[实用新型]百千伏级全固态快速保护高压开关

说明书

本实用新型公开了百千伏级全固态快速保护高压开关，属于高压开关技术领域，包括开关本体，所述开关本体吊装在油箱中，且所述开关本体上的两个接线端子位于所述油箱顶端的外壁；所述开关本体包括驱动部分、保护部分和若干个多层叠加方式固定在绝缘架上的开关单元板，其中所述驱动部分用于驱动所述开关单元板内部电路的通断，所述保护部分用于保护所述开关单元板的内部电路；每组所述开关单元板之间通过导线串联，所述开关单元板内部电路包括次级驱动电路和开关电路。通过保护部分提高该开关本体的抗打火能力，使得该开关应用在高压场所可靠性更强，通过并联的绝缘栅双极型晶体管实现开关本体的快速开启和关断。

技术领域

本实用新型涉及高压开关技术领域，特别涉及百千伏级全固态快速保护高压开关。

背景技术

高压开关是额定电压3kV及以上主要用于开断和关合导电回路的电器。近年来，随着功率半导体器件的发展，尤其是MOSFET和IGBT串并联技术的逐步成熟，通过MOSFET和IGBT的串并联实现更高电压、更大电流的全固态高压刚管开关成为现实。目前，低电压、小电流的刚管开关在技术上较为成熟，在较小功率脉冲源中得到了应用，但在抗打火能力上及可靠性上，依然有待提高。在雷达、高能物理等领域应用的开关，由于其负载的特殊性，对电压、电流、保护时间以及可靠性的要求越来越高，同时对重复频率、脉冲宽度也有较高的要求，甚至需要秒级脉宽的开关，因此，全固态的快速保护高压开关成为最合适的实现路径。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述传统高压开关保护性差、易打火可靠性较低的问题而提供百千伏级全固态快速保护高压开关，具有抗打火可靠性更强，串联每个开关单元板实现高压通断，绝缘性好更耐用以及运行更加稳定的优点。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的，百千伏级全固态快速保护高压开关，包括开关本体，所述开关本体吊装在油箱中，且所述开关本体上的两个接线端子位于所述油箱顶端的外壁；

所述开关本体包括驱动部分、保护部分和若干个多层叠加方式固定在绝缘架上的开关单元板，其中所述驱动部分用于驱动所述开关单元板内部电路的通断，所述保护部分用于保护所述开关单元板的内部电路；

每组所述开关单元板之间通过导线串联，所述开关单元板内部电路包括次级驱动电路和开关电路，所述开关电路由四只并联的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)V1、V2、V3、V4组成，每个IGBT依次串联负反馈定值电阻R1、R2、R3、R4。

优选的，所述开关电路连接有动态均压网络和瞬态二极管(TVS)V5，动态均压网络包括电容C1、二极管V6和定值电阻R5。

优选的，所述开关电路还连接有均压定值电阻R6。

优选的，所述驱动部分采用电流互感器进行开关单元板的重复频率驱动。

优选的，所述保护部分内部设有打火保护模块，打火保护模块包括电流采样传感器、比较器和继电器。

优选的，所述保护部分内部还设有电感缓冲网络。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过保护部分提高该开关本体的抗打火能力，使得该开关应用在高压场所可靠性更强。

2、通过并联的绝缘栅双极型晶体管实现开关本体的快速开启和关断，也方便实现每个开关单元板之间的串联。

3、通过将开关本体吊装在油箱内部，提高高压绝缘性，使用更加安全且寿命更长。

4、每个开关电路均连接均压电阻，保证开关不工作时每只开关管所分电压相同，保护开关管不会过压击穿，开关电路还连接有均压网络在IGBT开启关断时吸收由于开关不一致造成的电压不均，保证开关的稳定运行。

附图说明