[发明专利]一种组合式直流断路器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种组合式直流断路器装置，属于直流断路器技术领域。

背景技术

近年来，随着电力系统容量的持续增长和用电负荷的不断增加，电网中的短路电流水平日益提高，尤其对于某些特定的用电场合，例如大型舰船上的供电系统、轨道交通供电系统等等，短路电流峰值可达到100kA以上，且短路电流上升速率极高(超过20A/μs)。

传统机械式断路器受其自身物理机构的限制，当其动、静触头分开时会产生电弧，延长了故障电流的切除时间，通常需要几十乃至上百毫秒才能完成分断，难以在短路电流上升期间将其分断；由于直流系统短路电流上升速度很快，如果用传统的机械式断路器进行分断，短路电流峰值往往已经超过了断路器本身的极限分断能力，使得断路器无法分断；同时，由于短路电流峰值极高，对运行在系统中的各个电力设备造成因短路电流的冲击损坏。

现有国内外对触头式直流断路器和电子振荡式原理的直流断路器的相关专利公开技术有：

1、西安交通大学申请的“一种高速双断口磁吹中压大电流直流限流断路器”，申请号：200610104965.0；

2、浙江大学申请的“一种具有自供能能力的组合式高压直流断路器及其自供能策略”，申请号：201710253301.9；

3、西安交通大学申请的“混合式直流断路器”，申请号：201210498261.1；

以上专利申请技术仍然不能解决短路电流超过2500v/250kA以上高、低压系统的直流电流开断问题，因此迫切需要一种能实现对直流大电流回路开断技术的新的解决方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种能够解决短路电流超过2500v/300kA以上高、低压系统的直流电流开断问题，能实现对直流大电流回路开断，提高分断能力，避免对运行在系统中各个电力设备造成因短路电流冲击损坏的组合式直流断路器装置。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种组合式直流断路器装置，它包括一串接在主电路上的主开关装置，所述主开关装置的两端分别串接有第一电磁铁式电抗器和第二电磁铁式电抗器并组成第一工作支路；

由第一隔离二极管，电容器组，电容器隔离开关，第二隔离二极管依次进行串联连接后，将串联后的首、尾两端分别与第一工作支路的首、尾两端进行并联接线后组成第二工作支路；

由放电开关与放电电磁铁式电抗器串联后，其串联的首、尾两端与电容器组的两端进行并联接线后组成第三工作支路。

作为优选：所述第一电磁铁式电抗器、第二电磁铁式电抗器以及放电电磁铁式电抗器选用相同的电抗器，它包括一固定铁芯体，该固定铁芯体的一侧端部铰接有一活动衔铁铁芯体，两者之间相接有一弹簧复位机构，在所述固定铁芯体中间通过一线圈绝缘架子安装有主线圈。

作为优选：所述的主开关装置选用直流低压断路器用于低压场合，包括包括直流空气断路器、真空断路器、阻抗式断路器、以及固态断路器中的一种，或选用高压交流真空断路器或高压交流SF₆断路器应用高压场合；

所述的第一隔离二极管和第二隔离二极管所选用的二极管耐压、电流值与该电气回路中对应电压等级和最大短路电流相适应的低压、中压或高压的二极管装置，并留有电压耐压值的冗余量设计，并使其起到隔离电容器组的能量不向第一工作支路反送的目的。

作为优选：所述的电容器组为第二支路中的第二个串联接入的元件，在短路电流流过第一支路时，在两个衔铁式电抗器的两端上积累的电压差值向该电容器进行充电，并将短路电流进行分流，所述的电容器耐压值与所接入的电气回路中的电压等级相匹配，电容器的容量设计值为充电时间值大于主开关装置的开关开断时间。

本发明具有能实现对直流大电流回路开断，提高分断能力，避免对运行在系统中各个电力设备造成因短路电流冲击损坏等特点。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

图2为本发明所述电磁铁式电抗器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图1所示，本发明所述的一种组合式直流断路器装置，它包括一串接在主电路上的主开关装置1DL，所述主开关装置1DL的两端分别串接有第一电磁铁式电抗器1DK和第二电磁铁式电抗器2DK并组成第一工作支路Ⅰ；

由第一隔离二极管1D，电容器组1C，电容器隔离开关2DL，第二隔离二极管2D依次进行串联连接后，将串联后的首、尾两端分别与第一工作支路I的首、尾两端进行并联接线后组成第二工作支路Ⅱ；