CN108092243B - 一种电容缓冲型混合式直流断路器 - Google Patents

Abstract

一种电容缓冲型混合式直流断路器，由第一电感(L)，第一电流通路(1)，第二电流通路(2)和第一限压器件(100)构成的限压支路组成；第一电流通路(1)由第一电力电子开关模块(30)和第一机械开关模块(20)串联组成；第二电流通路(2)包括正向电流通路和反向电流通路，正向电流通路由第一电容单元(40)、第二电力电子开关模块(50)和第一二极管模块(60)串联组成；反向电流通路由第二电容单元(70)、第三电力电子开关模块(80)和第二二极管模块(90)串联组成。在高压直流输电线路出现故障时，可大幅加快故障电流的分断速度。

Description

一种电容缓冲型混合式直流断路器

技术领域

本发明涉及一种断路器，具体涉及一种电容缓冲型混合式直流断路拓扑及其控制方法。

背景技术

快速直流断路器是保证直流输配电系统和直流电网系统稳定安全可靠运行的关键设备之一。与交流系统所不同的是，直流系统的电流并不存在自然过零点，因此直流系统中无法像交流系统一样利用电流的自然过零点关断，因此直流电流的开断问题一直是一个值得研究的课题。

目前开断直流电流通常有两种方式，第一种是纯电力电子断路器，如ABB＝公司的专利CN102870181A，利用大功率可关断电力电子器件，直接分断直流电流。利用这种原理制造的固态断路器，在时间上虽然可以满足多端柔性直流系统的要求，但在正常导通时的损耗过大，经济性较差。

第二种是混合断路器技术，即在传统的交流机械断路器的基础上，通过增加辅助的电力电子电路，投入限流电阻以降低短路电流或在开断弧间隙的直流电流上叠加振荡电流，利用电流过零时开断电路。利用这种原理制造的混合式断路器，其对机械开关有特殊要求，在分断时间上较难满足直流输电系统的要求。

西门子公司专利WO2013/093066A1提出的一种混合断路器技术，在主通路上串联机械开关和电力电子全控器件，另一条旁路由电容组成，当检测到故障电流时，主通路上电力电子全控器件断开，机械开关也开始开断，故障电流向旁路电容充电，这种电路的旁路电容不能取值过小，否则机械开关尚未完全打开，若旁路电容在故障电流充电下电压上升过快会超过机械开关和电力电子器件承受电压等级。该缓冲电容的运用可大幅降低设备成本，然而电容值取值大时，开断速度就会受到影响。

ABB公司专利CN102870181A提出的一种混合断路器技术，在主通路上串联机械开关和电力电子全控器件，另一条旁路由避雷器和压接IGBT并联组成，当检测到故障电流时，旁路上的压接IGBT全部导通，之后主通路上的电力电子全控器件断开，机械开关也开始关断，等到机械开关完全关断后，压接IGBT关断，避雷器接入电路抑制短路电流，这种断路器开断速度较快，但是整个旁路的压接IGBT承受电压之和必须要大于直流输电线路初始电压，这需要大量压接IGBT串联，造成整个直流断路器的成本较高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种电容缓冲型混合式直流断路器。本发明具有分断速度快、整体成本低、稳态运行时损耗小等特点。

本发明电容缓冲型混合式直流断路器拓扑有以下五种结构：

1、方案一：所述的直流断路器由第一电感，第一电流通路，第二电流通路和第一限压器件构成的限压支路组成；第一电感的第一引出端子与直流输电线路在第三连接点连接；第一电流通路的第二引出端子、第二电流通路的第二引出端子和第一限压器件的第二引出端子与直流输电线路在第四连接点连接；第一电感的第二引出端子、第一电流通路的第一引出端子、第二电流通路的第一引出端子和第一限压器件的第一引出端子在第五连接点连接。

第一电流通路由第一电力电子开关模块和第一机械开关模块串联组成，第一机械开关模块的第一引出端子作为第一电流通路的第一引出端子，第一电力电子开关模块的第二引出端子作为第一电流通路的第二引出端子，所述的第一机械开关模块包括至少一个机械开关串联组件，所述的第一电力电子开关模块包括至少一个电力电子器件串联组件；第二电流通路包括正向电流通路和反向电流通路；正向电流通路由第一电容单元、第二电力电子开关模块和第一二极管模块串联组成；反向电流通路由第二电容单元、第三电力电子开关模块和第二二极管模块串联组成；第一电容单元的第一引出端子和第二电容单元的第一引出端子连接作为第二电流通路的第一引出端子，第一二极管模块的第二引出端子和第二二极管模块的第二引出端子连接作为第二电流通路的第二引出端子。

