[发明专利]一种自充电和限流相结合的混合式直流断路器及控制方法

权利要求书

1.一种自充电和限流相结合的混合式直流断路器及控制方法，其特征在于：其包括有并联连接的主通流支路、转移支路以及耗能支路，所述主通流支路包括有串联的快速机械开关S和限流电感L以及并联所述限流电感L的自充电电路，所述自充电电路包括串联的二极管D以及电容C，所述限流电感L与所述二极管D的阳极之间具有第一端点，所述限流电感L与所述电容C之间具有第二端点；所述二极管D的阴极与所述电容C之间具有第三端点。

2.根据权利要求1所述的集成自充电和限流的混合式直流断路器，其特征在于：优选的，所述转移支路包括串联的全控型电力电子器件A1。

3.根据权利要求2所述的集成自充电和限流的混合式直流断路器，其特征在于：所述全控型电力电子器件A1包括MOSFET、IGCT、IGBT、IEGT和GTO中的任意一个或者任意多个的组合。

4.根据权利要求1所述的集成自充电和限流的混合式直流断路器，其特征在于：所述快速机械开关是基于电磁斥力的真空高速机械开关、基于高速电机驱动的真空机械开关或基于爆炸驱动的真空高速机械开关。

5.根据权利要求1所述的集成自充电和限流的混合式直流断路器，其特征在于：所述电容C包括薄膜电容、有机介质电容、无机介质电容、电解电容、电热电容和空气介质电容中的任意一个或者多个的组合；所述电感L包括绕线电感、多层片状电感和薄膜电感中的任意一个或者多个的组合；二极管D为不可控的单向导通功率半导体器件或其组合。

6.根据权利要求1所述的集成自充电和限流的混合式直流断路器，其特征在于：二极管D包括电力二极管、肖特基二极管中的任意一个或者任意多个的组合。

7.根据权利要求1所述的集成自充电和限流的混合式直流断路器，其特征在于：耗能支路包括能量吸收模块A2，其包括金属氧化物压敏电阻。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的集成自充电和限流的混合式直流断路器的控制方法，其特征在于，其包括如下步骤，

步骤1：当电流上升时，所述限流电感L两端出现感应电压，部分电流通过所述二极管D向所述电容C充电，同时所述电感L上感应出的电压起到限流作用；

步骤2：当所述电容C完成充电后，利用所述电容C控制所述快速机械开关S分闸，所述快速机械开关中触头开始燃弧；

步骤3：间隔Δt1时间后，所述快速机械开关S中的触头分闸至开距以耐受暂态恢复电压，控制所述转移支路中的所述全控型电力电子器件导通，此时电流从所述主通流支路向所述转移支路转移，电流继续上升；

步骤4：间隔Δt2时间后，电流完全转移至所述转移支路，此时控制所述转移支路中的所述全控型电力电子器件关断，电流开始减小，电压开始建立；

步骤5：间隔Δt3时间后，电压上升至所述耗能支路动作电压，所述耗能支路导通，电流开始向耗能支路转移，之后电流减小至零，完成电流关断。