[发明专利]瞬态电流抑制电阻及电力装置

说明书

本发明公开一种瞬态电流抑制电阻和电力故障保护装置，其中瞬态电流抑制电阻包括依次设置的第一绝缘层、第一电极层、激活层、第二绝缘层及第二电极层；其中，所述激活层采用相变材料制成；所述第一绝缘层及第二绝缘层均设置有通孔，所述第一电极层设置于第一绝缘层的通孔中；所述激活层至少部分设置于所述第二绝缘层的通孔中。本发明技术方案在出现故障电流情况下，电阻随之增大，进而抑制了瞬态电流，同时恢复速度极快，只需在电阻两端施加一定强度持续时间小于1us的电压，就可以使相变材料电阻恢复为低电阻的晶态。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种瞬态电流抑制电阻及电力装置。

背景技术

随着电网网架结构的不断加强及装机容量的增加，电气间的等效电气距离缩小，网络中故障电流水平也越来越高；直流输配电的快速发展亟待体积小、损耗低、快速可靠的故障限流技术；故障电流增大不仅给电网的安全稳定运行带来威胁，也影响对重要用户的持续、优质供电。故障电流的限制技术，对电力系统以及电力用户来说，是十分迫切且具有深远意义的。

现有故障电流限制技术主要包括以下三种：

1、基于热敏电阻的故障电流限制技术

正温度系数电阻故障电流限制器应用于电力系统，在系统正常运行时电阻值很小，产生的焦耳热损耗不用专门的散热设备处理，通过和空气发生传导、对流、辐射等途径就能达到热平衡。当发生短路故障，电流超过临界电流值时，引起正温度系数电阻发热膨胀，热量来不及散发，其温度迅速增加。正温度系数电阻在μs时间内转变为高阻值电阻，起到限制短路电流的作用。

2、超导型故障电流限制器

超导材料在超导状态下电阻为零，一旦其临界温度TC、临界磁场强度HC，临界电流密度JC中任何一个参数被超过，就会失超转换为常电导状态，产生可观的电阻，基于此特点的故障电流限制其为超导型故障电流限制器。根据采用超导材料特性的不同，可分为低温超导故障电流限制器和高温超导故障电流限制器两类。高温超导材料工程应用的技术难度和经济成本明显优于低温超导材料，目前国内外对超导故障电流限制器的研究大多集中在高温超导材料领域。

3、短路电流转移型故障电流限制器

为了避免真空电弧电流自然转移的困难，采用了两次电流转移的限流方案，真空开关、电力电子开关和限流电阻三者相并联。系统正常运行时，真空开关闭合，导通正常负荷电流，避免功率损耗。系统发生短路故障时，真空开关快速开断，同时电力电子开关导通，电弧电流向电力电子开关转移。由于电力电子开关具有较低的导通管压降，电流转移较为容易。在电弧电流完成向电力电子开关的转移后，电力电子开关关断，电流再次转移到限流电阻。在两次电流转移过程中，最关键的是真空开关电弧电流向电力电子开关的转移。分析计算表明转移回路的电感和电弧电压对电流转移时间起关键影响。真空开关支路和GTO(门极可关断晶闸管)支路的电阻、电感参数对电流转移时间有不同的影响，降低GTO支路的电阻和电感对于缩短电流转移时间具有更重要的意义。

以上现有技术都存在一个问题，在故障被切除后，电网回路恢复到低阻值时间过长。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种瞬态电流抑制电阻，旨在减少电网回路恢复到低阻值的时间。

为实现上述目的，本发明提出的瞬态电流抑制电阻，包括依次设置的第一绝缘层、第一电极层、激活层、第二绝缘层及第二电极层；其中，所述激活层采用相变材料制成；

所述第一绝缘层及第二绝缘层均设置有通孔，所述第一电极层设置于第一绝缘层的通孔中；所述激活层至少部分设置于所述第二绝缘层的通孔中。

优选地，所述第一绝缘层与所述激活层中心重合，所述第一绝缘层面积大于所述激活层面积。

优选地，所述相变材料为包含锗锑蹄元素的半导体合金。