[發明專利]一種限流和磁控振蕩開斷相結合的直流斷路器

在審

• 申請號: 202110440171.6
• 申請日: 2021-04-22
• 公開（公告）號: CN113299503A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 吳益飛;榮命哲;吳翊;楊飛;肖宇;鐘屹霖
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01H9/54
• 分類號: H01H9/54;H01H9/44;H01H33/664;H02H3/02;H02H3/087;H02H9/02;H02H9/04
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

1.一種限流和磁控振蕩開斷相結合的直流斷路器，由輔助限流裝置和磁控振蕩斷口串聯組成，其中，磁控振蕩斷口包括主電流支路、振蕩支路、能量耗散支路并聯組成，另外有磁場吹弧回路提供輔助，輔助限流裝置一端連接出線端A1，另一端連接直流斷路器；直流斷路器另一端連接出線端A2引出，其特征在于：

(1)所述主回路是由磁控振蕩斷口和限流裝置組成；

(2)所述振蕩支路是由電容器C2和電感L組成；

(3)所述能量耗散支路是由電容器C、橫磁線圈、半控型功率半導體器件T和續流二極管D組成；

(4)所述輔助限流裝置可以放置在振蕩斷口并聯支路內，也可以是在振蕩斷口并聯支路外。

2.根據權利要求1所述的斷路器，其特征在于：優選的，

系統正常通流情況下，系統電流從A1端口流入，經過輔助限流裝置后進入斷路器主回路，再由A2端口流出，電流反向時則是從A2端口流入再由A1端口流出，此時主回路上磁控振蕩斷口閉合，磁場吹弧回路、轉移支路、能量耗散支路均無電流流過；

當發生收到上機控制系統的動作指令時，輔助限流裝置先動作，回路中電流的幅值和上升率被限制在相對低的水平；隨后主回路中的磁控振蕩斷口動作，磁場吹弧回路中的半控型功率半導體器件T同時導通，磁場吹弧回路放電并通過續流二極管續流，電流流經線圈產生強磁場，主回路上磁控振蕩斷口觸頭拉開，產生電弧并受到磁場作用產生振蕩，主回路電流振蕩轉移至轉移支路電容上，給電容充電，同時主回路電流過零截止，電容上剩余電壓通過能量耗散電路泄放，主回路兩端建立電壓，完成開斷。

3.根據權利要求1所述的斷路器，其特征在于：所述的磁控振蕩斷口是由一個或者多個斷口串并聯組成，所述斷口可以是真空斷口，或者N2、空氣、H2等氣體斷口。

4.根據權利要求1所述的斷路器，其特征在于：所述半控型功率半導體器件T1，為單向導通的半控型器件，可以是一下器件的單個器件或者組合，GTO、晶閘管、IGBT。

5.根據權利要求1-4所述的斷路器，其特征在于：所述輔助限流模塊包括但不限于以下限流裝置：超導限流器、液態金屬限流器、電力電子固態式限流器、Z源限流器。

6.根據權利要求1-5所述的斷路器，其特征在于：所述磁控振蕩斷口外有磁場吹弧回路提供磁場，所述磁場吹弧回路提供的磁場可以是單個方向的橫向磁場，多個方向疊加的橫向磁場或者是旋轉式的橫向磁場。

7.根據權利要求1-6所述的斷路器，其特征在于：所述的斷口分閘機構可以是斥力、永磁或者電磁等任意滿足開斷速度要求的分閘機構之一。