包括两条换向支线的直流断路器制造技术

本实用新型专利技术题为包括两条换向支线的直流断路器。提出了一种用于断开直流(DC)电流的DC断路器。该DC断路器包括：断续器支线，该断续器支线包括断续器；第一换向支线，该第一换向支线包括串联地连接的第一电容器和第一电感；第二换向支线，该第二换向支线包括串联地连接的第二电容器和第二电感；其中该断续器支线、该第一换向支线以及该第二换向支线都是并联地连接的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及包括两条换向支线的直流(DC)断路器。
技术介绍
为了中断高压直流(HVDC)，可以使用谐振电路，该谐振电路包括与断续器并联的电容器和电感器。该谐振电路是由断续器的电弧电压触发的，该谐振电路将振荡电流叠加到直流电流上，从而产生电流过零点，这将导致该断续器中的电弧熄灭。DC断路器的电流额定值取决于该谐振电路的电容和电感。确切地讲，该电流额定值随着电容的增大和电感的减小而增大。EP2289085B1披露了一种用于断开超过2500A的DC电流的装置。该装置包括与断续器并联地连接的谐振电路以及与该谐振电路并联地连接的电涌放电器。谐振电路具有串联连接的电容器和电感。该谐振电路的单位为μF的电容与单位为μH的电感的关系是≧1。然而，现有技术的设计中的电流中断额定值仅是约5000A，这对于所有应用而言是不够的。为了实现增大的电流中断额定值，一种方式可以是增大电容。然而，增大电容导致既用于电容器的又用于增大物理空间要求的成本显著增加。实现这样的电流中断额定值的另一种方式可以是减小电感，但电感由于几何约束具有最小值。
技术实现思路
目的是提供一种具有改进性能的DC断路器。根据第一方面，提出了一种用于断开直流(DC)电流的DC断路器。该DC断路器包括：断续器支线，该断续器支线包括断续器；第一换向支线，该第一换向支线包括串联地连接的第一电容器和第一电感；第二换向支线，该第二换向支线包括串联地连接的第二电容器和第二电感；其中该断续器支线、该第一换向支线以及该第二换向支线都是并联地连接的。该DC断路器可以进一步包括过电压支线，该过电压支线包括过电压保护电路，并且其中该过电压支线是与该断续器支线、该第一换向支线以及该第二换向支线并联地连接的。该第一电容器和该第二电容器可以具有基本上相等的电容。该第一电感和该第二电感可以都为该DC断路器的结构所固有的。该第一换向支线可以被提供在该断续器的一侧，在这种情况下该第二换向支线被提供在该断续器的相反侧。一般来讲，权利要求中所使用的所有术语都应根据它们在
中的普通含义来解释，除非本文另有明确定义。关于“一/一个/该元件、设备、部件、装置、步骤等”的所有引用都应开放地解释为是指元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例，除非另外明确陈述。本文所披露的任何方法的步骤不必以所披露的确切顺序来执行，除非明确陈述。附图说明现在通过举例的方式参考附图对本专利技术进行描述，在附图中：图1是展示了DC断路器的一个实施例的示意图。具体实施方式现在将参照附图在下文中对本专利技术予以更完整地说明，在附图中示出了本专利技术的某些实施例。然而，本专利技术可能以许多不同的形式来实施并且不应被解释为受限于本文列出的实施例；而是，这些实施例是通过举例的方式提供的，以使得本披露内容会是彻底的和完整的、并且将向本领域技术人员充分地传达本专利技术的范围。贯穿说明书始终，相似的数字指代相似的元件。图1是展示了用于断开第一点20与第二点21之间的DC电流的DC断路器1的结构的示意图。断续器支线10包括断续器2。任选地，断续器支线10可以包括串联地连接的若干个断续器2。断续器2可以例如是任选地被提供在气室中的机械开关。第一换向支线11a包括串联地连接的第一电容器3a和电感4a。第二换向支线11b包括串联地连接的第二电容器3b和电感4b。任选地，第一电感4a和第二电感4b都为DC断路器1的结构所固有。换言之，电感4a-b可以仅是用于使对应的电容器3a、3b与断续器2并联地连接的导体的自感的结果。这些电容器3a-b中的每一者都可以是由电容器组构成的，以获得适当的电容。断续器支线10、第一换向支线11a以及第二换向支线11b都是并联地连接的。