[发明专利]基于液体电弧电压转移的机械式直流断路器及其使用方法

说明书

本发明公开了一种基于液体电弧电压转移的机械式直流断路器及其使用方法，机械式直流断路器包括第一接入端、第二接入端、主电流支路、转移支路和耗能支路，所述主电流支路包括液体断口，所述液体断口包括腔体、静触头和动触头，机械式直流断路器电流通流时，动触头闭合静触头，所述主电流支路通过电流，转移支路和耗能支路不导通，机械式直流断路器发生短路故障时，拉开动触头以在动触头与静触头之间产生的电弧汽化液体介质以形成液体喷流，所述液体喷流推动电弧运动以升高电弧电压，电流转移至转移支路，电容器充电建立开断电压以将电流强制转移至耗能支路完成开断。

技术领域

本发明涉及中高压直流断路器技术领域，特别是基于液体电弧电压转移的机械式直流断路器及其使用方法。

背景技术

随着电力系统容量的不断提升，直流输变电系统及设备蓬勃发展，同时也对系统稳定和安全提出了更高的要求。在电力系统可能会发生的各种故障里面，对于电网危害最大、发生概率很高的就是短路故障。当电力系统中发生短路故障后，快速上升的短路电流会造成十分严重的后果，因此，具备故障隔离和切除功能的直流断路器对于实现直流系统的安全可靠运行不可或缺。机械式直流断路器具备额定通流损耗小、开断能力强的优势，在中高压直流开断中具有广泛的应用前景。然而，传统的机械式直流断路器利用真空、SF6等气体介质作为断口绝缘介质，存在断口电弧电压低、弧后介质恢复性能差、断口串联数量多等瓶颈问题，严重制约了直流断路器开断能力和可靠性的提升。针对现有机械式直流断路器断口性能不足的问题，本发明提出了种基于液体绝缘断口的机械式直流断路器，利用液态介质显著的流动、热传导等物理属性，提升开断过程电弧电压幅值和弧后介质绝缘恢复能力远高于气体和真空电弧，进而有助于电流快速转移，提升断口绝缘耐压能力，减少断口串联数量，提升开断容量和可靠性，显著降低直流断路器的成本和体积。

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液体电弧电压转移的机械式直流断路器及其使用方法。通利用液态介质显著的流动、热传导等物理属性，提升开断过程电弧电压幅值和弧后介质绝缘恢复能力远高于气体和真空电弧，进而有助于电流快速转移，提升断口绝缘耐压能力，减少断口串联数量，提升开断容量和可靠性，显著降低机械式直流断路器的成本和体积，使得直流断路器获得更强的开断能力和更高的断口绝缘强度。

具体的，本发明采用如下技术方案：

一种基于液体电弧电压转移的机械式直流断路器包括，

第一接入端，其配置成机械式直流断路器的进线；

第二接入端，其配置成机械式直流断路器的出线；

主电流支路，其连接在所述第一接入端和第二接入端之间，所述主电流支路包括液体断口，所述液体断口包括，

腔体，其内密封液体介质，

静触头，其密封地固定于所述腔体内，所述静触头的一端固定在所述腔体内，所述静触头的另一端连接第一接入端；

动触头，其可移动地密封在所述腔体内，所述动触头的一端可邻接抵靠或接触所述静触头，另一端连接第二接入端；

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，转移支路包括电容器；

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，其中，