[发明专利]一种直流断路器

权利要求书

1.一种直流断路器，其包括主电流支路、磁耦合模块、耗能模块、在线监测系统、控制系统、出线端A1和出线端A2，其特征在于：磁耦合模块与耗能模块串联之后，再与主电流支路并联，主电流支路经由出线端A1和出线端A2引出，所述主电流支路包括高速机械开关HSS，其两端分别连接所述出线端A1和出线端A2，所述磁耦合模块包括预充电电容C、晶闸管T和电流互感器，所述耗能模块包括避雷器、熔断器R和开关S1，所述在线监测系统测量流经所述出线端A1或出线端A2的电流以及电流方向、流经所述主电流支路的电流、流经所述耗能模块的电流、流经所述磁耦合模块一次侧回路的电流、所述预充电电容C的电压、所述高速机械开关HSS两端的电压和所述高速机械开关HSS的开关位移，当系统电流方向从A1到A2时，通过测量所述主电流支路的电流幅值控制所述高速机械开关HSS和磁耦合模块的所述晶闸管T动作。

2.根据权利要求1所述的直流断路器，其特征在于：优选的，在线监测系统包括用于测量系统电流状态的电流传感器G0、用于测量主电流支路电流状态的电流传感器G1、用于测量耗能模块电流状态电流传感器G2、用于测量磁耦合模块一次侧电流状态电流传感器G3、用于测量高速机械开关HSS断口电压的电压传感器Vhss、用于测量高速机械开关运动状态的位移传感器Pd、用于测量预充电电容电压的电压传感器Vc以及相应信号调理电路的A/D转换模块和通信模块。

3.根据权利要求2所述的直流断路器，其特征在于：系统正常通流状态下，系统电流从所述主电流支路流过，高速机械开关HSS承受额定通流，当关断额定电流时，控制系统向高速机械开关HSS发出分闸动作指令，高速机械开关HSS动作，然后依照在线监测系统的传感器返回的信息，控制系统触发晶闸管T，磁耦合模块预充电电容C放电，主电流支路电流通过磁耦合模块二次侧向避雷器进行电流转移，完成额定电流开断，

当发生短路故障时，控制系统发出分闸指令，控制系统向高速机械开关HSS发出分闸动作指令，高速机械开关HSS动作，依照在线监测系统的传感器返回的信息，控制系统触发晶闸管T，磁耦合模块预充电电容C放电，同时闭合开关S1，主电流支路电流通过磁耦合模块二次侧向熔断器R进行电流转移，完成短路电流开断。

4.根据权利要求1所述的直流断路器，其特征在于，控制系统包括人机交互模块、电流滤波处理模块、主电流支路电流di/dt计算模块和通信模块。

5.根据权利要求1所述的直流断路器，其特征在于：所述高速机械开关HSS包括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。

6.根据权利要求5所述的直流断路器，其特征在于：所述耗能模块包括以下器件的单个或者组合：有金属氧化物避雷器、线路型金属氧化物避雷器、无间隙线路型金属氧化物避雷器、全绝缘复合外套金属氧化物避雷器、可卸式避雷器。

7.根据权利要求1所述的直流断路器，其特征在于：所述磁耦合模块中，预充电电容C、晶闸管T和电流互感器的原边串联。

8.根据权利要求7所述的直流断路器，其特征在于：所述耗能模块串联所述电流互感器的副边后并联高速机械开关HSS。

9.根据权利要求1所述的直流断路器，其特征在于：所述耗能模块中，熔断器R和开关S1串联后并联所述避雷器。

10.根据权利要求1所述的直流断路器，其特征在于：所述磁耦合模块包括反向串联的晶闸管组件VT1和晶闸管组件VT3，以及反向串联的晶闸管组件VT4和晶闸管组件VT2，预充电电容C的一端连接在晶闸管组件VT1和晶闸管组件VT3之间，另一端连接于晶闸管组件VT4和晶闸管组件VT2之间。