CN109638761B - 混合式直流断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混合式直流断路器，包括支撑架及第一机械开关、第二机械开关、电力电子开关、形成正极通路的第一正极端子和第二正极端子、形成第一中性通路的第一中性端子和第二中性端子、形成第二中性通路的第三中性端子和第四中性端子、形成负极通路的第一负极端子和第二负极端子；电力电子开关用于当所述正极通路的电能大于第一阈值时断开所述正极通路，当所述负极通路的电能大于第二阈值时断开所述负极通路；第一机械开关当所述正极通路的电能大于第三阈值时断开所述正极通路和所述第一中性通路，第二机械开关当所述负极通路的电能大于第四阈值时断开所述负极通路和所述第二中性通路，本发明可提高断路器断开速度，降低断路器体积。

Description

混合式直流断路器

技术领域

本发明涉及直流电力系统技术领域，尤其涉及一种混合式直流断路器。

背景技术

随着直流电力系统在高压直流输电系统(HVDC)、直流微网系统、船舶电力系统和轨道交通等领域得到广泛应用，直流断路器作为在规定时间承载、开断直流运行支路正常电流以及各种故障电流的开关设备，是提高直流配电系统稳定性、可靠性与灵活性的重要手段，是直流电力系统运行、控制和保护的基础，成为系统安全运行和保护的关键设备，对防止系统故障范围扩张有着重大意义。

由于直流系统的电流没有自然过零点，用于交流和直流系统断路器的要求有显著不同，以直流微网为例，当直流系统中出现短路故障时，电流上升率可达到1000A/us以上，峰值电流达到7kA以上，传统机械式断路器分断比较困难，需要特殊设计分断、灭弧、触头系统来实现保护，而且线路传感中存储的大量能量需要释放，这需提高系统的耐压水平和绝缘强度，而且不能满足系统快速分断故障的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合式直流断路器，提高断路器的断开速度。

为了达到以上目的，本发明一方面公开了一种混合式直流断路器，包括支撑架及固定于所述支撑架上的第一机械开关、第二机械开关、电力电子开关、第一正极端子、第二正极端子、第一中性端子、第二中性端子、第三中性端子、第四中性端子、第一负极端子和第二负极端子；

其中，所述第一正极端子与所述第二正极端子连通形成正极通路，所述第一负极端子与所述第二负极端子连通形成负极通路，所述第一中性端子和第二中性端子连通形成第一中性通路，所述第三中性端子和第四中性端子连通形成第二中性通路；

所述电力电子开关设于所述正极通路、第一中性通路、第二中性通路和负极通路中，用于当所述正极通路的电能大于第一阈值时断开所述正极通路，当所述负极通路的电能大于第二阈值时断开所述负极通路；所述第一机械开关设于所述正极通路和第一中性通路中，用于当所述正极通路的电能大于第三阈值时断开所述正极通路和所述第一中性通路，所述第二机械开关设于所述第二中性通路和负极通路中，用于当所述负极通路的电能大于第四阈值时断开所述负极通路和所述第二中性通路。

优选地，所述第一机械开关和所述第二机械开关为多断口机械开关，所述第一机械开关包括第一支路和第二支路，所述第二机械开关包括第三支路和第四支路；

所述第一支路的两端分别与所述第一正极端子和所述电力电子开关连接，所述第二支路的两端分别与所述第一中性端子和所述电力电子开关连接，所述第三支路的两端分别与所述第三中性端子和所述电力电子开关连接，所述第四支路的两端分别与所述第一负极端子和所述电力电子开关连接；

所述电力电子开关进一步与所述第二正极端子、第二中性端子、第四中性端子和第二负极端子连接。

优选地，所述电力电子开关包括第一电压传感器、第二电压传感器、第一电流传感器、第二电流传感器、第一电容器、第二电容器、第一电阻器、第二电阻器、第一晶体管、第二晶体管、第一二极管、第二二极管、取能电源、采样板和控制板；

其中，所述第一电压传感器和第一电流传感器分别检测所述正极通路的电压和电流；所述第二电压传感器和第二电流传感器分别检测所述负极通路的电压和电流，所述第一电压传感器、第二电压传感器、第一电流传感器和第二电流传感器的信号输出端分别与所述采样板连接；

