CN106716583B - 直流切断器 - Google Patents

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Abstract

直流切断器具备：机械式开闭器(2)，设置于流过直流电流的线路(1)；和半导体开关(20)，与机械式开闭器(2)并联连接。机械式开闭器(2)包括串联连接的气体断路器(3)以及真空切断器(4)。通常在机械式开闭器(2)中流过直流电流，在要切断直流电流的情况下，使真空切断器(4)为非导通而使直流电流转流到半导体开关(20)之后使气体断路器(3)以及半导体开关(20)为非导通。能够使用耐压低的真空切断器(4)。

Description

直流切断器
技术领域
本发明涉及直流切断装置，特别涉及通过使直流电力系统的正常时的负载电流开闭，并且切断故障时的短路电流、接地电流，从而保护负载侧的设备的直流切断器。
背景技术
在电力系统中，设置有在发生故障时切断故障电流的切断器。在一般地使用于交流电力系统的气体切断器、真空切断器、空气切断器等机械式的交流切断器中，如果电流值不成为零则无法进行切断。因此，交流切断器在交流的每半周期到来的电流值为零的定时切断故障电流。
因此，在通过机械式的切断器切断电流不会自然地成为零点的直流电流的情况下，需要设法强制地使电流值成为零。
另外，有使用半导体开关来切断直流电流的方法。在该方法中，不需要设法强制地使电流值成为零，能够通过使半导体开关断开来切断电流。但是，如果对正常的通电状态即闭合状态下的半导体开关接入负载电流，则产生由半导体开关的电阻分量所致的焦耳热，从而产生电力损失。相对于此，在机械式的切断器中，对金属接点通电，所以电力损失小。
因此，在例如日本特开昭58-34525号公报(专利文献1)的直流切断器中，将机械式开闭器并联地连接到作为半导体开关的GTO(Gate Turn-Off thyristor，门极关断晶闸管)，通常对机械式开闭器通电，在发生故障时使故障电流从机械式开闭器转流到GTO而用GTO切断电流。
另外，为了用半导体开关切断超高压的直流电流，国际公开第2011/057675号公报(专利文献2)的直流切断器具备串联了许多主半导体开关的结构、串联数比主半导体开关少的辅助半导体开关及与其串联地高速地进行断开的机械式断路器，在通常时在辅助半导体开关中流过电流，在发生故障时使故障电流从辅助半导体开关转流到主半导体开关，而用主半导体开关切断故障电流。
专利文献1：日本特开昭58-34525号公报
专利文献2：国际公开第2011/057675号公报
发明内容
为了将专利文献1的直流切断器用于超高压的送电系统，需要将许多GTO串联连接来实现耐压。为了在故障时使电流从机械式开闭器转流到GTO的串联连接体，需要使机械式开闭器产生超过GTO的串联连接体成为ON(接通)时的电压(ON电压)的电弧电压。但是，有时通过专利文献1中被用作机械式开闭器的真空接触器无法产生足够的电弧电压。
另外，在专利文献1的直流切断器中，与GTO串联地设置有机械式的断路器，但该断路器在浪涌吸收装置中流过的电流成为零的同时成为开路状态，所以对浪涌吸收装置的两端施加的电压即至少系统电压被施加到机械式开闭器。因此，机械式开闭器需要产生大的电弧电压并且需要用于耐受超高压的电压的极间耐压性能，从而需要使用昂贵的切断器。
另外，在专利文献2的直流切断器中，并非使用单独的机械式开闭器，而是使用断路器和辅助半导体开关，从而解决了由于串联许多半导体开关而在专利文献1中产生的课题。即，即使不产生电流零点也能够转流到主半导体开关，使断路器耐受超高压的电压，从而使对辅助半导体开关施加的电压不耐受超高压的电压也可。然而，在辅助半导体开关中流过通常的电流的期间，在辅助半导体开关中产生电力损失。
因此，本发明的主要的目的在于提供一种电力损失小且低价格的直流切断器。
本发明的直流切断器具备：机械式开闭器，设置于流过直流电流的线路；以及半导体开关，与机械式开闭器并联连接。机械式开闭器包括串联连接的断路器以及切断器。通常在机械式开闭器中流过直流电流，在要切断直流电流的情况下，使机械式开闭器为非导通而使直流电流转流到半导体开关之后，使半导体开关为非导通。
