[发明专利]一种自适应机械式直流断路器及其控制方法

权利要求书

1.一种自适应机械式直流断路器的控制方法，其特征在于，包括自适应机械式直流断路器，所述直流断路器包括一个主支路、一个转移支路和一个耗能支路，主支路、转移支路、耗能支路三者并联连接；所述主支路包括机械开关，主支路的进线处设有两组串联连接的动静铁芯，耗能支路包括避雷器；所述转移支路为自适应转移支路，由第一转移分支路、第二转移分支路和第三转移分支路并联而成，且每个分支路上均包括串联连接的转移电感、转移电容和触发器件；其中，第二转移分支路和第三转移分支路上设有自适应机械开关；根据开断电流的大小，自动选择要闭合的自适应机械开关；所述自适应机械开关与两组动静铁芯对应连接；

所述控制方法包括以下步骤：

(1)正常运行时，系统电流从主支路流过；

(2)当断路器收到分闸指令时，控制系统根据记录的收到分闸指令前的电流波形，确定断路器开断当前断路器电流所需注入短路电流的容量；

(3)控制系统同时触发三个分支路上的触发器件，自适应机械开关根据分断电流的不同，会自适应的完成分闸或合闸动作，被投入的电感和电容组成振荡回路，强迫主支路电流向由转移支路转移；

(4)系统不停向转移支路中电容充电，当转移支路电容两端电压超过耗能支路避雷器阈值，避雷器击穿；

(5)避雷器吸收储存在系统电感中的能量；

(6)避雷器恢复至高阻态，开断完成。

2.根据权利要求1所述的自适应机械式直流断路器的控制方法，其特征在于：所述自适应机械开关包括动触头(1)、静触头(2)、复位弹簧(3)、支点(4)和绝缘传动杆，动触头(1)位于复位弹簧(3)的正上方，静触头(2)位于复位弹簧(3)两侧；所述绝缘传动杆设置在支点(4)上，绝缘传动杆一端连接动触头(1)，其另一端连接动铁芯(7)。

3.根据权利要求2所述的自适应机械式直流断路器的控制方法，其特征在于：所述自适应机械开关中复位弹簧(3)产生的力矩大小根据系统中故障电流的大小划分。

4.根据权利要求1所述的自适应机械式直流断路器的控制方法，其特征在于：所述动静铁芯中的静铁芯(5)为U型结构，静铁芯(5)包裹在进线铜牌(6)周围并与进线铜牌(6)之间留有间隙，动静铁芯中的动铁芯(7)为位于静铁芯(5)的正下方。

5.根据权利要求1所述的自适应机械式直流断路器的控制方法，其特征在于：所述触发器件为触发球隙、晶闸管、IGBT、IGCT、IEGT或GTO。

6.根据权利要求1所述的自适应机械式直流断路器的控制方法，其特征在于：所述机械开关为高速机械开关，采用斥力机构驱动；所述耗能支路上的避雷器为氧化锌避雷器。

7.根据权利要求1所述的自适应机械式直流断路器的控制方法，其特征在于：所述转移支路的分支路上的转移电感大小相同，转移电容大小相同。

8.根据权利要求1所述自适应机械式直流断路器的控制方法，其特征在于：上述步骤(3)中，当分断小电流时，即额定电流以下电流时，第二转移分支路和第三转移分支路上的自适应机械开关均分闸，系统电流从第一转移分支路流过。

9.根据权利要求1所述自适应机械式直流断路器的控制方法，其特征在于：上述步骤(3)中，当分断2-4倍额定电流以内的故障电流时，第二转移分支路上的自适应机械开关合闸，第三转移分支路上的自适应机械开关分闸，故障电流从第一转移分支路和第二转移分支路流过。

10.根据权利要求1所述自适应机械式直流断路器的控制方法，其特征在于：上述步骤(3)中，当分断4.5倍额定电流以上的故障电流时，第二转移分支路和第三转移分支路上的自适应机械开关均合闸，故障电流从第一转移分支路、第二转移分支路和第三转移分支路流过。