第一电力电子开关模块的第二引出端子、第一二极管模块的第二引出端子和第二二极管模块的第二引出端子在第四连接点连接；第一机械开关模块的第一引出端子、第一电容单元的第一引出端子和第二电容单元的第一引出端子在第五连接点连接；第一机械开关模块的第二引出端子和第一电力电子开关模块的第一引出端子在第六连接点连接；第一电容单元的第二引出端子和第二电力电子开关模块的第一引出端子在第七连接点连接；第二电力电子开关模块的第二引出端子和第一二极管模块的第一引出端子在第八连接点连接；第二电容单元的第二引出端子和第三电力电子开关模块的第一引出端子在第九连接点连接；第三电力电子开关模块的第二引出端子和第二二极管模块的第一引出端子在第十连接点连接。

2、方案二：所述的直流断路器由第一电感，第一电流通路，第二电流通路和第一限压器件构成的限压支路组成；第一电感的第一引出端子与直流输电线路在第三连接点连接；第一电流通路的第二引出端子、第二电流通路的第二引出端子和第一限压器件的第二引出端子与直流输电线路在第四连接点连接；第一电感的第二引出端子、第一电流通路的第一引出端子、第二电流通路的第一引出端子和第一限压器件的第一引出端子在第五连接点连接。

第一电流通路由第一电力电子开关模块和第一机械开关模块串联组成，第一机械开关模块的第一引出端子作为第一电流通路的第一引出端子，第一电力电子开关模块的第二引出端子作为第一电流通路的第二引出端子，所述的第一电流通路中的第一机械开关模块包括至少一个机械开关串联组件，所述的第一电流通路中的第一电力电子开关模块包括至少一个电力电子器件串联组件；第二电流通路由第一电容单元、第二电力电子开关模块、第一二极管模块、第二二极管模块、第三二极管模块和第四二极管模块组成，第一二极管模块的第二引出端子和第三二极管模块的第一引出端子连接作为第二电流通路的第一引出端子，第二二极管模块的第二引出端子和第四二极管模块的第一引出端子连接作为第二电流通路的第二引出端子。

第一电力电子开关模块的第二引出端子、第二二极管模块的第二引出端子和第四二极管模块的第一引出端子在第四连接点连接；第一机械开关模块的第一引出端子、第一二极管模块的第二引出端子和第三二极管模块的第一引出端子在第五连接点连接；第一机械开关模块的第二引出端子和第一电力电子开关模块的第一引出端子在第六连接点连接；第一电容单元的第一引出端子、第一二极管模块的第一引出端子、第二二极管模块的第一引出端子在第七连接点连接；第一电容单元的第二引出端子和第二电力电子开关模块的第一引出端子在第八连接点连接；第二电力电子开关模块的第二引出端子、第三二极管模块的第二引出端子和第四二极管模块的第二引出端子在第九连接点连接。

3、方案三：所述的方案一、二中的第二电流通路的第二电力电子开关模块和所述方案一中的第三电力电子开关模块的组成方式之一为：由二极管桥和全控型器件组组成第二电力电子开关模块或第三电力电子开关模块。全控型器件组的正极连接二极管桥的正极，全控型器件组的负极连接二极管桥的负极。

4、方案四：所述方案一、二中的第二电流通路的第二电力电子开关模块和所述方案一中的第三电力电子开关模块的另一组成方式为：由二极管、全控型器件组、电容组成第二电力电子开关模块或第三电力电子开关模块。二极管的正极和全控型器件组的正极连接；全控型器件组的负极和电容的第二引出端子连接；二极管的负极和电容的第一引出端子连接。

5、方案五：所述方案一、二中的第二电流通路的第二电力电子开关模块和所述方案一中的第三电力电子开关模块的另一组成方式为：由全控型器件组、全控型器件组、电容组成第二电力电子开关模块或第三电力电子开关模块。全控型器件组的负极和全控型器件组的正极连接；全控型器件组的负极和电容的第二引出端子连接；全控型器件组的正极和电容的第一引出端子连接。