在本发明的直流切断器中，通常使直流电流流过机械式的断路器以及切断器，所以能够降低电力损失。另外，关于切断器，使用耐压性能低的切断器即可，所以能够实现装置的低价格化。另外，能够以短间隙构成断路器，所以能够实现装置的小型化和低价格化。另外，在要切断直流电流的情况下，使直流电流转流到半导体开关而用半导体开关切断电流，所以能够缩短切断时间。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的直流切断器的结构的电路框图。
图2是示出图1所示的气体断路器的主要部分的剖面图。
图3是示出图1所示的直流切断器的动作的时序图。
图4是示出本发明的实施方式2的直流切断器的动作的时序图。
图5是示出本发明的实施方式3的直流切断器的结构的电路框图。
图6是示出本发明的实施方式4的直流切断器的结构的电路框图。
图7是示出实施方式4的变更例的电路框图。
图8是示出本发明的实施方式5的直流切断器的结构的电路框图。
图9是示出本发明的实施方式6的直流切断器的结构的电路框图。
图10是示出本发明的实施方式7的直流切断器的结构的电路框图。
图11是示出本发明的实施方式8的直流切断器的结构的电路框图。
图12是示出本发明的实施方式9的直流切断器的结构的电路框图。
(符号说明)
1：线路；1a：上游侧线路；1b：下游侧线路；3：气体断路器；4：真空切断器；4A：气体切断器；EL1、EL2：电极；5、6：屏蔽物；7：绝缘物；10、10A、10B：强制转流电路；11、22：电容器；12：电抗器；13～15：开关；16：充电器；17、23：电阻元件；18：电池；20、20A～20C：半导体开关；21、21A：IGBT；24：二极管；25：避雷器；26：可饱和电抗器；30：控制装置。
具体实施方式
[实施方式1]
图1是示出本发明的实施方式1的直流切断器的结构的电路框图。在图1中，该直流切断器设置于直流送电系统的线路1，具备机械式开闭器2、强制转流电路10、半导体开关20以及控制装置30。机械式开闭器2包括串联连接在上游侧线路1a与下游侧线路1b之间的气体断路器3以及真空切断器4。
气体断路器3通过来自控制装置30的控制信号φ3而被控制，通常为闭合状态(导通状态)而流过直流电流，在要切断直流电流的情况下，在直流电流被转流到半导体开关20之后成为断开状态(非导通状态)。
气体断路器3包括：充满SF6、干燥空气、氮、氩、二氧化碳等绝缘气体的罐、设置在罐内的2个电极、以及使2个电极的接点接触或者分开而使电极之间导通或者非导通的驱动装置。气体断路器3具有在接点之间的距离为某距离以上时能够耐受对直流切断器施加的电压的绝缘能力(耐压性能)。
驱动装置利用高速弹簧、液压、电磁力等来驱动电极。作为使用电磁力的驱动装置，也可以构成为使用电磁排斥板、驱动线圈等来用大的直流的故障电流所致的电磁力辅助驱动力。
图2是示出气体断路器3的主要部分的剖面图。在图2中，在充满绝缘气体的罐(未图示)内，相互相向地设置有2个电极EL1、EL2的接点。电极EL1、EL2的接点通过驱动装置(未图示)而接触或者分开。在图2中示出了电极EL1、EL2的接点分开的状态。
分别用屏蔽物5、6覆盖电极EL1、EL2的接点以外的部分，而且，在屏蔽物5、6的相互相向的部分涂覆有绝缘物7，以使得即使缩短电极EL1、EL2的接点之间的距离也能够得到足够的绝缘能力。电极EL1形成为管状。
返回到图1，真空切断器4通过来自控制装置30的控制信号φ4而被控制，通常为闭合状态(导通状态)而流过直流电流，在要切断直流电流的情况下，成为断开状态(非导通状态)而使直流电流转流到半导体开关20。
真空切断器4包括被称为真空阀的真空容器、设置在真空容器内的2个电极、以及使2个电极接触或者分开而使电极之间导通或者非导通的驱动装置。驱动装置利用高速弹簧、液压、电磁力等来驱动电极。
在真空切断器4中，如果在通电中使2个电极的接点分开，则产生电弧，但在接点之间的距离为某距离以上时，如果电流成为零值，则能够切断电流。真空切断器4的绝缘性能比气体断路器3的绝缘性能差也没有关系。2个电极之间的绝缘性能是耐受在半导体开关20为ON状态而流过了故障电流时在电极之间产生的电压的性能即可。电极的对地的绝缘性能是耐受直流送电系统的电压的性能即可。