所述第一电容器和所述第一电阻器的第一端与所述第二正极端子连接，第二端与所述第二中性端子和所述第一机械开关分别连接；

所述第一晶体管的控制端与所述控制板连接，第一端与所述第二正极端子连接，第二端与所述第一二极管的阴极和所述第一机械开关分别连接，所述第一二极管的阳极与所述第二中性端子和所述第一机械开关分别连接；

所述第二晶体管的控制端与所述控制板连接，第一端与所述第二负极端子连接，第二端与所述第二二极管的阴极和所述第二机械开关分别连接，所述第二二极管的阳极与所述第四中性端子和所述第二机械开关分别连接；

所述采样板用于接收所述第一电压传感器、第二电压传感器、第一电流传感器和第二电流传感器的输出信号并处理得到参考信号；

所述控制板接收采样板传输的参考信号并根据所述参考信号形成控制信号，将所述控制信号传输至所述第一晶体管和/第二晶体管的控制端以使所述第一晶体管和/或第二晶体管导通或断开。

优选地，所述支撑架包括沿竖直方向平行设置的第一支撑板和第二支撑板以及固定支撑所述第一支撑板和第二支撑板的支撑框架，其中所述第一支撑板位于所述第二支撑板上方；

所述第一机械开关和所述第二机械开关并排固定在所述第一支撑板上，所述电力电子开关固定在所述第二支撑板上，所述第一机械开关和所述第二机械开关间设有所述第一正极端子、第一中性端子和第一负极端子，所述电力电子开关的侧面设有所述第二正极端子、第二中性端子和第二负极端子；

所述第一正极端子与所述第一机械开关、所述第一中性端子与所述第一机械开关、所述第三中性端子与所述第二机械开关以及所述第一负极端子与所述第二机械开关通过第一导电组件电连接；

所述第二正极端子、所述第二中性端子、所述第四中性端子和所述第二负极端子与所述电力电子开关通过第二导电组件电连接。

优选地，所述电力电子开关包括中央形成有空腔的外壳，所述空腔中收容有所述第一电阻器、所述第二电阻器、取能电源、第一电压传感器、第二电压传感器、采样板和控制板，所述外壳外表面固定有第一电流传感器、第二电流传感器、第一直流电容、第二直流电容、第一晶体管、第二晶体管、第一二极管、第二二极管、第一复合母排和第二复合母排，其中，所述第一直流电容、第一晶体管和第一二极管通过所述第一复合母排电连接，所述第二直流电容、第二晶体管和第二二极管通过所述第二复合母排电连接，所述第一复合母排和所述第二复合母排包括多个分别与所述第一机械开关、第二机械开关、第二正极端子、第二中性端子、第四中性端子和第二负极端子电连接的外接端子。

优选地，所述第一电阻器、第二电阻器、取能电源、第一电压传感器、第二电压传感器、采样板和控制板分层设置于所述外壳内。

优选地，所述外壳包括相对的第一侧和第二侧以及相对的第三侧和第四侧，所述第一复合母排和所述第二复合母排分别设置于所述外壳第一侧和第二侧的外表面上，所述第一复合母排朝向所述外壳的一侧固定有所述第一晶体管和第一二极管，所述第二复合母排朝向所述外壳的一侧固定有所述第二晶体管和第二二极管。

优选地，所述第二正极端子、第二中性端子、第四中性端子和第二负极端子设于所述电力电子开关对应于所述外壳的第三侧的侧面。

优选地，所述电力电子开关还包括散热组件，所述散热组件包括与外部水路连接的分水器以及与所述分水器连通的第一散热板和第二散热板；

所述第一散热板设于所述外壳外表面上，所述第一散热板远离所述外壳的表面上设有所述第一晶体管和第一二极管，所述第二散热板设于所述外壳外表面上，所述第二散热板远离所述外壳的表面上设有所述第二晶体管和第二二极管；

所述分水器设于所述电力电子开关对应于所述外壳的第四侧的侧面。

优选地，所述第一复合母排至少包括设于顶部的与所述第一机械开关连接的第一顶端端子、靠近所述第三侧与所述第二正极端子和所述第二中性端子分别连接的两个第一侧端端子以及靠近所述第四侧与所述第一机械开关连接的第二侧端端子，所述第二复合母排至少包括设于顶部的与所述第二机械开关连接的第二顶端端子、靠近所述第三侧与所述第二负极端子和所述第四中性端子分别连接的两个第三侧端端子以及靠近所述第四侧与所述第二机械开关连接的第四侧端端子。

