一种高容错的双极直流断路器及直流供电设备的制作方法

1.本实用新型涉及直流断路器技术领域，尤其涉及一种高容错的双极直流断路器及直流供电设备。


背景技术：

2.随着直流供电逐渐成为现代数据中心行业的主流供电形式，直流断路器的应用也随之越来越广泛。当前的直流断路器需要使用磁吹灭弧系统来熄灭电弧，即在直流断路器内部增加永磁性材料，用以将电弧定向牵引至灭弧室，从而实现熄灭电弧的功能。
3.由于直流电具有方向性，当直流电路器线序接反时，会导致磁吹灭弧系统无法正常工作，从而电弧无法熄灭，进而导致烧毁操作机构。为了避免线序接反，通常会在直流电路器上标注“+”和
“‑”
，如图1和图2所示，操作人员需要确保直流电的流向是从“+”流向
“‑”
的。
4.但是，上述的标注方式与正负极的标法相反，对接线人员而言存在一定的迷惑性，在接线人员不熟悉直流断路器的情况下，其容易将直流电路器上的
“‑”
理解为负极，从而将电路的正极端接入直流断路器的
“‑”
，造成电气安全隐患，即现有的直流断路器仍存在安全隐患。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种高容错的双极直流断路器及直流供电设备，来解决当前的直流断路器存在安全隐患的技术问题。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种高容错的双极直流断路器，包括第一端口、第二端口、第三端口及第四端口；
8.所述第三端口与所述第四端口之间电连接有第一灭弧单元，所述第二端口与所述第一端口之间电连接有第二灭弧单元；
9.所述第二灭弧单元的输出端与所述第一灭弧单元的输入端之间电连接有第一整流桥单元，所述第一端口接入所述第一整流桥单元的第一交流端，所述第三端口接入所述第一整流桥单元的第二交流端；
10.所述第一灭弧单元的输出端与所述第二灭弧单元的输入端之间电连接有第二整流桥单元，所述第二端口接入所述第二整流桥单元的第一交流端，所述第四端口接入所述第二整流桥单元的第二交流端。
11.可选地，所述第一整流桥单元和所述第二整流桥单元之间电连接有互锁电路单元；
12.所述互锁电路单元用于在外接的电流输出端接入所述第一整流桥单元时，将所述第二整流桥单元从回路中断开；
13.所述互锁电路单元还用于在外接的电流输出端接入所述第二整流桥单元时，将所述第一整流桥单元从回路中断开。
14.可选地，所述互锁电路单元包括第一检测单元和第一动作组件，所述第一检测单元用于检测所述第一整流桥单元是否工作，所述第一动作组件用于在所述第一检测单元检测到所述第一整流桥单元工作后，将所述第二整流桥单元从回路中断开；
15.所述互锁电路单元还包括第二检测单元和第二动作组件，所述第二检测单元用于检测所述第二整流桥单元是否工作，所述第二动作组件用于在所述第二检测单元检测到所述第二整流桥单元工作后，将所述第一整流桥单元从回路中断开。
16.可选地，所述第一检测单元包括电连接于所述第一整流桥单元的整流输出端与整流输入端之间的第一中间继电器ka1，所述第一动作组件包括第一常闭开关ka1-1、第二常闭开关ka1-2、第一切换开关ka1-3和第二切换开关ka1-4；
17.所述第一常闭开关ka1-1电连于所述第一灭弧单元的输出端与所述第二整流桥单元的整流输入端之间，所述第二常闭开关ka1-2电连接于所述第二整流桥单元的整流输出端与所述第二灭弧单元的输入端之间；
18.所述第一切换开关ka1-3电连接于所述第四端口，且可选地连接所述第一灭弧单元的输出端或所述第二整流桥单元的第二交流端；所述第二切换开关ka1-4电连接于所述第二端口，且可选地连接所述第二灭弧单元的输入端或所述第二整流桥单元的第一交流端；
19.当所述第一中间继电器ka1触发时，所述第一切换开关ka1-3电连接所述第二整流桥单元的第二交流端，所述第二切换开关ka1-4电连接所述第二灭弧单元的输入端。
20.可选地，所述第一中间继电器ka1电连接有第一二极管vd1。
21.可选地，所述第二检测单元包括电连接于所述第一整流桥单元的整流输出端与整流输入端之间的第二中间继电器ka2，所述第二动作组件包括第三常闭开关ka2-1、第四常闭开关ka2-2、第三选择开关ka2-3和第四切换开关ka2-4；
22.所述第四常闭开关ka2-2电连接于所述第二灭弧单元的输出端与所述第一整流桥单元的整流输入端之间，所述第三常闭开关ka2-1电连接于所述第一整流桥单元的整流输出端与所述第一灭弧单元的输入端之间；