在要切断直流电流时，强制转流电路10使与在真空切断器4中流过的直流电流的方向相反的方向的电流流入到真空切断器4，在真空切断器4中产生电流零点而使真空切断器4成为非导通状态。强制转流电路10包括电容器11、电抗器12、开关13～15以及充电器16。电容器11、电抗器12以及开关13在真空切断器4的上游侧的电极与下游侧的电极之间串联连接。
电容器11以及电抗器12构成谐振电路。电抗器12有时还可以被电路的线路具有的电感部分所代替。作为开关13，既可以使用真空切断器、气体切断器等开闭器，也可以使用气体或者真空的间隙开关，还可以使用晶闸管、IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor：绝缘栅双极型晶体管)等半导体元件。
开关13通过来自控制装置30的控制信号φ13而被控制，通常为非导通，在要切断直流电流的情况下成为导通状态。如果开关13成为导通状态，则与直流电流相反的方向的电流从电容器11经由电抗器以及开关13流入到真空切断器4，流入到真空切断器4的电流成为0而真空切断器4成为非导通。
充电器16的负侧端子经由开关14而与电容器11的负电极连接，充电器16的正侧端子经由开关15而与电容器11的正电极连接。开关14、15以及充电器16通过例如控制装置30而被控制。在充电时，开关14、15成为导通状态，充电器16经由开关14、15将电容器11充电为预先决定的直流电压。
半导体开关20在上游侧线路1a和下游侧线路1b之间与机械式开闭器2并联地连接。半导体开关20通过来自控制装置30的控制信号φ20而被控制，在要切断直流电流的情况下，在流过从机械式开闭器2转流的电流之后成为非导通状态。半导体开关20包括例如由SiC那样的半导体形成的IGBT、GTO等半导体元件、以及响应于控制信号φ20而使半导体元件成为导通或者非导通的驱动器，并被模块化。半导体开关20也可以包括并联或者串联连接的多个半导体元件。在图1中示出了半导体开关20包括1个IGBT21的情况。
图3(a)、(b)是示出电流切断器的动作的时序图。图3(a)示出在真空切断器4中流过的电流I4、在半导体开关20中流过的电流I20、在真空切断器4中包含的驱动装置的冲程ST4、以及在气体断路器3中包含的驱动装置的冲程ST3随时间的变化。图3(b)示出气体断路器3、真空切断器4、半导体开关20以及开关13的控制信号φ3、φ4、φ13、φ20随时间的变化。
在图3(a)、(b)中，在稳定的通电时(初始状态)，控制信号φ3、φ4、φ13、φ20都为“L”电平，气体断路器3、真空切断器4以及半导体开关20为导通状态，开关13为非导通状态。设为电容器11的充电结束，开关14、15为非导通状态。
在该状态下，直流电流流入到机械式开闭器2(即气体断路器3以及真空切断器4)，机械式开闭器2的端子间电压比半导体开关20的ON电压低，所以在半导体开关20中不流过直流电流。但是，在机械式开闭器2的端子间电压超过半导体开关20的ON电压的情况下，成为在半导体开关20中流过直流电流的状态。
如果在直流送电系统中发生故障，则从外部的保护继电器对控制装置30提供表示使直流切断器成为非导通状态而切断直流电流的意思的断开指令。控制装置30首先在时刻t1使控制信号φ4从“L”电平上升为“H”电平而使真空切断器4的驱动装置开始断开动作。此外，通常也可以使半导体开关20成为非导通状态，在该时间点(时刻t1)使半导体开关20成为导通状态。
如果在时刻t2真空切断器4的驱动装置的冲程ST4到达接点分离位置P1，则2个电极的接点分离而在接点之间产生真空电弧。此外，真空电弧电压是几伏特程度以下，所以仅通过使接点间分离，有时真空电弧电压无法超过半导体开关20的ON电压而无法从真空切断器4向半导体开关20转流电流。
