个双断口动触头(2-2b)，设置在两个双断口动触头(2-2b)与双断口静触头(2-1b)之间的工字型固态绝缘片(2-3b)，拉动工字型固态绝缘片(2-3b)纵向运动的双断口电磁操纵杆(2-4b)，分别设置在两个双断口动触头(2-2b)端部的两个接线端子(2-8b)。

2.根据权利要求1所述的固体介质插入式微弧直流开断断路器，其特征在于：通过固态绝缘片插入转移开关(2)的静触头和动触头之间，改变了金属蒸汽的分布，延长了电弧的潜在路径，提高维持电弧所需电压；此外，双断口方案通过增加断口数进一步提高维持电弧所需电压。

3.一种如权利要求1所述的固体介质插入式微弧直流开断断路器的开断方法，其特征在于：导通状态下，隔离开关(Ⅰ)与转移开关(2)均处于闭合状态，能量吸收电容器(1)短路；开断时，转移开关(2)先打开，能量吸收电容器(1)开始充电，并延缓转移开关(2)两端电压上升速度；固态绝缘片插入转移开关(2)的静触头和动触头之间，改变了金属蒸汽的分布，延长了电弧的潜在路径，使维持电弧所需电压升高，从而使转移开关(2)形成了一定的电弧电压门槛，以保证其两端电压小于所需的电弧电压，使得起弧阶段不产生电弧或产生的微弱电弧无法维持而迅速熄灭以实现微弧开断，此时电路电流降为0，隔离开关(Ⅰ)打开，实现零电流分断；此时转移开关(2)闭合，能量吸收电容器(1)中所储存的能量将被释放掉；

对于单断口结构，转移开关(2)闭合时，单断口静触头(2-1a)和单断口动触头(2-2a)接触，口字型固态绝缘片(2-3a)位于接触点以下，静触头接线端子(2-8a)与动触头接线端子(2-9a)分别作为转移开关(2)的两极；转移开关(2)分断时，单断口电磁操纵杆(2-4a)拉动口字型固态绝缘片(2-3a)向上移动，推动单断口动触头(2-2a)绕单断口运动轴(2-5a)旋转，使口字型固态绝缘片(2-3a)插入单断口动触头(2-2a)与单断口静触头(2-1a)之间，完成固体介质插入式操作；

对于双断口结构，转移开关(2)闭合时，两个双断口动触头(2-2b)分别与双断口静触头(2-2b)接触，工字型固态绝缘片(2-3b)卡住接触点，位于两个双断口动触头(2-2b)端部的两个接线端子(2-8b)分别作为转移开关(2)的两极，通过双断口静触头(2-1b)连通电路；转移开关(2)分断时，双断口电磁操纵杆(2-4b)拉动工字型固态绝缘片(2-3b)向上移动，推动两个双断口动触头(2-2b)绕双断口运动轴(2-5b)旋转，使工字型固态绝缘片(2-3b)插入双断口动触头(2-2b)与双断口静触头(2-1b)之间，完成固体介质插入式操作；

固体介质插入式操作有效加长了电弧路径的长度，提高维持电弧所需电压。