23.所述第三选择开关ka2-3电连接于所述第三端口，且可选择地连接所述第一灭弧单元的输入端或所述第一整流桥单元的第二交流端；第四切换开关ka2-4电连接于所述第一端口，且可选择地连接所述第二灭弧单元的输出端或所述第一整流桥单元的第一交流端。
24.可选地，所述第二中间继电器ka2电连接有第二二极管vd2。
25.一种直流供电设备，包括电流输出端、电流输入端和如上所述的高容错的双极直流断路器。
26.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
27.本实用新型提供的高容错的双极直流断路器，当其采用上进线接法时，外接的电流输出端无论接入第一端口还是第三端口，电流经过第一整流桥单元后，只能流入第一灭弧单元；当其采用下进线接法时，电流输出端无论接入第二端口还是第四端口，电流经过第二整流桥单元后，只能流入第二灭弧单元；由此，杜绝了电流方向与灭弧单元的电流需求方向相反的情况，确保灭弧单元能够正常工作，无论电流输出端接入哪一个端口均能保证灭弧单元的正常工作，消除了安全隐患。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
29.本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
30.图1为现有技术中的直流断路器的结构示意图；
31.图2为现有技术中的直流断路器的连接示意图；
32.图3为本实用新型实施例提供的高容错的双极直流断路器的结构示意图；
33.图4为本实用新型实施例提供的高容错的双极直流断路器的电路示意图。
34.图示说明：01、第一端口；02、第二端口；03、第三端口；04、第四端口；10、第一灭弧单元；20、第二灭弧单元；30、第一整流桥单元；40、第二整流桥单元；501、第一交流端；502、第二交流端；503、整流输出端；504、整流输入端；60、互锁电路单元。
具体实施方式
35.为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。
37.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
38.请参考图3至图4，图3为本实用新型实施例提供的高容错的双极直流断路器的结构示意图，图4为本实用新型实施例提供的高容错的双极直流断路器的电路示意图。
39.实施例一
40.本实施例提供的高容错的双极直流断路器，应用于各种直流供电的电路中，能够为负载提供直流电，并且通过对结构进行改进，提高了结构的容错性，确保灭弧功能能正常启动，消除了安全隐患。
41.如图3和图4所示，高容错的双极直流断路器包括第一端口01、第二端口02、第三端口03及第四端口04；其中，采用上进线接法时，外接的电流输入端可选地连接于第一端口01或第三端口03，外接的电流输出端可选地连接于第三端口03或第一端口01；采用下进线接
法时，外接的电流输入端可选地连接于第四端口04或第二端口02，外接的电流输出端可选地连接于第二端口02或第四端口04。
42.第三端口03与第四端口04之间电连接有第一灭弧单元10，第二端口02与第一端口01之间电连接有第二灭弧单元20；其中，第一灭弧单元10所限定的电流方向为由第三端口03至第四端口04的方向，第二灭弧单元20所限定的电流方向为由第二端口02至第一端口01的方向。
43.第二灭弧单元20的输出端与第一灭弧单元10的输入端之间电连接有第一整流桥单元30，第一端口01接入第一整流桥单元30的第一交流端501，第三端口03接入第一整流桥单元30的第二交流端502；第一灭弧单元10的输出端与第二灭弧单元20的输入端之间电连接有第二整流桥单元40，第二端口02接入第二整流桥单元40的第一交流端501，第四端口04接入第二整流桥单元40的第二交流端502。需要说明的是，第一交流端501与第二交流端502均为可以将其输入的电流限定于整流输出端503。
44.具体地，当其采用上进线接法时，外接的电流输出端无论接入第一端口01还是第三端口03，电流经过第一整流桥单元30后，只能流入第一灭弧单元10；当其采用下进线接法时，电流输出端无论接入第二端口02还是第四端口04，电流经过第二整流桥单元40后，只能流入第二灭弧单元20；由此，杜绝了电流方向与灭弧单元的电流需求方向相反的情况，确保灭弧单元能够正常工作，无论电流输出端接入哪一个端口均能保证灭弧单元的正常工作，消除了安全隐患。
