[发明专利]一种限流式空气直流断路器灭弧装置及其灭弧方法

说明书

本发明公开了，一种限流式空气直流断路器灭弧装置，包括安装在接线端子上的两个并联灭弧室；两个并联的灭弧室分别带有机械断口S₁和机械断口S₂；机械断口S₁和机械断口S₂分别连接两动导杆；两动导杆中的一个通过并联电阻与接线端子连接。当线路故障发生短路时，根据采集到的电流信号，将机械断口S₁断开，电流通过并联电阻与机械断口S₂形成闭合回路；接着，断开机械断口S₂，电弧熄灭，成功切断故障线路。由于机械断口S₂打开时，电流很小，对触头和栅片的烧蚀很小，因此提高了断路器的电寿命。由于没用永磁体，因此消除了直流电流极性的影响，实现了直流无极性开断。

技术领域

本发明属于低压直流断路器灭弧技术领域，涉及一种限流式空气直流断路器灭弧装置，还涉及该灭弧装置的灭弧方法。

背景技术

近年来，分布式能源光伏发电和风力发电的广泛应用，促使了直流微电网和交直流混合配电网的快速发展，这对光伏发电系统和交直流混合配电网保护用直流断路器要求越来越苛刻。一方面要求直流侧电压不断提高，另一方面，为了节省成本，配电柜体积不升反降，这就要求直流断路器体积越来越小。断路器的开断性能主要取决于其灭弧性能，即断路器能否成功开断，电弧能否快速熄灭。直流电弧不同于交流电弧，直流电弧没有自然过零点，因此熄弧更加困难，对于传统的机械断路器，要开断高电压的电弧，通常是由多极串联，从而提高电弧电压，强迫电弧电流过零，从而使直流电弧熄灭。

对于DC1500V直流电弧，通常需要3极或者4极串联，才能够成功开断短路电流，但是这与目前断路器小型化的要求相矛盾。因此，较高的系统电压和较小的断路器体积成为了直流断路器发展的核心难点。据此，很多断路器生产厂家通过增加永磁体和产气材料来提升单极灭弧性能，从而实现高电压断路器的小型化设计，但是这一方面会增加成本，另一方面由于永磁体的存在，很难实现直流断路器的无极性开断要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种限流式空气直流断路器灭弧装置及其灭弧方法，解决了现有技术中存在的灭弧室的3极或者4极串联才能开断短路电流，造成体积较大的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种限流式空气直流断路器灭弧装置，包括安装在接线端子上的两个并联灭弧室；两个并联的灭弧室分别带有机械断口S₁和机械断口S₂；机械断口S₁和机械断口S₂分别连接两动导杆；两动导杆中的一个通过并联电阻与接线端子连接。

两动导杆尾端通过一串联铜板连接固定，两动导杆之间还连接有动导杆连接导线。

并联电阻一端通过电阻导线与接线端子上机械断口S₁一侧的静触点连接，另一端通过电阻导线与串联铜板连接。

并联电阻电阻大小为线路电阻阻值的2-3倍。

本发明的特点还在于：

一种限流式空气直流断路器灭弧装置的灭弧方法，具体步骤如下：

步骤1、当线路故障，发生短路时，根据采集到的电流信号，将机械断口S₁断开，电流通过并联电阻与机械断口S₂形成闭合回路；

步骤2、接着，断开机械断口S₂，电弧熄灭，成功切断故障线路。

本发明的有益效果是：

1)本发明不仅不需要对原有断路器灭弧室结构进行大幅度的改造，而且能够提高整个断路器的开断电压和开断短路电流，大幅提升断路器的开断性能。