任选地，DC断路器1进一步包括过电压支线12，该过电压支线包括过电压保护电路7。过电压支线12是与断续器支线10、第一换向支线11a以及第二换向支线11b并联地连接的。过压保护电路7可以例如是电涌放电器或吸收电路。可以使用压敏电阻器、电容器，RC(电阻电容)吸收电路、RCD(电阻电容二极管)吸收电路、电容器或所提到的吸收电路类型(例如压敏电阻器和RC)的任何组合来实现该过压保护电路。过电压保护电路7被配置成当在开路时跨过断续器2的电压已达到某一值时开始接通。第一电容器3a和第二电容器3b不需要是相等的。然而，第一电容器3a和第二电容器3b可以提供有基本上相等的电容量，由此通过这两条换向支线11a、11b的电流是对称的。通过将该电容器和电感串联地连接在这些换向支线中，所产生的谐振电路提供了叠加在穿过断续器2的直流电流上的振荡电流以便在穿过断续器2的直流电流的过零点断开。以此方式，断续器2的电弧被熄灭，并且当断续器2开路时可以中断该电流。当该电流在断续器2中被中断时，该电流被换向到这些换向支线11a-b并且开始对这些电容器3a-b进行充电直至电压足够高从而使电涌放电器以比断续器2的额定电压更低的电压下开始接通。相应地，这些换向支线11a-b中的每一者都具有由对电容与电感的关系的选择而使能的无源谐振电路。控制单元22被提供用于控制在出现任何适合的事件(例如失效、维修等)时断开该断续器。在现有技术中，仅存在使用一条换向支线的谐振电路。可以将该换向支线的电容器提供在平台上，以在施加高电压电平时提供到大地的安全几何距离。该换向支线的电感是由该断续器与电容器之间的连接件产生的回路的物理空间的结果。在本文所呈现的实施例中，存在两条换向支线。以此方式，可以将这些电容器放置成使得通过使系统中的磁能最小化来显著减小电感。以此方式可以减小约25％。在一次仿真中，电感已经从12.7μH减小到9.6μH，减小了24.4％。第一换向支线11a可以被提供在该断续器的一侧，并且第二换向支线11b被提供在断续器2的相反侧。更确切地讲，第一电容器3a和第二电容器3b可以被提供在断续器2的任一侧，以便由此减小电感。此外，第一电容器3a和第二电容器3b可以被提供成尽可能靠近断续器2，以提供低电感。可以使用减小的电感来增大该DC断路器的电流中断额定值和/或来在给定的电流中断额定值下减小电容器的尺寸和成本。已经针对7,000A的电流进行了测试和验证了这种两条换向支线的概念。以上已经参考几个实施例主要描述了本专利技术。然而，如本领域技术人员容易理解的，以上披露的实施例之外的其他实施例同样可能在本专利技术的由所附专利权利要求所限定的范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于断开直流(DC)电流的DC断路器(1)，该DC断路器包括：断续器支线(10)，该断续器支线包括断续器(2)；第一换向支线(11a)，该第一换向支线包括串联地连接的第一电容器(3a)和第一电感(4a)；第二换向支线(11b)，该第二换向支线包括串联地连接的第二电容器(3b)和第二电感(4b)；其中该断续器支线(10)、该第一换向支线(11a)以及该第二换向支线(11b)都是并联地连接的。

【技术特征摘要】
1.一种用于断开直流(DC)电流的DC断路器(1)，该DC断路器包括：断续器支线(10)，该断续器支线包括断续器(2)；第一换向支线(11a)，该第一换向支线包括串联地连接的第一电容器(3a)和第一电感(4a)；第二换向支线(11b)，该第二换向支线包括串联地连接的第二电容器(3b)和第二电感(4b)；其中该断续器支线(10)、该第一换向支线(11a)以及该第二换向支线(11b)都是并联地连接的。2.根据权利要求1所述的DC断路器(1)，进一步包括过电压支线(12)，该过电压支线包括过电压保护电路(7)，并且其中该过电压支线(12)是与该断续器支线(10)、该第一换向支线(11a)以及该第二换向支线(11b)并联地连接的。3.根据权利要求1所述的DC断路...

【专利技术属性】
技术研发人员：L里杰斯特兰德，M巴克曼恩，F拉发特尼亚，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：新型
国别省市：瑞士;CH