[发明专利]一种直流固态断路器及其控制方法

摘要

本发明公开了一种直流固态断路器，包括主开关电路、换流电路、耗能电路、隔离开关、控制系统以及系统母线的正极接线端S1和负极接线端S2，主开关电路、换流电路、耗能电路并联后与隔离开关串联，主开关电路由半导体器件T1和二极管D构成，换流电路由半导体器件T2、电容C、电感L依次串联构成；还公开了上述直流固态断路器的控制方法，包括系统合闸通电的控制方法、系统故障大电流分闸的控制方法和系统额定及以下电流分闸的控制方法；本发明能够快速完成系统额定及以下电流的分断，提高系统额定通流能力，实现故障大电流的可靠分断，还容易实现器件的串并联应用，提升断路器的电压电流等级。

主权项

一种直流固态断路器，包括主开关电路、换流电路、耗能电路、隔离开关、控制系统以及系统母线的正极接线端S1和负极接线端S2，其特征在于：(1)所述主开关电路、换流电路、耗能电路并联后与隔离开关串联；(2)所述主开关电路由半导体器件T1和二极管D构成，所述半导体器件T1的正极与所述正极接线端S1相连，所述二极管D反向并联在半导体器件T1两端；(3)所述换流电路由半导体器件T2、电容C、电感L依次串联构成，所述半导体器件T2正极与半导体器件T1正极相连，半导体器件T2负极与所述电感L的一端相连，所述电容C的一端与半导体器件T1的负极相连、另一端与电感L的另一端相连；(4)所述耗能电路为金属氧化物避雷器MOV或PTC材料或两者的结合；(5)所述隔离开关为机械开关S，机械开关S一端与半导体器件T1的负极相连、另一端与负极接线端S2相连，机械开关S在主回路电流为零后无弧断开，在电源和负载之间形成电气隔离；(6)所述控制系统包括电流检测单元和信号处理单元，所述电流检测单元通过电流传感器测量系统主回路电流，所述信号处理单元根据外部合闸命令依次控制机械开关S合闸以及半导体器件T1导通，根据外部分闸命令依次控制半导体器件T1关断以及机械开关S断开，根据电流检测单元测量的主回路电流信号判断出系统短路故障后，依次控制半导体器件T2导通、半导体器件T1关断以及机械开关S断开。