CN102592911A - 具有限流分断功能的中压直流大电流灭弧系统及其限流方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有限流分断功能的中压直流大电流灭弧系统及其限流方法，用于直流大电流断路器。旨在提高直流大电流断路器的灭弧性能，保证开断过程。直流断路器不同于交流断路器，直流电流没有自然过零点，所以与交流电流相比较，直流电流更难以开断。尤其是直流大电流，开断时产生的电弧能量大，熄弧难度高。本发明中的直流大电流分断辅助装置用在直流大电流断路器中，通过将限流器串联在电弧电路中来限制电弧电流的大小，从而限制电弧的能量，有利于熄弧过程。

Description

具有限流分断功能的中压直流大电流灭弧系统及其限流方法

技术领域：

本专利涉及一种直流大电流断路器限流技术，设计了一种应用于直流大电流断路器的辅助分段装置。

背景技术：

直流供电系统与人们日常生活的联系越来越紧密，目前我国城市无轨电车、地铁、太阳能发电、冶炼、化工、轧材、船电、矿山等许多重要行业中均采用了直流供电系统。其中，直流断路器是直流供电系统安全运行的保证，具有可靠切断直流回路故障电流的保护功能。随着我国经济迅速发展以及工业交通部门逐步的现代化，对供电系统可靠性的要求也越来越严格，直流用电负荷容量也持续增加，由此引发了对其开断性能提出了越来越高的要求。同时，随着电压等级和额定电流的增加，大容量直流短路电流的开断变得异常困难，其开断时间的要求也越来越苛刻。随着直流技术的发展，直流断路器的技术也需要进一步的提高，以保证直流输电系统的安全运行。断路器是电力系统运行中普遍的一种开关电器。要求它具有接通、分断和承载正常电路运行情况下电流的能力和在所规定的非正常电路(例如短路)下接通、承载一定时间和分断电流的能力。断路器是供电系统安全运行的保证，其工作的可靠性至关重要。因而它的工作可要性分析是设计断路器的一个不可忽视的重要方面。尤其是直流断路器，由于直流较交流更难以开断，所以有多种技术旨在保证直流断路器的工作。在保证直流断路器工作的多种技术中，限流技术有着重要的地位。限流技术的应用可以使直流断路器具有更高的分断能力，同时降低其动热稳定性要求。现有的限流技术主要有：提高触头分断速度法、磁吹线圈法、强制气流吹弧法、PTC电阻限流法等等。

发明内容：

本发明提供了一种用于直流大电流断路器里的辅助分断装置，旨在限制直流大电流断路器分闸时产生的电弧的电流大小，促进熄弧过程，从而达到辅助直流大电流断路器分段的目的。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种具有限流分断功能的中压直流大电流灭弧系统，包括上母排、下母排、静触头座、静触头、动导电杆、动触头、左面跑弧道、右面跑弧道、导线和液态金属限流器；静触头座固定于上母排上，在静触头座上固定静触头；动导电杆可绕下母排上的轴转动，其上固定动触头；左面跑弧道与静触头座导通，右面跑弧道下端与开断状态下的动导电杆在一条直线上；右面跑弧道与限流器相连接，再由限流器以导线和下母排连接。

左面跑弧道和静触头座、静触头以及上母排导通；右面跑弧道与动触头和动触头座断开。

在合闸状态时电流流经上母排、静触头座、静触头、动触头、动导电杆以及下母排，电流不流过限流装置。

开始分闸时，动静触头分开，动静触头间产生电弧；电弧在自身产生的磁吹和气吹作用下向上运动到左右跑弧道之间；此时左面跑弧道和右面跑弧道由电弧导通；电流从上母排流入，依次流经静触头坐和静触头，左面跑弧道，电弧，右面跑弧道，限流装置，最后流入下母排。