本发明提供了一种多极性的混合式断路器，通过在正极通路、第一中性通路、负极通路和第二中性通路中串联机械开关和电力电子开关，当电力系统出现故障时，通过电力电子开关快速断开故障通路，并吸收故障通路产生的短路能量，然后通过机械开关进一步断开故障通路并且过零熄弧，从而达到故障时提高故障通路断开速度的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本发明混合式直流断路器一个具体实施例的外形图；

图2示出本发明混合式直流断路器一个具体实施例的原理图；

图3示出本发明混合式直流断路器一个具体实施例中电力电子开关的外形图；

图4示出本发明混合式直流断路器一个具体实施例中电力电子开关的分解图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例公开了一种混合式直流断路器，该混合式直流断路器包括支撑架1及固定于所述支撑架1上的第一机械开关31、第二机械开关32、电力电子开关2、第一正极端子8、第二正极端子5、第一中性端子92、第二中性端子61、第三中性端子91、第四中性端子62、第一负极端子10和第二负极端子7。本实施例中，第一正极端子8和第二正极端子5连接+750V电压，第一负极端子10和第二负极端子7连接-750V电压，第一中性端子92、第二中性端子61、第三中性端子91和第四中性端子62接地，电压为0V，在其他实施例中，混合式直流断路器也可用于其他直流电力系统，从而各端子可接入其他电压，本发明对此并不作限定。

其中，所述第一正极端子8与所述第二正极端子5连通形成正极通路，所述第一负极端子10与所述第二负极端子7连通形成负极通路，所述第一中性端子92和第二中性端子61连通形成第一中性通路，所述第三中性端子91和第四中性端子62连通形成第二中性通路。

所述电力电子开关2设于所述正极通路、第一中性通路、第二中性通路和负极通路中，用于当所述正极通路的电能大于第一阈值时断开所述正极通路，当所述负极通路的电能大于第二阈值时断开所述负极通路；所述第一机械开关31设于所述正极通路和第一中性通路中，用于当所述正极通路的电能大于第三阈值时断开所述正极通路和所述第一中性通路，所述第二机械开关32所述第二机械开关设于所述第二中性通路和负极通路中，用于当所述负极通路的电能大于第四阈值时断开所述负极通路和所述第二中性通路。

本发明提供了一种多极性的混合式断路器，第一机械开关31串联于正极通路和第一中性通路中，第二机械开关32串联于负极通路和第二中性通路中，电力电子开关2分别串联在正极通路、第一中性通路、负极通路和第二中性通路中，当正极通路或负极通路出现故障时，电力电子开关2检测到故障通路电流或电压的异常变化后快速断开故障通路，并吸收故障通路产生的短路能量，然后通过机械开关进一步断开故障通路并且过零熄弧，从而达到故障时提高故障通路断开速度的效果。

作为一种优选的实施方式，所述第一机械开关31和所述第二机械开关32可选择多断口机械开关。所述第一机械开关31至少包括第一支路311和第二支路312，所述第二机械开关32至少包括第三支路321和第四支路322。所述第一支路311的两端分别与所述第一正极端子8和所述电力电子开关2连接，所述第二支路312的两端分别与所述第一中性端子92和所述电力电子开关2连接，所述第三支路321的两端分别与所述第三中性端子91和所述电力电子开关2连接，所述第四支路322的两端分别与所述第一负极端子10和所述电力电子开关2连接，所述电力电子开关2进一步与所述第二正极端子5、第二中性端子61、第四中性端子62和第二负极端子7连接。采用多断口机械开关可实现当正极通路出现故障时，分别断开正极通路和第一中性通路，当负极通路出现故障时，分别断开负极通路和第二中性通路，通过多断口断开故障通路以降低系统所需的耐压性能。

在优选的实施方式中，如图2所示，所述电力电子开关2可包括第一电压传感器PT1、第二电压传感器PT2、第一电流传感器CT1、第二电流传感器CT2、第一电容器C1、第二电容器C2、第一电阻器R1、第二电阻器R2、第一晶体管T1、第二晶体管T2、第一二极管D1、第二二极管D2、采样板18和控制板19。优选的，所述电力电子开关2还可包括取能电源15，该取能电源15可为控制板19、采样板18供电。

其中，所述第一电压传感器PT1和第一电流传感器CT1分别检测所述正极通路的电压和电流；所述第二电压传感器PT2和第二电流传感器CT2分别检测所述负极通路的电压和电流。

