032]不同之处在于，时刻，需要通过门极控制晶闸管导通，然后才能实现电流从真空开关模块VB1向晶闸管的转移；?= ?4时刻，晶闸管和真空开关模块VB2中电流同时减小为零后，电压％方向相对于晶闸管为反向，晶闸管自然关断，真空开关模块VB2中不会有电流流过，相对于实施例1，真空开关模块VB2能更加可靠地完成弧后介质恢复。晶闸管关断后，首先承受断路器两端建立的反向恢复电压u0，当恢复电压?/。变为正向之后，由晶闸管和真空开关模块VB2共同承担。
[0033]实施例3
参见图9和图11所示，第一转移电路2中半导体开关组件Τ采用晶闸管反向并联构成的组件Τ1，第二转移电路3采用桥式转移电路Τ3。
[0034]在分断过程中，根据真空开关模块VB1中的正、反向工作电流，分别使晶闸管组件Τ11或Τ12导通。若晶闸管组件Τ11导通，则桥式关断电路中晶闸管桥臂Τ31-Τ34导通；若Τ12导通，则桥式关断电路中晶闸管桥臂Τ32-Τ33导通。实现高压直流断路器的双向分断功能。详细的正向或反向分断过程同实施例2。
[0035]实施例4
参见图10和图11所示，电流转移回路半导体开关组件Τ采用二极管桥式电路与单相晶闸管构成的组件Τ2，第二转移电路3采用桥式转移电路Τ3。
[0036]在分断过程中，根据真空开关模块VB1中的正、反向工作电流，二极管桥臂D1-D4或D2-D3分别自然导通，单相晶闸管组件通流。若D1-D4导通，则桥式关断电路中晶闸管桥臂Τ31-Τ34导通；若D2-D3导通，则桥式关断电路中晶闸管桥臂Τ32-Τ33导通。实现高压混合式直流断路器的双向分断功能。详细的正向或反向分断过程同实施例2。
[0037]因此本发明通过在分断过程中给真空开关模块VB1施加横向磁场，能够显著提高真空开关的电弧电压，加速电流从真空开关模块VB1向半导体开关Τ的转移过程；利用半导体开关Τ的阻断功能，阻碍真空开关模块VB2的弧后电流，实现弧后介质的快速恢复，提高断路器的分断可靠性；由于主电流电路1只包括真空开关，断路器的长期额定电流损耗很小，并能比较容易地实现双向分断功能。
[0038]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种高压直流断路器，包括主电流电路(1)、第一转移电路(2)、第二转移电路(3)、能量吸收电路(4)、磁场发生电路(5)、系统接线端J1和J2，其特征在于: 所述的主电流电路(1)、第二转移电路(3)和能量吸收电路(4)并联，并联电路的第一联结端与所述的系统接线端J1连接，并联电路的第二联结端与所述的系统接线端J2连接; 所述的主电流电路(1)由真空开关申旲块VB1和真空开关t旲块VB2串联构成，所述真空开关模块VB1和真空开关模块VB2是至少由一个真空开关构成的串并联组件，所述的真空开关是基于电磁斥力原理构成的快速真空开关； 所述的第一转移电路(2)是至少由一个半导体开关串并联构成的半导体开关组件T，与所述的真空开关模块VB1并联，所述的半导体开关采用二极管或晶闸管； 所述的第二转移电路(3)是由预充电电容C2、电感L2和控制开关S2依次串联构成的脉冲电流电路，所述的电容C2与电感L2连接的一极为预充电电压正极，所述的控制开关S2采用至少由一个晶闸管或真空触发开关串并联构成的开关组件； 所述的能量吸收电路(4)是由多个压敏电阻单元串并联构成的压敏电阻组件MOV ; 所述的磁场发生电路(5)是由预充电电容C1、线圈L1和控制开关S1依次串联构成的脉冲磁场回路，所述的真空开关模块VB1和磁场发生电路(5)之间没有电气连接关系，所述的线圈L1与所述的真空开关模块VB1尽量靠近，线圈L1的法向与真空开关模块VB1中电流方向垂直。2.