本发明方案一第一种结构形式的直流断路器中：

在直流输电线路正常运行时，第一电流通路的第一机械开关模块为闭合状态，第一电力电子开关模块为导通状态，第二电流通路的第二电力电子开关模块和第三电力电子开关模块处于导通状态。当检测到输电线路短路故障以后，首先关断第一电力电子开关模块，然后关断第一机械开关模块。当第一机械开关模块的触头拉开到一设定的距离时，关断第二电力电子开关模块和第三电力电子开关模块，从而将短路电流转移到第一限压器件构成的限压支路。

在直流输电线路正常运行时，第一电流通路的第一机械开关模块为闭合状态，第一电力电子开关模块为导通状态，第二电流通路的第二电力电子开关模块和第三电力电子开关模块处于导通状态。当检测到输电线路短路故障以后，首先关断第一机械开关模块，然后关断第一电力电子开关模块。当第一机械开关模块的触头拉开到一设定的距离时，关断第二电力电子开关模块和第三电力电子开关模块，从而将短路电流转移到第一限压器件构成的限压支路。

所述的第二电流通路的第一电容单元的两端和第二电容单元的两端均并联放电电路，放电电路由机械开关和放电电阻串联组成。第一电容单元两端的放电电路由第二机械开关和第一放电电阻串联组成。第二机械开关的第一引出端子和第一电容单元的第一引出端子连接，第一放电电阻的第二引出端子和第一电容单元的第二引出端子连接，第二机械开关的第二引出端子和第一放电电阻的第一引出端子连接；第二电容单元两端的放电电路由第三机械开关和第二放电电阻串联组成。第三机械开关的第一引出端子和第二电容单元的第一引出端子连接，第二放电电阻的第二引出端子和第二电容单元的第二引出端子连接，第三机械开关的第二引出端子和第二放电电阻的第一引出端子连接。

所述的第二电流通路的第一电容单元的两端和第二电容单元的两端均并联限压器件；第二限压器件的第一引出端子与第一电容单元的第一引出端子连接，第二限压器件的第二引出端子与第一电容单元的第二引出端子连接；第三限压器件的第一引出端子与第二电容单元的第一引出端子连接，第三限压器件的第二引出端子与第二电容单元的第二引出端子连接。

第一电流通路的第二电力电子开关模块的两端和第二电流通路的第三电力电子开关模块的两端均并联限压器件；第四限压器件的第一引出端子与第二电力电子开关模块的第一引出端子连接，第五限压器件的第二引出端子与第二电力电子开关模块的第二引出端子连接，第四限压器件的第二引出端子与第五限压器件的第一引出端子连接。第六限压器件的第一引出端子与第三电力电子开关模块的第一引出端子连接，第七限压器件的第二引出端子与第三电力电子开关模块的第二引出端子连接，第六限压器件的第二引出端子与第七限压器件的第一引出端子连接。第一电流通路的第一引出端子与地之间并联限压装置，第八限压器件的第一引出端子在第五连接点连接，第八限压器件的第二引出端子与地连接。第一电流通路的第二引出端子与地之间并联限压装置，第九限压器件的第一引出端子在第四连接点连接，第八限压器件的第二引出端子与地连接。

所述的第一电流通路的第一电力电子开关模块由两组全控型器件反向串联组成，每组全控型器件由一个或多个全控型器件串联组成；第二电流通路的第二电力电子开关模块和第三电力电子开关模块由一个或多个全控型器件串联组成。

本发明的优点：

a.该直流断路器拓扑可大幅加快开断速度；

b.整个换流拓扑可采用常规部件，制造难度相对较小，可靠性高；

c.该直流断路器能够将短路电流控制在较低的水平，从而保护系统安全性；

d.该直流断路器拓扑能够减小短路电流对换流站的影响；

e.更容易与柔性直流输电系统结合，适宜于一体化设计；

f.可大幅减小正常运行时的损耗。

附图说明

图1为本发明的实施例1的电路原理图；

图2为本发明的实施例1的一种电路原理图；

图3为本发明的实施例1的一种电路原理图；

图4为本发明的实施例2的电路原理图；

图5为本发明的实施例3的电路原理图；

图6为本发明的实施例4的电路原理图；

图7为本发明的实施例5的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

实施例1

图1所示为本发明的实施例1。如图1所示，本发明的直流断路器由第一电感L，第一电流通路1，第二电流通路2和第一限压器件100构成的限压支路组成；第一电感L的第一引出端子与直流输电线路在第三连接点3连接；第一电流通路1的第二引出端子、第二电流通路2的第二引出端子和第一限压器件100的第二引出端子与直流输电线路在第四连接点4连接；第一电感L的第二引出端子、第一电流通路1的第一引出端子、第二电流通路2的第一引出端子和第一限压器件100的第一引出端子在第五连接点5连接。