所述第一电容器C1和所述第一电阻器R1的第一端与所述第二正极端子5连接，第二端与所述第二中性端子61和所述第一机械开关31分别连接。

所述第一晶体管T1的控制端与所述控制板19连接，第一端与所述第二正极端子5连接，第二端与所述第一二极管D1的阴极和所述第一机械开关31分别连接，所述第一二极管D1的阳极与所述第二中性端子61和所述第一机械开关31分别连接。具体的，本实施例中，第一二极管D1的阴极与所述第一支路311的第一端连接，第一支路311的第二端与所述第一正极端子8连接，第一二极管D1的阳极与所述第二支路312的第一端连接，第二支路312的第二端与所述第一中性端子92连接。

所述第二晶体管T2的控制端与所述控制板19连接，第一端与所述第二负极端子7连接，第二端与所述第二二极管D2的阴极和所述第二机械开关32分别连接，所述第二二极管D2的阳极与所述第四中性端子62和所述第二机械开关32分别连接。具体的，本实施例中，第二二极管D2的阴极与所述第三支路321的第一端连接，第三支路321的第二端与所述第三中性端子91连接，第二二极管D2的阳极与所述第四支路322的第一端连接，第四支路322的第二端与所述第一负极端子10连接。

第一电压传感器PT1、第二电压传感器PT2、第一电流传感器CT1和第二电流传感器CT2的信号输出端分别与所述采样板18连接。所述采样板18可接收所述第一电压传感器PT1、第二电压传感器PT2、第一电流传感器CT1和第二电流传感器CT2的输出信号并处理得到参考信号。本实施例中，通过第一电压传感器PT1和第一电流传感器CT1可检测正极通路的电压和电流，通过第二电压传感器PT2和第二电流传感器CT2可检测负极通路的电压和电流。第一电压传感器PT1、第一电流传感器CT1、第二电压传感器PT2和第二电流传感器CT2检测的电流和电压信号可传输至采样板18，采样板18可对接收的电压和电流信号进行处理，得到参考信号，例如采样板18上可设置模数转换器等器件，将模拟量的电压和电流信号转换为数字形式的参考信号，以便于控制板19处理数字形式的参考信号。

所述控制板19可接收采样板18传输的参考信号并根据所述参考信号形成控制信号，将所述控制信号传输至所述第一晶体管T1和/第二晶体管T2的控制端以使所述第一晶体管T1和/或第二晶体管T2导通或断开。

具体的，所述控制板19接收并分析参考信号，根据所述参考信号确定对应的正极通路和负极通路是否出现故障，当控制板19分析得到正极通路的电压或电流的电能大于第一阈值时，确定正极通路出现故障，则输出第一控制信号至第一晶体管T1的控制端，第一晶体管T1响应于所述第一控制信号而断开正极通路。正极通路断开后，进一步通过第一二极管D1和第一电容吸收短路能量。同时，第一机械开关31在正极通路的电能大于第三阈值时断开所述正极通路和所述第一中性通路，该第三阈值可设置为正极通路发生故障时正极通路中的电压值和/或电流值，则第一机械开关31可在正极通路发出故障时断开。

当控制板19分析得到负极通路的电压或电流的电能大于第二阈值时，确定负极通路出现故障，则输出第二控制信号至第二晶体管T2的控制端，第二晶体管T2响应于所述第二控制信号而断开负极通路。负极通路断开后，进一步通过第二二极管D2和第二电容器C2吸收短路能量。同时，第二机械开关32在负极通路的电能大于第四阈值时断开所述负极通路和所述第二中性通路，该第四阈值可设置为负极通路发生故障时负极通路中的电压值和/或电流值，则第二机械开关32可在正极通路发出故障时断开。本发明先通过断开速度快的电力电子开关2断开故障通路，并通过续流二极管和电容吸收发出故障产生的短路能量，然后配合机械开关的进一步断开，过零熄弧以实现安全断开，断开速度快，降低对于系统的耐压和绝缘强度要求。

在优选的实施方式中，断路器的支撑架1可包括沿竖直方向平行设置的第一支撑板和第二支撑板以及固定支撑所述第一支撑板和第二支撑板的支撑框架，以保持第一支撑板和第二支撑板的相对位置。其中所述第一支撑板位于所述第二支撑板上方。