接下来，控制装置30在时刻t3使控制信号φ13从“L”电平变化为“H”电平，使开关13导通。由此，从电容器11经由电抗器12以及开关13向真空切断器4流入与直流电流相反的方向的电流，形成电流零点而消除真空电弧，真空切断器4成为非导通状态。由此，真空切断器4的端子间电压超过半导体开关20的ON电压，直流电流从真空切断器4转流到半导体开关20(时刻t4)。
即，在真空切断器4的接点间距离成为能够切断电流的距离时(时刻t3)，控制装置30使控制信号φ13成为“H”电平而使强制转流电路10的开关13导通。预先通过充电器16，以流过与流入到真空切断器4的故障直流电流相反的方向的电流那样的极性以及电压值对电容器11进行充电。因此，如果开关13成为导通状态，则开始电容器11的放电而对真空切断器4施加逆电流。
在真空切断器4中，故障直流电流与逆电流重叠，从而产生电流零点。在成为电流零点时，真空切断器4切断流过自身的电流。由此，故障直流电流从真空切断器4转流到半导体开关20。为了使故障直流电流的切断成功，真空切断器4的接点间耐压是超过半导体开关20的ON电压的程度的电压以上即可。
如果故障直流电流转流到半导体开关20，在气体断路器3中流过的电流消失，则在时刻t5，控制装置30使控制信号φ3从“L”电平上升为“H”电平而使气体断路器3的驱动装置开始断开动作。在时刻t6，气体断路器3的驱动装置的冲程ST3到达接点分离位置P2。
在气体断路器3的接点间距离成为在半导体开关20断开而切断故障电流时直流切断器能够耐受从系统接受的电压的距离时(时刻t7)，控制装置30使控制信号φ20从“L”电平上升为“H”电平而使半导体开关20成为非导通状态。此时，对气体断路器3施加直流切断器接受的电压的几乎全部电压，所以真空切断器4的耐压性能比气体断路器3的耐压性能低也没有关系。如果半导体开关20构成为具有能够耐受从直流送电系统接受的电压的性能，则直流电流的切断完成。
如以上那样，在本实施方式1中，通常使直流电流流入到机械式开闭器2(即气体断路器3以及真空切断器4)，所以能够降低电力损失。另外，真空切断器4使用低的耐压性能的真空切断器即可，所以能够实现装置的低价格化。
另外，在真空切断器4中流过的电流I4消失之后开始气体断路器3的断开动作，所以在气体断路器3的接点之间不产生电弧。电弧是高达20000K的极高温的等离子体，如果长时间产生大电流的电弧，则接点消耗而损伤。另外，作为绝缘介质的气体、空气成为高温，所以相比于在不产生电弧的情况下断开的情况，在电弧刚刚消失之后绝缘性能就降低。然而，如果进行上述那样的断开动作，则在气体断路器3中不产生电弧，所以不产生接点的消耗、损伤、绝缘性能的降低，即使是短的间隙长度，也能够得到足够的绝缘距离。因此，不仅能够实现装置的小型化，而且还能够缩短断开所需的时间，能够实现断开动作的高速化。
另外，通过设为上述那样的结构，能够得到一种高速且廉价的直流切断器，即使是在例如300kV以上的超高压的直流送电系统中也能够应用，例如10kA以上的故障电流也能够切断。
此外，在本实施方式1中，作为气体断路器3，使用了采用SF6气体那样的气体绝缘介质的断路器。但是，即使是在真空容器内具有接点的真空断路器，只要是能够得到能够耐受对直流切断器施加的电压的足够的接点间距离的真空断路器，就能够代替气体断路器3来使用。
另外，也可以代替真空切断器4而使用采用SF6气体、氮、氩、空气、二氧化碳等绝缘消弧介质的气体切断器、或者使用通过利用永久磁铁、电磁铁等的磁场来驱动电弧的磁驱动而消弧的切断器。
[实施方式2]
在实施方式1中，使真空切断器4非导通而使直流电流转流到半导体开关20，使气体断路器3非导通之后使半导体开关20非导通，从而使直流切断器非导通。
即，如图3所示，使真空切断器4开始断开动作(时刻t1)，如果真空切断器4的2个接点分离(时刻t2)，则使气体断路器3开始断开动作(时刻t5)，如果气体断路器3的2个接点分离(时刻t6)，则使半导体开关20非导通(时刻t7)，使直流切断器非导通。
但是，从使真空切断器4开始断开动作至2个接点分离为止的时间T1(时刻t1～t2)、和从使气体断路器3开始断开动作至2个接点分离为止的时间T2(时刻t5～t6)不同。在图3中示出了T1<T2的情况。
