[发明专利]高压直流限流断路器

说明书

本发明涉及到一种用于切断直流电流的高压限流断路器。

切断高压直流是一个难题。

本发明的一个目的是提供能够可靠，并价廉地解决这个问题的装置。

本发明根据的原则包括这样的组合，本身已知的用于限制要切断的电流值的第一装置和本身也已知的，可以用于最终切断剩余电流的第二装置。

第一装置的构成和在文件FR-A-0073731中叙述的，且包括一个超导绕组，用于通过将绕组切换到正常的导电状态来限制故障电流到正常值。该文件介绍了剩余电流由一个电力断路器切断。对于交流电这是容易的，而对于直流电恰是非常困难的。

这就是为什么本发明建议上述第一装置与第二装置联合的原因，正如由B.Bachma，G.Mauthe，E.Ruoss和H.P.Lips在IEEE公报中关于电力装置和系统PIS104，1985年9月9日中介绍的“500千伏空气吹弧高压直流断路器的研制”。这些第二装置包括一个串联谐振电路，能将一个振荡电流注入到电路中，由此在被切断的电流中产生过零交叉。本发明的新的及原始的组合使其有可能切断在约100千伏的电压下几千安培的电流。

于是本发明就提供了一种设置在一条直流线路的两点之间的直流限流断路器，该断路器包括用于限制电流值的第一装置和用于切断剩 余电流的第二装置;该第一装置包括一个位于致冷器内的超导线圈，上述线圈是由至少两个向相反的绕组构成，上述绕组之一与一个开关串联，且一个低阻值电阻连到上述开关的端子上，断路器的特征在于，上述第二装置包括一个与上述线圈串联的断路器，断路器的端子与压敏电阻相连并与一个电路相连，该电路包括相串联的一个电容和一个电感。

在另一个实施例中，该直流限流断路器用于插在直流线路中的两点间，并包括用于限制电流的第一装置和用于切断剩余电流的第二装置，所述第一装置包括一个放置在致冷器内的超导线圈，所述线圈由至少一组绕向相反两个绕组构成，所述绕组之一是与一个开关串联，一个低阻值电阻连到上述开关的端子上，该断路器的特征在于：所述第二装置包括一个与线圈串联的断路器，和一个与所述断路器并联的电路，该电路包括串联的一个激励开关（make  switch）、电感和电容，以及一个使电感和电容之间公共点接地的电阻。

有利的是设置在致冷器外侧的平衡电阻是与每个超导线圈相串联。

一个压敏电阻连接在上述两个导线点之间或连到限流装置的端子上。

从以下对本发明的各种实施例的叙述和参考附图将对本发明有很好的了解，在附图中：

图1是本发明的一个直流限流断路器的第一个实施例的示意图;

图2是说明本发明限流断路器操作切断剩余电流的一种形式的波形图;

图3是一个限流断路器的第一种变形实施例图，和

图4是限流断路器的第二种变形图。

在图1中，LG表示在S和Q两点间的一条直流线路，本发明的一个限流断路器接在其间。

这个断路器包括两组装置：

第一装置，用于限制电流值，该电流值可能是，例如一个高值故障电流或该线路的正常线路电流;和

第二装置，用于切断上述限流发生后的剩余电流。

该限流装置包括一个致冷器1，在致冷器中设有制冷液体2用于使两个绕组51和52形成超导，为了使图看得清楚，这些绕组是并列示出，而实际上为了减少电感值它们是同心并相反绕向的。

该致冷器设有两个馈入装置3和4，绕组51和52首先与导体31和32相连，导体31和32在馈入装置3的出口处的P点互连，然后与导体41和42相连，导体41和42通过馈入装置4且在点Q处互连。

在致冷器外部装有一个开关60，它与其中一个绕组串联，在此情况下绕组51与一个高阻值电阻R₁跨过开关60的两端连接。

低阻值电阻61和62各与绕组51和52中的一个分别串联连接，并用于平衡两个分支的阻抗，以在绕组51和52之间得到适当的电流分配。

用于切断剩余电流的第二装置包括一个设在点S和P之间的断路器D。

断路器D的端子连到一个电路，该电路包括以下串联部件：一个激励开关E，一个电感L以及一个由线路LG持续充电的电容器C。

一个阻值很高的电阻Ri连在该电感和电容之间的公共点上接地。

最后，一个压敏电阻V将点S和Q互连。

现在叙述装置的运行。

在正常运行期间，断路器D和开关60被闭合，而激励开关E维持断开。

切断故障电流。