其中，所述第一机械开关31和所述第二机械开关32并排固定在所述第一支撑板上，所述电力电子开关2固定在所述第二支撑板上，所述第一机械开关31和所述第二机械开关32间设有所述第一正极端子8、第一中性端子92和第一负极端子10，所述电力电子开关2的侧面设有所述第二正极端子5、第二中性端子61和第二负极端子7。

所述第一正极端子8与所述第一机械开关31、所述第一中性端子92与所述第一机械开关31、所述第三中性端子91与所述第二机械开关32以及所述第一负极端子10与所述第二机械开关32通过第一导电组件电连接；所述第二正极端子5、所述第二中性端子61、所述第四中性端子62和所述第二负极端子7与所述电力电子开关2通过第二导电组件电连接。可选的，所述第一电流传感器CT1可设置于与所述第二正极端子5连接的所述第一导电组件中，以串联在正极通路中，检测正极通路中的电流，所述第二电流传感器CT2可设置于与所述第二负极端子7连接的所述第一导电组件中，以串联在正极通路和负极通路中，检测正极通路和负极通路中的电流。本实施例中，两个机械开关和电力电子开关2沿竖直方向设置，可减小水平方向的体积，并便于断路器与外部电力系统连接。

在优选的实施方式中，如图3和图4所示，所述电力电子开关2可包括中央形成有空腔的外壳13，所述空腔中收容有所述第一电阻器R1、所述第二电阻器R2、取能电源15、第一电压传感器PT1、第二电压传感器PT2、采样板18和控制板19，所述外壳13外表面固定第一直流电容、第二直流电容、第一晶体管T1、第二晶体管T2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一复合母排11和第二复合母排。本发明的混合式断路器采用近似对称结构，固定在第一复合母排11相对侧的第二复合母排、第二直流电容、第二晶体管和第二二极管未在附图中示出。

其中，所述第一直流电容、第一晶体管T1和第一二极管D1通过所述第一复合母排11电连接，所述第二直流电容、第二晶体管T2和第二二极管D2通过所述第二复合母排电连接，所述第一复合母排11和所述第二复合母排包括多个与所述第一机械开关31、第二机械开关32、第二正极端子5、第二中性端子61、第四中性端子62和第二负极端子7电连接的外接端子。其中，第一复合母排11和第二复合母排可采用相同的结构，以便于安装，降低成本。本实施例中，第一晶体管T1、第一二极管D1和第一电容器C1通过第一复合母排11完成电气连接，第二晶体管T2、第二二极管D2和第二电容器C2通过第二复合母排完成电气连接，以实现电力电子开关2的杂散电感最小化设计，减小断路器体积，从而可提供一种断开速度快、结构紧凑的混合式断路器。

在优选的实施方式中，所述第一电阻器R1、所述第二电阻器R2、取能电源15、第一电压传感器PT1、第二电压传感器PT2、采样板18和控制板19分层设置于所述外壳13内，以合理利用外壳13内部空间，合理分配电力电子开关2空间，减小电力电子开关2尺寸。

所述外壳13可包括相对的第一侧和第二侧以及相对的第三侧和第四侧，所述第一复合母排11和所述第二复合母排分别设置于所述外壳13第一侧和第二侧的外表面上，所述第一复合母排11朝向所述外壳13的一侧固定有所述第一直流电容、第一晶体管T1和第一二极管D1，所述第二复合母排朝向所述外壳13的一侧固定有所述第二直流电容、第二晶体管T2和第二二极管D2。

在优选的实施方式中，所述第二正极端子5、第二中性端子61、第四中性端子62和第二负极端子7设于所述电力电子开关2对应于所述外壳13的第三侧的侧面。

在优选的实施方式中，所述电力电子开关2还可包括散热组件，所述散热组件包括与外部水路连接的分水器44以及与所述分水器44通过水管22连通的第一散热板14和第二散热板。

其中，所述第一散热板14设于所述外壳13外表面上，所述第一散热板14远离所述外壳13的表面上设有第一晶体管T1和第一二极管D1，所述第二散热板设于所述外壳13外表面上，所述第二散热板远离所述外壳13的表面上设有所述第二晶体管T2和第二二极管D2。其中，第一散热板14和第二散热板的水路可以是串行的，也可以是并行的，本发明对此并不作限定。优选的，所述分水器44设于所述电力电子开关2对应于所述外壳13的第四侧的侧面，合理利用电力电子开关2一层的空间。