因此，在本实施方式2中，在T1<T2的情况下，如图4(a)、(b)所示，使控制信号φ4和φ3同时上升为“H”电平而使真空切断器4和气体断路器3同时开始断开动作(时刻t1)。在该情况下也能够在使真空切断器4的2个接点分离之后使气体断路器3的2个接点分离，能够得到与实施方式1相同的效果。另外，能够将故障电流的切断所需的时间缩短与将气体断路器3的断开动作提前的时间相当的量。
此外，在本实施方式2中，使控制信号φ4和φ3同时上升为“H”电平而使真空切断器4和气体断路器3同时开始断开动作，但不一定需要完全同时，在由于控制装置30的性能等而引起的误差范围内偏移少量时间也没有关系。
另外，在本实施方式2中，使真空切断器4和气体断路器3同时开始断开动作，但只要能够在使真空切断器4的2个接点分离之后使气体断路器3的2个接点分离，则也可以在使气体断路器3开始断开动作之后使真空切断器4开始断开动作，也可以在使真空切断器4开始断开动作之后使气体断路器3开始断开动作。
[实施方式3]
图5是示出本发明的实施方式3的直流切断器的结构的电路框图，是与图1对比的图。参照图5，该直流切断器与图1的直流切断器不同的点在于：用气体切断器4A置换真空切断器4，用半导体开关20A置换半导体开关20，并去除了强制转流电路10。气体切断器4A是在电极之间充满SF6气体、氮、氩、空气、二氧化碳等绝缘消弧介质的结构。
如果使气体切断器4A进行断开动作，则在接点之间产生电弧，得到比真空切断器4高的电弧电压。半导体开关20A包括由SiC形成的IGBT21A。IGBT21A具有比较低的ON电压。因此，能够使气体切断器4A的电弧电压比半导体开关20A的ON电压充分高(即能够使气体切断器4A的电弧电阻比半导体开关20A的ON电阻(ON时的电阻值)充分高)，即使在气体切断器4A中不形成电流零点，也能够使直流电流转流到半导体开关20A。因此，不需要强制转流电路10，能够实现装置的低价格化。
[实施方式4]
图6是示出本发明的实施方式4的直流切断器的结构的电路框图，是与图1对比的图。参照图6，该直流切断器与图1的直流切断器不同的点在于用半导体开关20B置换了半导体开关20。
半导体开关20B是对半导体开关20追加了电容器22以及电阻元件23的结构。电容器22以及电阻元件23串联连接在IGBT21的集电极以及发射极之间，构成用于吸收浪涌电压的缓冲电路。在该实施方式4中，也可得到与实施方式1相同的效果。
此外，也可以如图7所示，在上游侧线路1a与下游侧线路1b之间串联连接多个(在图7中是4个)半导体开关20B。
[实施方式5]
图8是示出本发明的实施方式5的直流切断器的结构的电路框图，是与图6对比的图。参照图8，该直流切断器与图6的直流切断器不同的点在于用强制转流电路10A置换了强制转流电路10。
强制转流电路10A是对强制转流电路10追加了电阻元件17的结构。电阻元件17、电容器11、电抗器12以及开关13串联连接在真空切断器4的气体断路器3侧的电极与下游侧线路1b侧的电极之间。
在该实施方式5中，在使真空切断器4成为非导通状态时，能够通过电阻元件17使从电容器11经由电抗器12以及开关13提供给真空切断器4的逆电流衰减。
此外，有时还能够用电抗器12、线路的电阻分量代替电阻元件17。
[实施方式6]
图9是示出本发明的实施方式6的直流切断器的结构的电路框图，是与图8对比的图。参照图9，该直流切断器与图8的直流切断器不同的点在于用强制转流电路10B置换了强制转流电路10A。
强制转流电路10B是从强制转流电路10A去除开关14、15以及充电器16并追加了电池18的结构。电池18的正极经由电容器11、电抗器12以及开关13而与真空切断器4的下游侧线路1b侧的电极连接，电池18的负极经由电阻元件17而与真空切断器4的上游侧线路1a侧的电极连接。在使真空切断器4成为非导通状态时，开关13成为导通状态，从电池18经由电容器11、电抗器12以及开关13向真空切断器4流入与直流电流反向的电流。
在该实施方式6中，不需要开关14、15以及充电器16，所以能够实现装置的小型化。
[实施方式7]
图10是示出本发明的实施方式7的直流切断器的结构的电路框图，是与图6对比的图。参照图10，该直流切断器与图6的直流切断器不同的点在于追加了避雷器25。避雷器25与半导体开关20B并联连接，在使半导体开关20B非导通而切断了直流电流之后，吸收电路的能量。