第一电流通路1由第一电力电子开关模块30和第一机械开关模块20串联组成，第一机械开关模块20的第一引出端子作为第一电流通路1的第一引出端子，第一电力电子开关模块30的第二引出端子作为第一电流通路1的第二引出端子，所述的第一电流通路1中的第一机械开关模块20包括至少一个机械开关串联组件，所述的第一电流通路1中的第一电力电子开关模块30包括至少一个电力电子器件串联组件。第二电流通路2包括正向电流通路和反向电流通路。正向电流通路由第一电容单元40、第二电力电子开关模块50和第一二极管模块60串联组成；反向电流通路由第二电容单元70、第三电力电子开关模块80和第二二极管模块90串联组成，第一电容单元40的第一引出端子和第二电容单元70的第一引出端子连接作为第二电流通路2的第一引出端子，第一二极管模块60的第二引出端子和第二二极管模块90的第二引出端子连接作为第二电流通路2的第二引出端子。

第一电力电子开关模块30的第二引出端子、第一二极管模块60的第二引出端子和第二二极管模块90的第二引出端子在第四连接点4连接；第一机械开关模块20的第一引出端子、第一电容单元40的第一引出端子和第二电容单元70的第一引出端子在第五连接点5连接；第一机械开关模块20的第二引出端子和第一电力电子开关模块30的第一引出端子在第六连接点6连接；第一电容单元40的第二引出端子和第二电力电子开关模块50的第一引出端子在第七连接点7连接；第二电力电子开关模块50的第二引出端子和第一二极管模块60的第一引出端子在第八连接点8连接；第二电容单元70的第二引出端子和第三电力电子开关模块80的第一引出端子在第九连接点9连接；第三电力电子开关模块80的第二引出端子和第二二极管模块90的第一引出端子在第十连接点10连接。

在直流输电线路正常运行时，第一电流通路1的第一机械开关模块20为闭合状态，第一电力电子开关模块30为导通状态，第二电流通路2的第二电力电子开关模块50和第三电力电子开关模块80处于导通状态。当检测到输电线路短路故障以后，首先关断第一电力电子开关模块30，然后关断第一机械开关模块20。当第一机械开关模块20的触头拉开到一设定的距离时，关断第二电力电子开关模块50和第三电力电子开关模块80，从而将短路电流转移到第一限压器件100构成的限压支路。

在直流输电线路正常运行时，第一电流通路1的第一机械开关模块20为闭合状态，第一电力电子开关模块30为导通状态，第二电流通路2的第二电力电子开关模块50和第三电力电子开关模块80处于导通状态。当检测到输电线路短路故障以后，首先关断第一机械开关模块20，然后关断第一电力电子开关模块30。当第一机械开关模块20的触头拉开到一设定的距离时，关断第二电力电子开关模块50和第三电力电子开关模块80，从而将短路电流转移到第一限压器件100构成的限压支路。

如图2所示，所述的第二电流通路2的第一电容单元40的两端和第二电容单元70的两端均并联放电电路。放电电路由机械开关和放电电阻串联组成。第一电容单元40两端的放电电路由第二机械开关K1和第一放电电阻R1串联组成，第二机械开关K1的第一引出端子和第一电容单元40的第一引出端子连接，第一放电电阻R1的第二引出端子和第一电容单元40的第二引出端子连接，第二机械开关K1的第二引出端子和第一放电电阻R1的第一引出端子连接；第二电容单元70两端的放电电路由第三机械开关K2和第二放电电阻R2串联组成，第三机械开关K2的第一引出端子和第二电容单元70的第一引出端子连接，第二放电电阻R2的第二引出端子和第二电容单元70的第二引出端子连接，第三机械开关K2的第二引出端子和第二放电电阻R2的第一引出端子连接。

如图3所示，所述的第二电流通路2的第一电容单元40的两端和第二电容单元70的两端均并联限压器件；第二限压器件Z2的第一引出端子与第一电容单元40的第一引出端子连接，第二限压器件Z2的第二引出端子与第一电容单元40的第二引出端子连接；第三限压器件Z3的第一引出端子与第二电容单元70的第一引出端子连接，第三限压器件Z3的第二引出端子与第二电容单元70的第二引出端子连接。

