[发明专利]基于真空磁吹转移的直流断路器及其开断方法

说明书

本发明公开了一种基于真空磁吹转移的直流断路器及其开断方法，直流断路器包括第一接入端、第二接入端、主电流支路、转移支路、耗能支路和吹弧单元，主电流支路连接在所述第一接入端和第二接入端之间，直流断路器电流通流时，所述主电流支路通过电流，转移支路连接在所述第一接入端和第二接入端之间且并联所述主电流支路，耗能支路连接在所述第一接入端和第二接入端之间且并联所述主电流支路和转移支路，吹弧单元设置在主电流支路和转移支路之间，吹弧单元包括吹弧电路和吹弧线圈，当直流断路器电流分断时，所述吹弧电路激励吹弧线圈产生磁吹以提高电弧电压，基于所述电弧电压，电流从主电流支路向转移支路转移。

技术领域

本发明涉及直流断路器技术领域，特别是利用磁吹电路调控电弧，实现或辅助电流转移的直流断路器及其开断方法。

背景技术

由于直流供电系统所具有的独特优越性，直流电网技术在输、配电领域有广阔的应用前景，是我国未来电力技术发展的重要方向。目前我国的城市无轨电车、地铁、冶炼、化工、太阳能发电、轧材、船电、矿山等许多重要的行业中均采用了直流供电系统。作为直流电网技术的关键组成部分，直流分断技术是电力系统安全运行的保证。直流断路器具有切断回路故障电流的保护功能，是直流系统中最为重要的保护元件。

由于直流系统缺乏自然过零点，在高电压、大容量分断中无法用传统的交流思路来实现电流分断，解决这一问题的有效途径是基于电流转移的新型分断方式。在这类断路器开断过程中，机械开关首先分闸，电流在多条支路内相互转移，使得断口电流过零，并最终建立开断电压，实现系统电流分断。实现电流转移的途径多种多样，最有效的一种则是利用已有的断口电弧电压迫使电流从一条支路转移至另一条支路。然而，直流断路器中常用的真空断口电弧电压较低，通常不超过50V，存在转移速度慢，转移可靠性低的问题，难以满足直流系统短路分断的工程应用要求。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足或缺陷，本发明的目的在于提供一种基于真空磁吹转移的直流断路器及其开断方法。通过磁吹电路产生外加磁场，大幅度提高真空电弧电压。在绝缘介质灭弧性能不变的情况下，加强电流转移效果。

具体的，本发明采用如下技术方案：

一种基于真空磁吹转移的直流断路器包括，

第一接入端，其配置成直流断路器的进线，

第二接入端，其配置成直流断路器的出线，

主电流支路，其连接在所述第一接入端和第二接入端之间，直流断路器电流通流时，所述主电流支路通过电流，

转移支路，其连接在所述第一接入端和第二接入端之间且并联所述主电流支路，

耗能支路，其连接在所述第一接入端和第二接入端之间且并联所述主电流支路和转移支路，

吹弧单元，其设置在主电流支路和转移支路之间，吹弧单元包括吹弧电路和吹弧线圈，当直流断路器电流分断时，所述吹弧电路激励吹弧线圈产生磁吹以提高电弧电压，基于所述电弧电压，电流从主电流支路向转移支路转移。

所述的直流断路器中，吹弧线圈包括横磁吹弧线圈和/或纵磁吹弧线圈，吹弧电路为独立的外电路。

所述的直流断路器中，电流从主电流支路向转移支路完全转移后，关断转移支路，电流转移至耗能支路中以实现直流分断。

所述的直流断路器中，包括真空断口、空气绝缘断口、高压气体绝缘断口、电力电子元件及其组合，转移支路包括电力电子元件、电容器、电抗器及其串、并联组合，其中，电力电子元件包括晶闸管、二极管、IGBT、IGCT及其组合。