45.进一步地，第一整流桥单元30和第二整流桥单元40之间电连接有互锁电路单元60；互锁电路单元60用于在外接的电流输出端接入第一整流桥单元30时，将第二整流桥单元40从回路中断开；互锁电路单元60还用于在外接的电流输出端接入第二整流桥单元40时，将第一整流桥单元30从回路中断开。通过互锁电路单元60设置，能够避免没有接入电流输出端的整流桥单元发生短路，确保通电后仅有电流输入端处的整流桥单元接入回路，提高了整体的安全性。
46.进一步地，互锁电路单元60包括第一检测单元和第一动作组件，第一检测单元用于检测第一整流桥单元30是否工作，第一动作组件用于在第一检测单元检测到第一整流桥单元30工作后，将第二整流桥单元40从回路中断开；互锁电路单元60还包括第二检测单元和第二动作组件，第二检测单元用于检测第二整流桥单元40是否工作，第二动作组件用于在第二检测单元检测到第二整流桥单元40工作后，将第一整流桥单元30从回路中断开。
47.在一个具体的实施方式中，如图4所示，第一检测单元包括电连接于第一整流桥单元30的整流输出端503与整流输入端504之间的第一中间继电器ka1，第一动作组件包括第一常闭开关ka1-1、第二常闭开关ka1-2、第一切换开关ka1-3和第二切换开关ka1-4。
48.第一常闭开关ka1-1电连于第一灭弧单元10的输出端与第二整流桥单元40的整流输入端504之间，第二常闭开关ka1-2电连接于第二整流桥单元40的整流输出端503与第二灭弧单元20的输入端之间；第一切换开关ka1-3电连接于第四端口04，且可选地连接第一灭弧单元10的输出端或第二整流桥单元40的第二交流端502；第二切换开关ka1-4电连接于第二端口02，且可选地连接第二灭弧单元20的输入端或第二整流桥单元40的第一交流端501；
49.当第一中间继电器ka1触发时，第一切换开关ka1-3电连接第二整流桥单元40的第二交流端502，第二切换开关ka1-4电连接第二灭弧单元20的输入端。同时，第一常闭开关
ka1-1和第二常闭开关ka1-2打开，使得第二整流桥单元40从回路中断开。
50.进一步地，第一中间继电器ka1电连接有第一二极管vd1。第一二极管vd1实现了单向导通，避免上电瞬间出现第一常闭开关ka1-1和第二常闭开关ka1-2滞后动作的情况，从而避免第二检测单元仍然触发的结果，提高了结构整体的稳定性。
51.在一个具体的实施方式中，如图4所示，第二检测单元包括电连接于第一整流桥单元30的整流输出端503与整流输入端504之间的第二中间继电器ka2，第二动作组件包括第三常闭开关ka2-1、第四常闭开关ka2-2、第三选择开关ka2-3和第四切换开关ka2-4。
52.第四常闭开关ka2-2电连接于第二灭弧单元20的输出端与第一整流桥单元30的整流输入端504之间，第三常闭开关ka2-1电连接于第一整流桥单元30的整流输出端503与第一灭弧单元10的输入端之间；第三选择开关ka2-3电连接于第三端口03，且可选择地连接第一灭弧单元10的输入端或第一整流桥单元30的第二交流端502；第四切换开关ka2-4电连接于第一端口01，且可选择地连接第二灭弧单元20的输出端或第一整流桥单元30的第一交流端501。同时，第三常闭开关ka2-1和第四常闭开关ka2-2打开，使得第一整流桥单元30从回路中断开。
53.进一步地，第二中间继电器ka2电连接有第二二极管vd2。第二二极管vd2实现了单向导通，避免上电瞬间出现第三常闭开关ka2-1和第四常闭开关ka2-2滞后动作的情况，从而避免第一检测单元仍然触发的结果，提高了结构整体的稳定性。
54.在其他可选的实施方式中，可以令整流桥单元通过触点接触的方式导通，动作组件为机械式的升降平台，当检测单元检测到一侧的整流桥单元通电后，则令另一侧的升降平台动作，使得另一侧的整流桥单元从回路中分离。
55.综上所述，本实施例所提供的高容错的双极直流断路器，即使接线人员接反线序，也不会发生安全事故，具有安全性高、容错高稳定性高的等优点。
56.实施例二
57.本实施例的直流供电设备，包括负载、电流输出端、电流输入端和如权实施例一中的高容错的双极直流断路器。其中，电流输出端及电流输入端连接于双极直流断路器的同一侧，负载连接于双极直流断路器的另一侧，不需要考虑电流的流向，便于接线人员操作。同时，实施例一中叙述了关于高容错的双极直流断路器的具体结构及技术效果，本实施例的直流供电设备引用了该结构，同样具有其技术效果。
58.综上所述，本实施例所提供的直流供电设备，即使接线人员接反线序，也不会发生安全事故，具有安全性高、容错高稳定性高的等优点。
59.以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。