根据权利要求1所述的一种高压直流断路器，其特征在于，所述的磁场发生电路(5)中的控制开关S1接通时，所述的电容C1通过所述的线圈L1放电，所述的线圈L1产生与所述真空开关模块VB1中电流方向垂直的横向磁场B。3.根据权利要求1所述的一种高压直流断路器，其特征在于，所述的半导体开关组件T采用晶闸管反向并联组件T1或二极管桥式电路与单相晶闸管构成的组件T2，所述的第二转移电路(3)采用预充电电容、电感与晶闸管桥构成的桥式转移电路T3，使高压直流断路器实现双向电流分断功能。4.一种如权利要求1所述的高压直流断路器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: a)、在直流电力系统正常工作阶段，主电流电路(1)中的真空开关模块VB1和真空开关模块VB2均处于闭合状态，负载电流由真空开关模块VB1和真空开关模块VB2承担； b)、当系统出现短路故障后，真空开关模块VB1和真空开关模块VB2同时分断，磁场发生电路(5)导通，产生能显著提高真空开关模块VB1分断电弧电压的横向磁场B ; c)、在真空开关模块VB1分断的同时，第一转移电路(2)中的半导体开关组件T导通，在真空开关模块VB1电弧电压的作用下，电流迅速从真空开关模块VB1向半导体开关组件T中转移； d)、当电流完全转移至半导体开关组件T之后，延时至所述真空开关模块VB2的触头分开到足够开距时，第二转移电路(3)中控制开关S2接通，电容C2通过电感L2放电产生脉冲电流，迫使半导体开关组件T和真空开关模块VB2中的电流同时减小为零； e)、半导体开关组件T电流过零关断后，系统母线对电容C2反向充电，导致断路器两端的电压不断增加，当电压增加到压敏电阻组件MOV的开通值后，压敏电阻组件MOV导通吸收系统能量并限制过电压，实现对故障电流的限制并最终使其减小为零。5.根据权利要求4所述的一种高压直流断路器的控制方法，其特征在于，所述的半导体开关组件T采用二极管组件时还包括以下步骤: A)、二极管不需要门极控制，在真空开关模块VB1电弧电压开始建立时，即自动进入电流转移过程； B)、二极管电流过零后，电容C2电压极性相对于二极管为反向，在电容C2电压方向变化之前，二极管反向截止，在此期间，真空开关模块VB2进行弧后介质快速恢复； C)、二极管首先承受分断过程中断路器两端建立的反向恢复电压，当恢复电压变为正向后，由真空开关申旲块VB2完全承担。6.根据权利要求4所述的一种高压直流断路器的控制方法，其特征在于，所述的半导体开关组件T采用晶闸管组件时还包括以下步骤: A)、在真空开关模块VB1电弧电压开始建立时，通过门极控制晶闸管导通，实现电流的转移过程； B)、晶闸管电流过零后，电容C2电压极性相对于晶闸管为反向，晶闸管自然关断，由于晶闸管同时具备正反向阻断功能，真空开关模块VB2能够更加可靠地完成弧后介质恢复； C)、晶闸管首先承受分断过程中断路器两端建立的反向恢复电压，当恢复电压变为正向后，由晶闸管组件和真空开关模块VB2共同承担。
【专利摘要】本发明公开了一种高压直流断路器，包括主电流电路、第一转移电路、第二转移电路、能量吸收电路、磁场发生电路、系统接线端J1和J2，还公开了一种高压直流断路器的控制方法，包括系统正常工作阶段和系统出现短路故障后断路器的工作模式；本发明能减小系统长期通流损耗，加速分断过程中的电流转移过程，实现机械开关弧后介质可靠恢复，提升断路器的整体分断性能。
【IPC分类】H02H3/087
【公开号】CN105305372
【申请号】CN201510811990
【发明人】彭振东, 任志刚, 杨晨光, 姜楠, 朱红桥
【申请人】中国船舶重工集团公司第七一二研究所
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月20日