即，如果半导体开关20B成为非导通，则直流电流从半导体开关B转流到避雷器25。在避雷器25中根据针对转流途中的过渡性的电流变化的响应速度而在端子之间产生电压。在该端子间电压大于系统电压的情况下，如果气体断路器3以及半导体开关20B各自具有能够耐受在避雷器25的端子之间产生的电压的耐压性能，则向避雷器25的转流成功。在避雷器25中流过的电流按照由避雷器25以及线路的电抗器决定的时间常数衰减。如果该电流大致达到零，则直流电流的切断完成。
在该实施方式7中，能够在使半导体开关20B非导通之后使电路的能量迅速地衰减。
[实施方式8]
图11是示出本发明的实施方式8的直流切断器的结构的电路框图，是与图10对比的图。参照图11，该直流切断器与图10的直流切断器不同的点在于用半导体开关20C置换了半导体开关20B。
半导体开关20C是对半导体开关20B追加了二极管24的结构。二极管24与IGBT21反并联连接。即，二极管24的阳极以及阴极分别与IGBT21的发射极以及集电极连接。
如果从电容器11经由电抗器12以及开关13向真空切断器4流入逆电流而使真空切断器4非导通，则在从电容器11的正极经由电抗器12、开关13、二极管24以及气体断路器3到达电容器11的负极的路径中流过电流。因此，电容器11的残留电压不被施加到IGBT21，IGBT21的压力被降低。
此外，从电容器11流入到二极管24的电流成为残留电流。能够通过例如图8的电阻元件17而使该残留电流衰减而消失。如果在残留电流消失之后使气体断路器3断开，则在气体断路器3中不产生电弧，得到与实施方式1同样的效果。
另外，如果气体断路器3被设计为即使流过残留电流那样的小的电流也能够消弧，则无需等待电弧消失而能够开始断开动作，能够缩短直至切断完成为止的时间，能够得到高速的直流切断器。另外，如果为了切断小电流而设置使用永久磁铁、电磁铁通过磁力驱动电弧来辅助消弧的单元，则能够可靠地切断气体断路器3。
[实施方式9]
图12是示出本发明的实施方式9的直流切断器的结构的电路框图，是与图11对比的图。参照图12，该直流切断器与图11的直流切断器不同的点在于追加了可饱和电抗器26。可饱和电抗器26连接在真空切断器4的下游侧线路1b侧的电极与开关13的下游侧线路1b侧的端子之间。
可饱和电抗器26具有如下特性：电感相对于电流值非线性地变化，如果电流值变大则电感变小，如果电流值变小则电感变大。由于设置了可饱和电抗器26，所以在从电容器11经由电抗器12以及开关13对真空切断器4供给逆电流而使在真空切断器4中流过的电流成为大致0A时，电流的时间上的变化变小。因此，真空切断器4易于切断，能够使直流电流可靠地从真空切断器4转流到半导体开关20。
此外，当然也可以适当地组合上述实施方式1～9。
应当理解，本次公开的实施方式在所有点中仅为例示而不是限制性的。本发明的范围并非是通过上述说明而是通过权利要求书表示，包括与权利要求书同等的意义以及范围内的所有变更。

Claims (22)

1.一种直流切断器，具备：
机械式开闭器，设置于流过直流电流的第1线路和第2线路之间，使来自所述第1线路的所述直流电流流到所述第2线路；
半导体开关，在所述第1线路和所述第2线路之间与所述机械式开闭器并联连接；以及
控制装置，
所述机械式开闭器包括在所述第1线路和所述第2线路之间串联连接的断路器以及机械式切断器，
通常在所述机械式开闭器中流过所述直流电流，在要切断所述直流电流的情况下，所述控制装置使所述机械式切断器为非导通而所述直流电流转流到所述半导体开关之后使所述断路器的接点分离，再之后使所述半导体开关为非导通。
2.根据权利要求1所述的直流切断器，其特征在于，
在所述机械式切断器的接点分离之后，所述断路器的接点分离。
3.根据权利要求2所述的直流切断器，其特征在于，
在所述机械式切断器的断开动作开始之后，所述断路器的断开动作开始。
4.根据权利要求2所述的直流切断器，其特征在于，
所述机械式切断器以及所述断路器的断开动作同时开始。
5.一种直流切断器，具备：