在优选的实施方式中，所述第一复合母排11至少包括设于顶部的与所述第一机械开关31连接的第一顶端端子205、靠近所述第三侧用于与所述第二正极端子5和所述第二中性端子61分别连接的两个第一侧端端子(202，204)以及靠近所述第四侧用于与所述第一机械开关31连接的第二侧端端子(201，203)。其中与所述第二正极端子5连接的一个所述第一侧端端子204与所述第一电流传感器CT1连接，第一电流传感器CT1进一步与第二正极端子5连接。所述第二复合母排至少包括设于顶部的与所述第二机械开关32连接的第二顶端端子206、靠近所述第三侧与所述第二负极端子7和所述第四中性端子62分别连接的两个第三侧端端子(207，208)以及靠近所述第四侧与所述第二机械开关32连接的第四侧端端子(未示出)。其中与所述第二负极端子7连接的一个所述第三侧端端子208与所述第二电流传感器CT2连接，第二电流传感器CT2进一步与第二负极端子7连接。通过第一复合母排11和第二复合母排的外接端子与各正极端子、各中性端子和各负极端子电连接，简化电力电子开关2在断路器的电连接走线。

综上，本发明的断路器由两极性构成，自带电压传感器和电流传感器等测量仪器，采用基本上对称的结构，结构紧凑，节约制造成本，关断响应速度快，保障了直流系统的可靠性，可用于可再生能源并网和智能电网建设。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种混合式直流断路器，其特征在于，包括支撑架及固定于所述支撑架上的第一机械开关、第二机械开关、电力电子开关、第一正极端子、第二正极端子、第一中性端子、第二中性端子、第三中性端子、第四中性端子、第一负极端子和第二负极端子；

其中，所述第一正极端子与所述第二正极端子连通形成正极通路，所述第一负极端子与所述第二负极端子连通形成负极通路，所述第一中性端子和第二中性端子连通形成第一中性通路，所述第三中性端子和第四中性端子连通形成第二中性通路；

所述电力电子开关设于所述正极通路、第一中性通路、第二中性通路和负极通路中，用于当所述正极通路的电能大于第一阈值时断开所述正极通路，当所述负极通路的电能大于第二阈值时断开所述负极通路；所述第一机械开关设于所述正极通路和第一中性通路中，用于当所述正极通路的电能大于第三阈值时断开所述正极通路和所述第一中性通路，所述第二机械开关设于所述第二中性通路和负极通路中，用于当所述负极通路的电能大于第四阈值时断开所述负极通路和所述第二中性通路；

所述电力电子开关包括第一电压传感器、第二电压传感器、第一电流传感器、第二电流传感器、第一电容器、第二电容器、第一电阻器、第二电阻器、第一晶体管、第二晶体管、第一二极管、第二二极管、取能电源、采样板和控制板；

其中，所述第一电压传感器和第一电流传感器分别检测所述正极通路的电压和电流；所述第二电压传感器和第二电流传感器分别检测所述负极通路的电压和电流，所述第一电压传感器、第二电压传感器、第一电流传感器和第二电流传感器的信号输出端分别与所述采样板连接；

所述第一电容器和所述第一电阻器的第一端与所述第二正极端子连接，第二端与所述第二中性端子和所述第一机械开关分别连接；

所述第一晶体管的控制端与所述控制板连接，第一端与所述第二正极端子连接，第二端与所述第一二极管的阴极和所述第一机械开关分别连接，所述第一二极管的阳极与所述第二中性端子和所述第一机械开关分别连接；

所述第二晶体管的控制端与所述控制板连接，第一端与所述第二负极端子连接，第二端与所述第二二极管的阴极和所述第二机械开关分别连接，所述第二二极管的阳极与所述第四中性端子和所述第二机械开关分别连接；

所述采样板用于接收所述第一电压传感器、第二电压传感器、第一电流传感器和第二电流传感器的输出信号并处理得到参考信号；

所述控制板接收采样板传输的参考信号并根据所述参考信号形成控制信号，将所述控制信号传输至所述第一晶体管和/第二晶体管的控制端以使所述第一晶体管和/或第二晶体管导通或断开。

2.根据权利要求1所述的混合式直流断路器，其特征在于，所述第一机械开关和所述第二机械开关为多断口机械开关，所述第一机械开关包括第一支路和第二支路，所述第二机械开关包括第三支路和第四支路；

