[实用新型]一种用于阻尼放电的直流并联电容器组的防爆保护系统

说明书

本实用新型属于电力电子技术领域，具体涉及一种用于阻尼放电的直流并联电容器组的防爆保护系统。

大容量的直流储能电容器组用于产生高幅值的脉冲电流，在电气试验的各个方面都有大量的应用。这种储能电容器组的发展趋势是单台电容工作电压越来越高，存储能量越来越大，单台电容杂散电感越来越小，电容器组并联数量越来越多。电容电压越高，电容器组中电容数量越大，其中单台电容出现短路故障的概率也越大，一旦某台电容出现短路故障，出了自身存储的能量外，电容器组中其他的电容的能量也会注入故障电容中，造成故障电容内起弧，甚至起火爆炸，造成严重事故。

提高电容器的安全系数，固然可以降低事故概率，但要彻底的防止事故，还应采取外部的防爆保护方法。传统的保护方法是在每个电容器两端都串联一段快速熔断器，即熔丝保护，在电容短路时，流过的短路大电流会快速熔断故障电容所串的熔断器，从而切除故障电容，防止事故发生。但是这种方法存在以下几点缺点：

1.当短路电流的持续时间很短（小于1ms）时，熔断器的制造和选择十分困难，往往很难及时熔断。

2.串联熔断器会增加放电回路的电感，这在快脉冲放电情况下是应该尽量避免的。

3.ms级的熔断器价格较为昂贵，且选型计算较为复杂，在使用中熔断与否也存在概率、熔断时间有抖动。保护的效果难以预料和评估。

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种用于阻尼放电的直流并联电容器组的防爆保护系统，用高压二极管实现了电容之间的隔离，放电回路与充电回路的隔离，在电容发生短路故障时，其他的电容器电压由放电二极管反向阻隔，防止了短路电流，该回路对电容器组的阻尼放电不产生影响，适用于用于阻尼放电的直流储能电容器组。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采取如下技术方案：

提供一种用于阻尼放电的直流并联电容器组的防爆保护系统，所述系统包括直流高压电源、充电二极管、放电二极管和电容器组；所述充电二极管的阳极与直流高压电源的正极相连，其阴极与所述放电二极管的阳极相连，所述放电二极管的阳极同时连接电容器组的高压端，所述放电二极管的阴极引入系统正极，所述电容器组的低压端与所述直流高压电源的负极相连，引入系统负极。

所述充电二极管的额定电压为电容器组额定电压的1.4倍。

所述放电二极管的额定电流根据电容器组中单个电容器放电时的峰值电流乘以安全系数确定，所述安全系数为1.1～1.5。

所述充电二极管放电二极管均为快恢复二极管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、用高压二极管实现了电容之间的隔离，放电回路与充电回路的隔离，在电容发生短路故障时，其他的电容器电压由放电二极管反向阻隔，防止了短路电流，从根本上防止事故的发生；

2、器件选型简单方便，设计与安装便捷；

3、加装二极管保护对回路参数的影响小；

4、对电容器组的阻尼放电不产生影响，适用于用于阻尼放电的直流储能电容器组。

图1是本实用新型实施例电路结构图。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1，用于阻尼放电的直流并联电容器组的防爆保护系统包括直流高压电源E、充电二极管、放电二极管和电容器组；所述充电二极管的阳极与直流高压电源的正极相连，其阴极与所述放电二极管的阳极相连，所述放电二极管的阳极同时连接电容器组的高压端，所述放电二极管的阴极引入系统正极，所述电容器组的低压端与所述直流高压电源的负极相连，引入系统负极。

所述充电二极管的额定电压为电容器组额定电压的1.4倍。

所述放电二极管的额定电流根据电容器组中单个电容器放电时的峰值电流乘以安全系数确定，所述安全系数为1.1～1.5。

所述充电二极管放电二极管均为快恢复二极管。

充电二极管包括充电二极管D11、充电二极管D12和充电二极管D13，放电二极管包括放电二极管D21、放电二极管D22和放电二极管D23，电容器组包括电容器C1、电容器C2和电容器C3。

充电阶段，直流电源E通过二极管D1给各电容器充电；充电结束后，电容器组通过各自串联的放电二极管向负载单向阻尼放电。当有电容器内部短路时，其他电容的电压落在故障电容串联的的放电二极管和正常电容的充电二极管上。只要这些二极管能够耐受住此电压，就能避免其他电容器向故障电容器泄放能量。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。