[实用新型]基于机械开关电弧电压转移的直流断路器

说明书

公开了一种基于机械开关电弧电压转移的直流断路器，直流断路器包括主电流回路、转移电流支路和耗能电路，并且主电流回路、转移电流支路和耗能电路并联，所述主电流回路由隔离用高速机械隔离开关S1和转移用高速机械开关S2串联组成；第一功率半导体器件(A1)与第二功率半导体器件(A2)串联，所述第三功率半导体器件(A3)与第四功率半导体器件(A4)串联；功率半导体器件(A5)连接于第一端点和第二端点之间，缓冲电路(A6)连接在第三端点和第四端点之间，耗能电路由一个或多个MOV串并联组成。

技术领域

本实用新型涉及电气设备技术领域，特别涉及基于机械开关电弧电压转移的直流断路器。

背景技术

由高速机械开关与功率半导体器件组成的混合型断路器具有通流容量大、关断速度快、限流能力强等优点，已经成为大容量系统开断领域的研究热点。使用具有全控功能的功率半导体器件分断电流的混合式直流断路器方案相比于其它混合式方案具有分断速度更快，更利于分断额定电流的优点。但在使用全控型功率半导体器件分断电流时，通常需要全控型功率半导体器件与机械开关串联实现电流转移，额定通流损耗高，制约了其推广和应用。

传统直流断路器在分断完成后，机械开关需要耐受关断电压，由于机械断口介质绝缘强度恢复不充分，容易发生重击穿造成分断失败。

传统的转移电路中的电容器充电电路与主回路直接相连，没有隔离，开断过程充电电源和主回路会发生干扰，并且对于主回路充电电源的耐压要求非常高，开断不可靠。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本实用新型背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足或缺陷，本实用新型的目的是通过以下技术方案予以实现。

一种基于机械开关电弧电压转移的直流断路器包括主电流回路、转移电流支路和耗能电路，并且主电流回路、转移电流支路和耗能电路并联，

所述主电流回路由隔离用高速机械隔离开关S1和转移用高速机械开关S2串联组成；

所述转移电流支路由一个或多个固态开关串联组成，所述固态开关由第一功率半导体器件、第二功率半导体器件、第三功率半导体器件、第四功率半导体器件、第五功率半导体器件和缓冲电路组成，其中：

所述第一功率半导体器件与第二功率半导体器件串联，所述第三功率半导体器件与第四功率半导体器件串联；所述第一功率半导体器件与所述第二功率半导体器件之间具有第一端点；所述第三功率半导体器件与所述第四功率半导体器件之间具有第二端点；所述第一功率半导体器件与所述第三功率半导体器件之间具有第三端点；所述第二功率半导体器件与所述第四功率半导体器件之间具有第四端点；所述功率半导体器件连接于所述第一端点和所述第二端点之间，缓冲电路连接在所述第三端点和所述第四端点之间，

耗能电路由一个或多个MOV串并联组成。

在所述的基于机械开关电弧电压转移的直流断路器中，耗能电路连接在所述第三端点和所述第四端点之间。

在所述的基于机械开关电弧电压转移的直流断路器中，所述隔离用高速机械隔离开关S1包含一个或者多个高速机械开关串并联，所述转移用高速机械开关S2包含一个或者多个高速机械开关串并联，所述隔离用高速机械开关S1为有弧分断或无弧分断，所述转移用高速机械开关S2的灭弧室介质为空气、 SF6、N2或H2。

在所述的基于机械开关电弧电压转移的直流断路器中，所述隔离用高速机械隔离开关S1和/或转移用高速机械开关S2为基于电磁斥力的高速机械开关、基于高速电机驱动的机械开关或基于爆炸驱动的高速机械开关，隔离用高速机械开关S1的灭弧室介质为SF6或真空。