所述第一支路的两端分别与所述第一正极端子和所述电力电子开关连接，所述第二支路的两端分别与所述第一中性端子和所述电力电子开关连接，所述第三支路的两端分别与所述第三中性端子和所述电力电子开关连接，所述第四支路的两端分别与所述第一负极端子和所述电力电子开关连接；

所述电力电子开关进一步与所述第二正极端子、第二中性端子、第四中性端子和第二负极端子连接。

3.根据权利要求1所述的混合式直流断路器，其特征在于，所述支撑架包括沿竖直方向平行设置的第一支撑板和第二支撑板以及固定支撑所述第一支撑板和第二支撑板的支撑框架，其中所述第一支撑板位于所述第二支撑板上方；

所述第一机械开关和所述第二机械开关并排固定在所述第一支撑板上，所述电力电子开关固定在所述第二支撑板上，所述第一机械开关和所述第二机械开关间设有所述第一正极端子、第一中性端子和第一负极端子，所述电力电子开关的侧面设有所述第二正极端子、第二中性端子和第二负极端子；

所述第一正极端子与所述第一机械开关、所述第一中性端子与所述第一机械开关、所述第三中性端子与所述第二机械开关以及所述第一负极端子与所述第二机械开关通过第一导电组件电连接；

所述第二正极端子、所述第二中性端子、所述第四中性端子和所述第二负极端子与所述电力电子开关通过第二导电组件电连接。

4.根据权利要求1所述的混合式直流断路器，其特征在于，所述电力电子开关包括中央形成有空腔的外壳，所述空腔中收容有所述第一电阻器、所述第二电阻器、取能电源、第一电压传感器、第二电压传感器、采样板和控制板，所述外壳外表面固定有第一电流传感器、第二电流传感器、第一电容器、第二电容器、第一晶体管、第二晶体管、第一二极管、第二二极管、第一复合母排和第二复合母排，其中，所述第一电容器、第一晶体管和第一二极管通过所述第一复合母排电连接，所述第二电容器、第二晶体管和第二二极管通过所述第二复合母排电连接，所述第一复合母排和所述第二复合母排包括多个分别与所述第一机械开关、第二机械开关、第二正极端子、第二中性端子、第四中性端子和第二负极端子电连接的外接端子。

5.根据权利要求4所述的混合式直流断路器，其特征在于，所述第一电阻器、第二电阻器、取能电源、第一电压传感器、第二电压传感器、采样板和控制板分层设置于所述外壳内。

6.根据权利要求4所述的混合式直流断路器，其特征在于，所述外壳包括相对的第一侧和第二侧以及相对的第三侧和第四侧，所述第一复合母排和所述第二复合母排分别设置于所述外壳第一侧和第二侧的外表面上，所述第一复合母排朝向所述外壳的一侧固定有所述第一晶体管和第一二极管，所述第二复合母排朝向所述外壳的一侧固定有所述第二晶体管和第二二极管。

7.根据权利要求5所述的混合式直流断路器，其特征在于，所述第二正极端子、第二中性端子、第四中性端子和第二负极端子设于所述电力电子开关对应于所述外壳的第三侧的侧面。

8.根据权利要求7所述的混合式直流断路器，其特征在于，所述电力电子开关还包括散热组件，所述散热组件包括与外部水路连接的分水器以及与所述分水器连通的第一散热板和第二散热板；

所述第一散热板设于所述外壳外表面上，所述第一散热板远离所述外壳的表面上设有所述第一晶体管和第一二极管，所述第二散热板设于所述外壳外表面上，所述第二散热板远离所述外壳的表面上设有所述第二晶体管和第二二极管；

所述分水器设于所述电力电子开关对应于所述外壳的第四侧的侧面。

9.根据权利要求8所述的混合式直流断路器，其特征在于，所述第一复合母排至少包括设于顶部的与所述第一机械开关连接的第一顶端端子、靠近所述第三侧与所述第二正极端子和所述第二中性端子分别连接的两个第一侧端端子以及靠近所述第四侧与所述第一机械开关连接的第二侧端端子，所述第二复合母排至少包括设于顶部的与所述第二机械开关连接的第二顶端端子、靠近所述第三侧与所述第二负极端子和所述第四中性端子分别连接的两个第三侧端端子以及靠近所述第四侧与所述第二机械开关连接的第四侧端端子。

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