第一电流通路1的第二电力电子开关模块50的两端和第二电流通路2的第三电力电子开关模块80两端均并联限压器件；第四限压器件Z4的第一引出端子与第二电力电子开关模块50的第一引出端子连接，第五限压器件Z5的第二引出端子与第二电力电子开关模块50的第二引出端子连接，第四限压器件Z4的第二引出端子与第五限压器件Z5的第一引出端子连接。第六限压器件Z6的第一引出端子与第三电力电子开关模块80的第一引出端子连接，第七限压器件Z7的第二引出端子与第三电力电子开关模块80的第二引出端子连接，第六限压器件Z6的第二引出端子与第七限压器件Z7的第一引出端子连接。第一电流通路1的第一引出端子与地之间并联限压装置，第八限压器件Z8的第一引出端子在第五连接点5连接，第八限压器件Z8的第二引出端子与地连接。第一电流通路2的第二引出端子与地之间并联限压装置，第九限压器件Z9的第一引出端子在第四连接点4连接，第八限压器件Z8的第二引出端子与地连接。

所述的第一电流通路1的第一电力电子开关模块30由两组全控型器件反向串联组成，每组全控型器件由一个或多个全控型器件串联组成；第二电流通路2的第二电力电子开关模块50和第三电力电子开关模块80由一个或多个全控型器件串联组成。

实施例2

图4所示为本发明的实施例2。如图4所示，本发明的直流断路器由第一电感L，第一电流通路1，第二电流通路2和第一限压器件100构成的限压支路组成；第一电感L的第一引出端子与直流输电线路在第三连接点3连接；第一电流通路1的第二引出端子、第二电流通路2的第二引出端子和第一限压器件100的第二引出端子与直流输电线路在第四连接点4连接；第一电感L的第二引出端子、第一电流通路1的第一引出端子、第二电流通路2的第一引出端子和第一限压器件100的第一引出端子在第五连接点5连接。

第一电流通路1由第一电力电子开关模块30和第一机械开关模块20串联组成，第一机械开关模块20的第一引出端子作为第一电流通路1的第一引出端子，第一电力电子开关模块30的第二引出端子作为第一电流通路1的第二引出端子，所述的第一电流通路1中的第一机械开关模块20包括至少一个机械开关串联组件，所述的第一电流通路1中的第一电力电子开关模块30包括至少一个的电力电子器件串联组件；第二电流通路2由第一电容单元40、第二电力电子开关模块50、第一二极管模块60、第二二极管模块70、第三二极管模块80和第四二极管模块90组成，第一二极管模块60的第二引出端子和第三二极管模块80的第一引出端子连接作为第二电流通路2的第一引出端子，第二二极管模块70的第二引出端子和第四二极管模块90的第一引出端子连接作为第二电流通路2的第二引出端子。

第一电力电子开关模块30的第二引出端子、第二二极管模块70的第二引出端子和第四二极管模块90的第一引出端子在第四连接点4连接；第一机械开关模块20的第一引出端子、第一二极管模块60的第二引出端子和第三二极管模块80的第一引出端子在第五连接点5连接；第一机械开关模块20的第二引出端子和第一电力电子开关模块30的第一引出端子在第六连接点6连接；第一电容单元40的第一引出端子、第一二极管模块60的第一引出端子、第二二极管模块70的第一引出端子在第七连接点7连接；第一电容单元40的第二引出端子和第二电力电子开关模块50的第一引出端子在第八连接点8连接；第二电力电子开关模块50的第二引出端子、第三二极管模块80的第二引出端子和第四二极管模块90的第二引出端子在第九连接点9连接。

实施例3

图5所示为本发明的实施例3。如图5所示，本发明的直流断路器的第二电流通路2的第二电力电子开关模块50和第三电力电子开关模块80的另一组成方式为：由二极管桥52和全控型器件组53组成第二电力电子开关模块50或第三电力电子开关模块80。全控型器件组53的正极连接二极管桥52的正极，全控型器件组53的负极连接二极管桥52的负极。

实施例4

图6所示为本发明的实施例4。如图6所示，本发明的直流断路器的第二电流通路2的第二电力电子开关模块50和第三电力电子开关模块80的另一组成方式为：由二极管55、全控型器件组57、电容56组成第二电力电子开关模块50或第三电力电子开关模块80。二极管55的正极和全控型器件组57的正极连接；全控型器件组57的负极和电容56的第二引出端子连接；二极管55的负极和电容56的第一引出端子连接。

