[发明专利]一种利用系统直流电压预充电的直流断路器及方法

权利要求书

1.一种利用系统直流电压预充电的直流断路器，其特征在于，包括主通支路、主断支路、吸能支路和辅助支路；

所述主通支路包括串联连接的快速机械开关CB及剩余电流开关RCB；

所述主断支路包括整流桥、晶闸管S₀、电感L及电容C₁；

所述整流桥与快速机械开关CB并联连接，所述晶闸管S₀、电感L及电容C₁依次串联连接，并跨接在整流桥的共阴极端及共阳极端；

所述吸能支路包括避雷器MOV；

所述避雷器MOV与快速机械开关CB并联连接；

所述辅助支路一端连接在晶闸管S₀与电容C₁之间，另一端接地。

2.根据权利要求1所述的直流断路器，其特征在于，所述整流桥包括桥臂一、桥臂二、桥臂三及桥臂四；

所述桥臂一由二极管D₁及晶闸管S₁串联构成；

所述桥臂二由二极管D₂及晶闸管S₂串联构成；

所述桥臂三由二极管D₃及晶闸管S₃串联构成；

所述桥臂四由二极管D₄及晶闸管S₄串联构成；

所述桥臂一的阴极与桥臂二的阴极连接，所述桥臂三的阳极与桥臂四的阳极连接，所述桥臂一的阳极与桥臂三的阴极连接，所述桥臂二的阳极与桥臂四的阴极连接。

3.根据权利要求2所述的直流断路器，其特征在于，所述辅助支路包括电阻R₁、电容C₂、避雷器MOV1及剩余电流开关RCB1；

所述剩余电流开关RCB1和避雷针MOV1串联后并联在电容C₂两端，所述电阻R₁一端与晶闸管S₀连接，另一端与电容C₂的一端连接，所述电容C₂的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的直流断路器，其特征在于，还包括电阻R₂，所述电阻R₂跨接在桥臂三的两端。

5.一种如权利要求4所述的直流断路器的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1初始状态下，闭合剩余电流开关RCB和剩余电流开关RCB1，直流系统通过电阻R₂对电容C₁及电容C₂充电，电容C₁及电容C₂完成充电后，打开剩余电流开关RCB1,避免避雷器MOV1过热；

S2直流系统检测故障后，快速机械开关CB开始分断并燃弧；

S3系统电流从左向右流过快速机械开关CB时：若快速机械开关CB触头间距足够耐受暂态恢复电压，导通晶闸管S₀、晶闸管S₁、晶闸管S₄；电容C₁通过电感L、桥臂四、快速机械开关CB、桥臂一形成放电回路，系统电流从右向左流过快速机械开关CB时：一旦快速机械开关CB触头间距足够耐受暂态恢复电压，导通晶闸管S₀、晶闸管S₂、晶闸管S₃；电容C₁通过电感L、桥臂三、快速机械开关CB、桥臂二形成放电回路；

S4电容放电幅值等于系统电流时，快速机械开关CB电流过零、电弧熄灭，快速机械开关CB动、静触头之间的介质迅速恢复绝缘，快速机械开关CB不再导通电流；

S5随着电容C₁的充电，快速机械开关CB两端的电压上升至避雷器MOV的参考电压，故障电流转移到避雷器MOV支路，直流线路和限流电感的剩余能量通过避雷器MOV泄放，故障电流逐渐下降，最后的剩余电流由剩余电流开关RCB切除。