[发明专利]一种高压直流断路器的在线检测装置和方法

权利要求书

1.一种高压直流断路器的在线检测装置，所述高压直流断路器包括通态支路和限流支路，所述通态支路包括串联的机械开关和通态功率半导体阀，所述限流支路包括限流功率半导体阀，通态功率半导体阀和限流功率半导体阀均设有串联的阀臂，每个阀臂由M个IGBT直接串联组成，M≥2，其特征在于：

每个IGBT并联有均压缓冲电路，每个IGBT连接有一个带有IGBT电压检测电路的门极驱动单元GDU，所有的门极驱动单元GDU与在线检测控制器相连，在线检测控制器向门极驱动单元GDU发出控制命令，各门极驱动单元GDU根据命令控制对应的IGBT开通或关断并将检测信息反馈至在线检测控制器，在线检测控制器还用于检测限流支路的电流、通态支路的电流以及机械开关是否异常；

均压缓冲电路包括串联的二极管D和电容C，串联的电阻R1和R2，电阻R1的一端分别与二极管D的正极、IGBT的集电极相连，电阻R1的另一端分别与电阻R2、二极管D的负极相连，二极管D的负极与电容C相连，电阻R2的另一端分别与电容C的另一端、IGBT的发射极相连。

2.根据权利要求1所述的一种高压直流断路器的在线检测装置，其特征在于，所有的门极驱动单元GDU通过光纤通道与在线检测控制器相连。

3.基于权利要求1所述的高压直流断路器的在线检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、开通限流支路上限流功率半导体阀的所有IGBT；

步骤2、关断通态支路上通态功率半导体阀的所有IGBT；

步骤3、延迟时间T_y，判断通态支路电流是否为0，若为0，则进入步骤4；

步骤4、判断限流支路电流是否为工作电流，若是，则进入步骤5；

步骤5、判断通态支路上每个IGBT的集射极电压VCE是否大于设定参考值VREF₀，若否，则判断通态支路对应的IGBT异常；若是，则进入步骤6；

步骤6、关断机械开关，判断机械开关位置节点是否正常，若否，则判断通态支路异常；若是，则进入步骤7；

步骤7、初始化：令N＝1，设定参考值的下限值VREF₁和参考值的上限值VREF₂；

步骤8、关断限流支路上IGBT_N，其他串联的IGBT仍保持开通状态，经过T₁时间后，检测IGBT_N的集射极电压VCE_N，若VREF₁≤VCE_N≤VREF₂，则判断IGBT_N没有短路损坏；若VCE_N＜VREF₁时，则判断IGBT_N已损坏；

步骤9、判断N的值是否等于限流功率半导体阀的IGBT总量，若等于，则结束；否则，令N的值加1并进入步骤8。

4.根据权利要求3所述的高压直流断路器的在线检测装置的检测方法，其特征在于，步骤8中，关断限流支路上IGBT_N T₁时长后，GDU_N重新开通IGBT_N，经过T₂时间，使IGBT_N的电压恢复至正常导通电压值VCE_SAT，GDU_N将IGBT_N的检测信息回传至在线检测控制器，在线检测控制器记录IGBT_N的具体位置和状态信息。

5.根据权利要求3所述的高压直流断路器的在线检测装置的检测方法，其特征在于，步骤3中，若通态支路电流不为0，则判断通态支路异常。

6.根据权利要求3所述的高压直流断路器的在线检测装置的检测方法，其特征在于，步骤4中，若限流支路电流不为工作电流，则判断限流支路异常。