实施例5

图7所示为本发明的实施例5。如图7所示，本发明的直流断路器的第二电流通路2的第二电力电子开关模块50和第三电力电子开关模块80的另一组成方式为：由全控型器件组57、全控型器件组59、电容56组成第二电力电子开关模块50或第三电力电子开关模块80。全控型器件组59的负极和全控型器件组57的正极连接；全控型器件组57的负极和电容56的第二引出端子连接；全控型器件组59的正极和电容56的第一引出端子连接。

Claims (14)

1.一种电容缓冲型混合式直流断路器，其特征在于：所述的直流断路器由第一电感(L)，第一电流通路(1)，第二电流通路(2)和第一限压器件(100)构成的限压支路组成；第一电感(L)的第一引出端子与直流输电线路在第三连接点(3)连接；第一电流通路(1)的第二引出端子、第二电流通路(2)的第二引出端子和第一限压器件(100)的第二引出端子与直流输电线路在第四连接点(4)连接；第一电感(L)的第二引出端子、第一电流通路(1)的第一引出端子、第二电流通路(2)的第一引出端子和第一限压器件(100)的第一引出端子在第五连接点(5)连接；

第一电流通路(1)由第一电力电子开关模块(30)和第一机械开关模块(20)串联组成，第一机械开关模块(20)的第一引出端子作为第一电流通路(1)的第一引出端子，第一电力电子开关模块(30)的第二引出端子作为第一电流通路(1)的第二引出端子；所述的第一机械开关模块(20)包括至少一个机械开关串联组件，所述的第一电力电子开关模块(30)包括至少一个电力电子器件串联组件；第二电流通路(2)包括正向电流通路和反向电流通路；正向电流通路由第一电容单元(40)、第二电力电子开关模块(50)和第一二极管模块(60)串联组成；反向电流通路由第二电容单元(70)、第三电力电子开关模块(80)和第二二极管模块(90)串联组成；第一电容单元(40)的第一引出端子和第二电容单元(70)的第一引出端子连接作为第二电流通路(2)的第一引出端子，第一二极管模块(60)的第二引出端子和第二二极管模块(90)的第二引出端子连接作为第二电流通路(2)的第二引出端子；

第一电力电子开关模块(30)的第二引出端子、第一二极管模块(60)的第二引出端子和第二二极管模块(90)的第二引出端子在第四连接点(4)连接；第一机械开关模块(20)的第一引出端子、第一电容单元(40)的第一引出端子和第二电容单元(70)的第一引出端子在第五连接点(5)连接；第一机械开关模块(20)的第二引出端子和第一电力电子开关模块(30)的第一引出端子在第六连接点(6)连接；第一电容单元(40)的第二引出端子和第二电力电子开关模块(50)的第一引出端子在第七连接点(7)连接；第二电力电子开关模块(50)的第二引出端子和第一二极管模块(60)的第一引出端子在第八连接点(8)连接；第二电容单元(70)的第二引出端子和第三电力电子开关模块(80)的第一引出端子在第九连接点(9)连接；第三电力电子开关模块(80)的第二引出端子和第二二极管模块(90)的第一引出端子在第十连接点(10)连接。

2.按照权利要求1所述的一种电容缓冲型混合式直流断路器，其特征在于：在直流输电线路正常运行时，第一电流通路(1)的第一机械开关模块(20)为闭合状态，第一电力电子开关模块(30)为导通状态，第二电流通路(2)的第二电力电子开关模块(50)和第三电力电子开关模块(80)处于导通状态；当检测到输电线路短路故障以后，首先关断第一电力电子开关模块(30)，然后关断第一机械开关模块(20)；当第一机械开关模块(20)的触头拉开到设定的距离时，关断第二电力电子开关模块(50)和第三电力电子开关模块(80)，从而将短路电流转移到第一限压器件(100)构成的限压支路。

3.按照权利要求1所述的一种电容缓冲型混合式直流断路器，其特征在于：在直流输电线路正常运行时，第一电流通路(1)的第一机械开关模块(20)为闭合状态，第一电力电子开关模块(30)为导通状态，第二电流通路(2)的第二电力电子开关模块(50)和第三电力电子开关模块(80)处于导通状态；当检测到输电线路短路故障以后，首先关断第一机械开关模块(20)，然后关断第一电力电子开关模块(30)；当第一机械开关模块(20)的触头拉开到设定的距离时，关断第二电力电子开关模块(50)和第三电力电子开关模块(80)，从而将短路电流转移到第一限压器件(100)构成的限压支路。

