[发明专利]混合式直流断路器

说明书

本发明提供了一种混合式直流断路器，包括支撑架及第一机械开关、第二机械开关、电力电子开关、形成正极通路的第一正极端子和第二正极端子、形成第一中性通路的第一中性端子和第二中性端子、形成第二中性通路的第三中性端子和第四中性端子、形成负极通路的第一负极端子和第二负极端子；电力电子开关用于当所述正极通路的电能大于第一阈值时断开所述正极通路，当所述负极通路的电能大于第二阈值时断开所述负极通路；第一机械开关当所述正极通路的电能大于第三阈值时断开所述正极通路和所述第一中性通路，第二机械开关当所述负极通路的电能大于第四阈值时断开所述负极通路和所述第二中性通路，本发明可提高断路器断开速度，降低断路器体积。

技术领域

本发明涉及直流电力系统技术领域，尤其涉及一种混合式直流断路器。

背景技术

随着直流电力系统在高压直流输电系统(HVDC)、直流微网系统、船舶电力系统和轨道交通等领域得到广泛应用，直流断路器作为在规定时间承载、开断直流运行支路正常电流以及各种故障电流的开关设备，是提高直流配电系统稳定性、可靠性与灵活性的重要手段，是直流电力系统运行、控制和保护的基础，成为系统安全运行和保护的关键设备，对防止系统故障范围扩张有着重大意义。

由于直流系统的电流没有自然过零点，用于交流和直流系统断路器的要求有显著不同，以直流微网为例，当直流系统中出现短路故障时，电流上升率可达到1000A/us以上，峰值电流达到7kA以上，传统机械式断路器分断比较困难，需要特殊设计分断、灭弧、触头系统来实现保护，而且线路传感中存储的大量能量需要释放，这需提高系统的耐压水平和绝缘强度，而且不能满足系统快速分断故障的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合式直流断路器，提高断路器的断开速度。

为了达到以上目的，本发明一方面公开了一种混合式直流断路器，包括支撑架及固定于所述支撑架上的第一机械开关、第二机械开关、电力电子开关、第一正极端子、第二正极端子、第一中性端子、第二中性端子、第三中性端子、第四中性端子、第一负极端子和第二负极端子；

其中，所述第一正极端子与所述第二正极端子连通形成正极通路，所述第一负极端子与所述第二负极端子连通形成负极通路，所述第一中性端子和第二中性端子连通形成第一中性通路，所述第三中性端子和第四中性端子连通形成第二中性通路；

所述电力电子开关设于所述正极通路、第一中性通路、第二中性通路和负极通路中，用于当所述正极通路的电能大于第一阈值时断开所述正极通路，当所述负极通路的电能大于第二阈值时断开所述负极通路；所述第一机械开关设于所述正极通路和第一中性通路中，用于当所述正极通路的电能大于第三阈值时断开所述正极通路和所述第一中性通路，所述第二机械开关设于所述第二中性通路和负极通路中，用于当所述负极通路的电能大于第四阈值时断开所述负极通路和所述第二中性通路。

优选地，所述第一机械开关和所述第二机械开关为多断口机械开关，所述第一机械开关包括第一支路和第二支路，所述第二机械开关包括第三支路和第四支路；

所述第一支路的两端分别与所述第一正极端子和所述电力电子开关连接，所述第二支路的两端分别与所述第一中性端子和所述电力电子开关连接，所述第三支路的两端分别与所述第三中性端子和所述电力电子开关连接，所述第四支路的两端分别与所述第一负极端子和所述电力电子开关连接；

所述电力电子开关进一步与所述第二正极端子、第二中性端子、第四中性端子和第二负极端子连接。

优选地，所述电力电子开关包括第一电压传感器、第二电压传感器、第一电流传感器、第二电流传感器、第一电容器、第二电容器、第一电阻器、第二电阻器、第一晶体管、第二晶体管、第一二极管、第二二极管、取能电源、采样板和控制板；