产生电弧后，由电流线路将电弧和限流装置相串联，从而限制电弧电流的大小。

本发明的另一特点是，在直流大电流断路器中，左侧跑弧道与静触头座导通，而右侧的跑弧道则不能与动导杆导通。如果动导杆和右侧跑弧道导通的话，在断路器分闸产生电弧时，限流器则会被并联入回路中，不能达到将限流器串联入电弧回路，从而失去了限制电弧电流的能力。

本发明中的直流大电流分断辅助装置用在直流大电流断路器中，通过将限流器串联在电弧电路中来限制电弧电流的大小，从而限制电弧的能量，有利于熄弧过程。

附图说明：

图1是传统的不加直流大电流辅助分段装置的直流断路器的合闸状态示意图

图2是传统的不加直流大电流辅助分段装置的直流断路器的合闸状态回路电流走向示意图

图3是传统的不加直流大电流辅助分段装置的直流断路器的分闸状态示意图

图4是传统的不加直流大电流辅助分段装置的直流断路器的分闸产生电弧时回路电流走向示意图

图5是安装有直流大电流辅助分段装置的直流断路器的合闸状态示意图

图6是安装有直流大电流辅助分段装置的直流断路器的合闸状态回路电流走向示意图

图7是安装有直流大电流辅助分段装置的直流断路器的分闸状态示意图

图8是安装有直流大电流辅助分段装置的直流断路器的分闸产生电弧时回路电流走向示意图

其中：1为左面跑弧道；2为上母排；3为静触头座；4为下母排；5为动导电杆；6为液态金属限流器；7为右面跑弧道；8为电弧；9为导线；10为静触头；11为动触头。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图4可以看出，在直流大电流断路器中，以导线将右侧跑弧道与限流器连接，再以导线将限流器和下母排连接。从而将限流器串联在回路中。如此限流器就可以限制电弧电流，从而限制电弧能量，促进熄弧过程。在不加一种直流大电流辅助分段装置的直流断路器中，在分闸产生电弧时电流由上母排流入，经过静触头座，静触头，动触头，动导电杆，最后流入下母排，完成回路。而本发明就是在此电流回路中串联一个限流器，以达到促进熄弧过程的作用，其具体实施方式由图8可以看出，在安装有一种直流大电流的辅助分断装置的直流断路器中，在分闸产生电弧时电流由上母排流入，经过静触头座，左侧跑弧道，电弧，右侧跑弧道流入液态金属限流器，最后流入下母排，完成回路。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种具有限流分断功能的中压直流大电流灭弧系统，包括上母排、下母排、静触头座、静触头、动导电杆、动触头、左面跑弧道、右面跑弧道、导线和液态金属限流器；

其特征在于：

所述静触头座固定于上母排上，在静触头上固定静触头；动导电杆可绕下母排上的轴转动，其上固定动触头；左面跑弧道与静触头座导通，右面跑弧道下端与开断状态下的动导电杆在一条直线上；右面跑弧道与液态金属限流器相连接，再由液态金属限流器以导线和下母排连接。

2.据权利要求1所述具有限流分断功能的中压直流大电流灭弧系统，其特征在于：所述左面跑弧道和静触头座、静触头以及上母排导通；所述右面跑弧道与动触头和动触头座断开。

3.据权利要求1所述具有限流分断功能的中压直流大电流灭弧系统，其特征在于：在合闸状态时电流流经上母排、静触头座、静触头、动触头、动导电杆以及下母排，电流不流过限流装置。

4.基于权利要求1所述具有限流分断功能的中压直流大电流灭弧系统的限流方法，其特征在于：开始分闸时，动静触头分开，动静触头间产生电弧；在吹弧磁力以及气压的影响下，电弧开始向上移动到左右跑弧道之间；此时左面跑弧道和右面跑弧道由电弧导通；电流从上母排流入，依次流经静触头坐和静触头，左面跑弧道，电弧，右面跑弧道，限流装置，最后流入下母排。

5.据权利要求4所述的限流方法，其特征在于：产生电弧后，由电流线路将电弧和限流装置相串联，从而限制电弧电流的大小。

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