[发明专利]一种背带式横磁场直流电流转移装置及其应用

说明书

本发明公开了一种背带式横磁场直流电流转移装置及其应用，该装置包括线圈入端抽头、线圈出端抽头以及连接在线圈入出端抽头间的背带式线圈组，背带式线圈组由两副线圈组成，线圈外层用绝缘材料固定形状，并由线圈入出端抽头并联连接，整体呈背带形状。线圈主体嵌套在灭弧室两侧，并固定在端盖上。横向磁场由短路电流流经两并联通电线圈时产生。电流依次流经线圈入端抽头、背带式线圈组、线圈出端抽头、静导电杆进入灭弧室。当需要开断短路电流时，电流通过两侧线圈分别产生两个方向的磁场，在直流电弧处合成为横向磁场。灭弧室触头上的电弧，利用横向磁场产生的电磁力拉长、分散电弧，增大电弧电压，将电流转移或开断。

技术领域

本发明涉及真空断路器和直流组合电器开断技术领域，具体涉及一种背带式横磁场直流电流转移装置及其应用的一种大电流直流真空灭弧室，及其应用的大电流直流开断组合电器。

背景技术

随着轨道交通、数据中心、可再生能源和电动汽车的发展，直流输配电网以迅猛的态势扩张，随之而来的各种故障越来越频繁，故障电流不断提升。与交流电网相比，直流配电的供电半径大，电能质量高，线路损耗低，传输效率高，也便于接入分布式电源，未来仍然有巨大的发展潜力。然而，由于直流电流不存在自然过零点，直流开断面临着诸多问题有待解决。近年来随着直流熔断器的不断发展，直流开断有了新的可能选项。

基于上述分析，目前的直流组合电器开断方法主要有自激震荡法、人工强迫过零法、混合开断法，这些方法可以用于开断额定、过载电流和一定的的短路电流。其中人工强迫过零法近年来成为了直流开断领域热门，配合真空断路器使用，环保、可靠、维护量小，开断能力强。但使用该方法需要解决放电电容的预充电问题，目前主要有系统充电和电力电子设备充电，未来无线充电技术的发展也将惠及这一方法。

将多种开关电器结合而成的直流组合电器相较于传统直流电器，兼具数种开关电器的优势，在开断特性合理配合时工作可靠性高，未来仍有广阔的前景。

对于采用真空灭弧室的直流组合电器而言，如何将直流电流从开断能力弱的真空灭弧室转移到开断能力强的直流熔断器上，是应用熔断器的直流组合电器必须要解决的问题。基于已有的研究和理论，结果表明利用强横向磁场产生的电磁力来直接拉长、分散真空电弧，将极大提升真空灭弧室的电流转移能力，这成为了研究的关键。

发明内容

针对上述现有技术的不足和缺陷，本发明提出一种背带式横磁场直流电流转移装置及其应用，可用于转移直流电力系统中的各种故障电流，转移能力强，可转移电流范围大，结构简单紧凑。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种背带式横磁场直流电流转移装置，所述背带式横磁场直流电流转移装置201包括线圈入端抽头101、线圈出端抽头102以及连接在线圈入端抽头101和线圈出端抽头102间的背带式线圈组103，所述背带式线圈组103主体由两副线圈组成，为弯折盘绕成等腰三角形多匝线圈，线圈外层用绝缘材料固定形状，并由线圈入端抽头101和线圈出端抽头102并联连接，整体呈背带形状。

一种大电流直流真空灭弧室，所述大电流直流真空大电流直流真空灭弧室202包括固定在绝缘外壳113上端的静侧端盖107，静导电杆104穿过静侧端盖107进入灭弧室内部，静触头106焊接在静导电杆104下端；固定在绝缘外壳113下端的动侧端盖110，动导电杆105 穿过动侧端盖110进入灭弧室内部，动触头108焊接在动导电杆105 上端；位于绝缘外壳113内的低电磁屏蔽效应的屏蔽罩111对应于触头打开的位置上设置弯曲成贴合屏蔽罩形状并焊接在屏蔽罩上的高磁导率金属片导磁体112；还包括所述的背带式横磁场直流电流转移装置201，所述背带式横磁场直流电流转移装置201的线圈出端抽头 102焊接于静导电杆104上端，背带式线圈组103关于灭弧室202轴线对称布置，嵌套固定在灭弧室202两侧；