4.按照权利要求1所述的一种电容缓冲型混合式直流断路器，其特征在于：所述的第二电流通路(2)的第二电力电子开关模块(50)和第三电力电子开关模块(80)的另一组成方式为：由二极管桥(52)和全控型器件组(53)组成第二电力电子开关模块(50)或第三电力电子开关模块(80)；全控型器件组(53)的正极连接二极管桥(52)的正极，全控型器件组(53)的负极连接二极管桥(52)的负极。

5.按照权利要求1所述的一种电容缓冲型混合式直流断路器，其特征在于：所述的第二电流通路(2)的第二电力电子开关模块(50)和第三电力电子开关模块(80)的另一组成方式为：由二极管(55)、全控型器件组(57)、电容(56)组成第二电力电子开关模块(50)或第三电力电子开关模块(80)；二极管(55)的正极和全控型器件组(57)的正极连接；全控型器件组(57)的负极和电容(56)的第二引出端子连接；二极管(55)的负极和电容(56)的第一引出端子连接。

6.按照权利要求1所述的一种电容缓冲型混合式直流断路器，其特征在于：所述的第二电流通路(2)的第二电力电子开关模块(50)和第三电力电子开关模块(80)的另一组成方式为：由第一全控型器件组(57)、第二全控型器件组(59)、电容(56)组成第二电力电子开关模块(50)或第三电力电子开关模块(80)；第二全控型器件组(59)的负极和第一全控型器件组(57)的正极连接；第一全控型器件组(57)的负极和电容(56)的第二引出端子连接；第二全控型器件组(59)的正极和电容(56)的第一引出端子连接。

7.按照权利要求1所述的一种电容缓冲型混合式直流断路器，其特征在于：所述的第二电流通路(2)的第一电容单元(40)的两端和第二电容单元(70)的两端均并联放电电路；第一电容单元(40)两端的放电电路由第二机械开关(K1)和第一放电电阻(R1)串联组成，第二机械开关(K1)的第一引出端子和第一电容单元(40)的第一引出端子连接，第一放电电阻(R1)的第二引出端子和第一电容单元(40)的第二引出端子连接，第二机械开关(K1)的第二引出端子和第一放电电阻(R1)的第一引出端子连接；第二电容单元(70)两端放电电路由第三机械开关(K2)和第二放电电阻(R2)串联组成，第三机械开关(K2)的第一引出端子和第二电容单元(70)的第一引出端子连接，第二放电电阻(R2)的第二引出端子和第二电容单元(70)的第二引出端子连接，第三机械开关(K2)的第二引出端子和第二放电电阻(R2)的第一引出端子连接。

8.按照权利要求1所述的一种电容缓冲型混合式直流断路器，其特征在于：所述的第二电流通路(2)的第一电容单元(40)的两端和第二电容单元(70)的两端均并联限压器件；第二限压器件(Z2)的第一引出端子与第一电容单元(40)的第一引出端子连接，第二限压器件(Z2)的第二引出端子与第一电容单元(40)的第二引出端子连接；第三限压器件(Z3)的第一引出端子与第二电容单元(70)的第一引出端子连接，第三限压器件(Z3)的第二引出端子与第二电容单元(70)的第二引出端子连接；第一电流通路(1)的第二电力电子开关模块(50)两端和第二电流通路(2)的第三电力电子开关模块(80)两端均并联限压器件；第四限压器件(Z4)的第一引出端子与第二电力电子开关模块(50)的第一引出端子连接，第五限压器件(Z5)的第二引出端子与第二电力电子开关模块(50)的第二引出端子连接，第四限压器件(Z4)的第二引出端子与第五限压器件(Z5)的第一引出端子连接；第六限压器件(Z6)的第一引出端子与第三电力电子开关模块(80)的第一引出端子连接，第七限压器件(Z7)的第二引出端子与第三电力电子开关模块(80)的第二引出端子连接，第六限压器件(Z6)的第二引出端子与第七限压器件(Z7)的第一引出端子连接；第一电流通路(1)的第一引出端子与地之间并联限压装置，第八限压器件(Z8)的第一引出端子在第五连接点(5)连接，第八限压器件(Z8)的第二引出端子与地连接；第一电流通路(2)的第二引出端子与地之间并联限压装置，第九限压器件(Z9)的第一引出端子在第四连接点(4)连接，第八限压器件(Z8)的第二引出端子与地连接。