机械式开闭器，设置于流过直流电流的第1线路和第2线路之间，使来自所述第1线路的所述直流电流流到所述第2线路；以及
半导体开关，在所述第1线路和所述第2线路之间与所述机械式开闭器并联连接，
所述机械式开闭器包括在所述第1线路和所述第2线路之间串联连接的断路器以及机械式切断器，
通常在所述机械式开闭器中流过所述直流电流，在要切断所述直流电流的情况下，所述机械式切断器以及所述断路器的断开动作同时开始，使所述机械式切断器为非导通而所述直流电流转流到所述半导体开关之后使所述断路器以及所述半导体开关为非导通。
6.根据权利要求5所述的直流切断器，其特征在于，
在所述机械式切断器的接点分离之后，所述断路器的接点分离。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的直流切断器，其特征在于，
所述机械式切断器的极间耐压超过所述半导体开关的导通状态下的极间电压，而且低于所述断路器的极间耐压。
8.根据权利要求1至6中的任一项所述的直流切断器，其特征在于，
还具备强制转流电路，在要切断所述直流电流的情况下，所述强制转流电路使与所述直流电流相反的方向的电流流入到所述机械式切断器。
9.根据权利要求7所述的直流切断器，其特征在于，
还具备强制转流电路，在要切断所述直流电流的情况下，所述强制转流电路使与所述直流电流相反的方向的电流流入到所述机械式切断器。
10.根据权利要求8所述的直流切断器，其特征在于，
所述强制转流电路包括：
谐振电路，包括串联连接的电容器及电抗器；
充电器，在充电动作时对所述电容器进行充电；以及
开关，在切断所述机械式切断器的切断动作时，将所述谐振电路连接到所述机械式切断器，使与所述直流电流相反的方向的电流从所述电容器经由所述电抗器流入到所述机械式切断器。
11.根据权利要求8所述的直流切断器，其特征在于，
所述强制转流电路包括：
电池；
谐振电路，包括与所述电池串联连接的电容器及电抗器；以及
开关，在切断所述机械式切断器的切断动作时，将所述电池及所述谐振电路连接到所述机械式切断器，使与所述直流电流相反的方向的电流从所述电池经由所述电容器以及所述电抗器流入到所述机械式切断器。
12.根据权利要求8所述的直流切断器，其特征在于，
所述强制转流电路还包括电阻元件，在使所述机械式切断器为非导通之后所述电阻元件使与所述直流电流相反的方向的电流衰减。
13.根据权利要求8所述的直流切断器，其特征在于，
还具备可饱和电抗器，所述可饱和电抗器在所述第1线路和所述第2线路之间与所述机械式切断器串联连接，
在要切断所述直流电流的情况下，所述强制转流电路使与所述直流电流相反的方向的电流经由所述可饱和电抗器流入到所述机械式切断器。
14.根据权利要求1至6中的任一项所述的直流切断器，其特征在于，
在使所述机械式切断器为非导通之后，通过所述断路器切断与所述直流电流相反的方向的电流。
15.根据权利要求7所述的直流切断器，其特征在于，
在使所述机械式切断器为非导通之后，通过所述断路器切断与所述直流电流相反的方向的电流。
16.根据权利要求8所述的直流切断器，其特征在于，
在使所述机械式切断器为非导通之后，通过所述断路器切断与所述直流电流相反的方向的电流。
17.根据权利要求1至6中的任一项所述的直流切断器，其特征在于，
所述半导体开关包括晶体管。
18.根据权利要求7所述的直流切断器，其特征在于，
所述半导体开关包括晶体管。
19.根据权利要求17所述的直流切断器，其特征在于，
所述半导体开关包括串联连接的多个所述晶体管。
20.根据权利要求17所述的直流切断器，其特征在于，
所述半导体开关还包括与所述晶体管反并联连接的二极管。
21.根据权利要求1至6中的任一项所述的直流切断器，其特征在于，
还具备避雷器，所述避雷器与所述半导体开关并联连接，在使所述半导体开关为非导通之后吸收电能。
22.根据权利要求7所述的直流切断器，其特征在于，
还具备避雷器，所述避雷器与所述半导体开关并联连接，在使所述半导体开关为非导通之后吸收电能。
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