9.按照权利要求1所述的一种电容缓冲型混合式直流断路器，其特征在于：所述的第一电流通路(1)的第一电力电子开关模块(30)由两组全控型器件反向串联组成，每组全控型器件由一个或多个全控型器件串联组成；第二电流通路(2)的第二电力电子开关模块(50)和第三电力电子开关模块(80)由一个或多个全控型器件串联组成。

10.一种电容缓冲型混合式直流断路器，其特征在于：所述的直流断路器由第一电感(L)，第一电流通路(1)，第二电流通路(2)和第一限压器件(100)构成的限压支路组成；第一电感(L)的第一引出端子与直流输电线路在第三连接点(3)连接；第一电流通路(1)的第二引出端子、第二电流通路(2)的第二引出端子和第一限压器件(100)的第二引出端子与直流输电线路在第四连接点(4)连接；第一电感(L)的第二引出端子、第一电流通路(1)的第一引出端子、第二电流通路(2)的第一引出端子和第一限压器件(100)的第一引出端子在第五连接点(5)连接；

第一电流通路(1)由第一电力电子开关模块(30)和第一机械开关模块(20)串联组成，第一机械开关模块(20)的第一引出端子作为第一电流通路(1)的第一引出端子，第一电力电子开关模块(30)的第二引出端子作为第一电流通路(1)的第二引出端子，所述的第一机械开关模块(20)包括至少一个机械开关串联组件，所述的第一电力电子开关模块(30)包括至少一个电力电子器件串联组件；第二电流通路(2)由第一电容单元(40)、第二电力电子开关模块(50)、第一二极管模块(60)、第二二极管模块(70)、第三二极管模块和第四二极管模块(90)组成；

第一二极管模块(60)的第二引出端子和第三二极管模块的第一引出端子连接作为第二电流通路(2)的第一引出端子，第二二极管模块(70)的第二引出端子和第四二极管模块(90)的第一引出端子连接作为第二电流通路(2)的第二引出端子；

第一电力电子开关模块(30)的第二引出端子、第二二极管模块(70)的第二引出端子和第四二极管模块(90)的第一引出端子在第四连接点(4)连接；第一机械开关模块(20)的第一引出端子、第一二极管模块(60)的第二引出端子和第三二极管模块的第一引出端子在第五连接点(5)连接；第一机械开关模块(20)的第二引出端子和第一电力电子开关模块(30)的第一引出端子在第六连接点(6)连接；第一电容单元(40)的第一引出端子、第一二极管模块(60)的第一引出端子、第二二极管模块(70)的第一引出端子在第七连接点(7)连接；第一电容单元(40)的第二引出端子和第二电力电子开关模块(50)的第一引出端子在第八连接点(8)连接；第二电力电子开关模块(50)的第二引出端子、第三二极管模块的第二引出端子和第四二极管模块(90)的第二引出端子在第九连接点(9)连接。

11.按照权利要求10所述的一种电容缓冲型混合式直流断路器，其特征在于：所述的第二电流通路(2)的第二电力电子开关模块(50)的另一组成方式为：由二极管桥(52)和全控型器件组(53)组成第二电力电子开关模块(50)；全控型器件组(53)的正极连接二极管桥(52)的正极，全控型器件组(53)的负极连接二极管桥(52)的负极。

12.按照权利要求10所述的一种电容缓冲型混合式直流断路器，其特征在于：所述的第二电流通路(2)的第二电力电子开关模块(50)的另一组成方式为：由二极管(55)、全控型器件组(57)、电容(56)组成第二电力电子开关模块(50)；二极管(55)的正极和全控型器件组(57)的正极连接；全控型器件组(57)的负极和电容(56)的第二引出端子连接；二极管(55)的负极和电容(56)的第一引出端子连接。

13.按照权利要求10所述的一种电容缓冲型混合式直流断路器，其特征在于：所述的第二电流通路(2)的第二电力电子开关模块(50)的另一组成方式为：由第一全控型器件组(57)、第二全控型器件组(59)、电容(56)组成第二电力电子开关模块(50)；第二全控型器件组(59)的负极和第一全控型器件组(57)的正极连接；第一全控型器件组(57)的负极和电容(56)的第二引出端子连接；第二全控型器件组(59)的正极和电容(56)的第一引出端子连接。

14.按照权利要求10所述的一种电容缓冲型混合式直流断路器，其特征在于：所述的第一电流通路(1)的第一电力电子开关模块(30)由两组全控型器件反向串联组成，每组全控型器件由一个或多个全控型器件串联组成；第二电流通路(2)的第二电力电子开关模块(50)由一个或多个全控型器件串联组成。