CN111869029A - 断路器控制模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种断路器控制模块。本发明的断路器控制模块包括：多个半导体开关部，切断电流在输配电线路中的流动或进行切换以转换所述电流的流动方向；控制部，向多个半导体开关部分别发送跳闸信号而控制各个半导体开关部的导通或断开动作；以及多个绝缘型信号发送元件部，设置在多个半导体开关部和控制部之间，使得多个半导体开关部与控制部绝缘，并将来自控制部的跳闸信号分别发送到多个半导体开关部，本发明能够减少由电弧引起的事故的风险，并能够提高控制部的稳定性和可靠性。

Description

断路器控制模块
技术领域
本发明涉及切断电力系统或输配电线路中的故障电流的断路器控制模块，详细而言，涉及一种能够通过应用电磁式半导体开关结构来减少由电弧引起的事故的风险，并能够通过将用于控制断路器的控制电路保持在绝缘状态来提高稳定性和可靠性的断路器控制模块。
背景技术
当在电力系统或输电和配电线路等中发生故障时，为了保护与故障线路电连接的电力设备和设施，而利用直流断路器等切断故障电流。例如，当输电和配电线路中出现诸如浪涌电压等的过电压/过电流时，监视该情况的控制器或继电器等会将跳闸信号提供给故障线路的断路器，以切断故障电流所流过的故障线路。
然而，当通过前述的现有方式直接切断故障线路的切断开关时，在故障线路的两端之间会产生电弧。当产生这种电弧时，电气切断效果降低，并且随着切断次数的增加，存在切断开关被烧坏等的问题。
因此，近来，在开发用于切断输电和配电线路的断路器时，通过使用具有优异的响应速度且即使存在缺陷也可以使对周围线路的损害最小的电力半导体开关来设计断路器。
如上所述，在切断故障线路的电流时，如果通过直接控制切断开关来切断故障线路，则会产生电弧。因此，如果首先用电力半导体开关来切断故障线路，然后再将切断开关切断，则可以降低产生电弧的风险。
但是，由于电力半导体开关在设置于输电和配电线路上的状态下直接从单独的控制器或测试仪接收跳闸信号，因此，当在输电和配电线路出现浪涌电压、过电压、过电流等时，存在电气的影响会波及到控制器或测试仪的问题。因此，当控制器或测试仪直接受到过电压/过电流的影响时，必然会大大降低其稳定性和可靠性。
另外，在现有技术中，用于检测输电和配电线路的电流的感测方法是通过将电阻等电流感测元件直接配置在输电和配电线路的汇流条(busbar)来检测电流量的。但是，即使在以这种方式感测电流量的过程中，输电和配电线路中出现浪涌电压等时，电气的影响也会波及到控制器或测试仪，因此包括断路器在内的断路器控制结构都会暴露于电气危险中。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明用于解决如上所述的问题，在切断电力系统或输电和配电线路的故障电流时，可以利用电磁式半导体开关结构来先切断故障线路。因此，本发明的目的在于提供一种能够减少由电弧引起的事故的风险的断路器控制模块。
另一目的在于提供一种能够通过使有故障电流流过的故障线路与控制断路器的控制电路绝缘来提高控制电路的稳定性和可靠性的断路器控制模块。
解决问题的技术方案
用于实现如上所述的目的的本发明的实施例的断路器控制模块包括：多个半导体开关部，切断电流在输配电线路中的流动或进行切换以转换所述电流的流动方向；控制部，向多个半导体开关部分别发送跳闸信号而控制各个半导体开关部的导通或断开动作；以及多个绝缘型信号发送元件部，设置在多个半导体开关部和控制部之间，使得多个半导体开关部与控制部绝缘，并将来自控制部的跳闸信号分别发送到多个半导体开关部。
多个半导体开关部中的第一半导体开关部包括：第一开关元件，以串联结构设置在输配电线路，并根据来自控制部的跳闸信号而导通或断开；以及第一二极管元件，以与第一开关元件并联的结构设置在输配电线路，以在第一开关元件断开时允许输配电线路的电流流动，多个半导体开关部中的第二半导体开关部包括：第二开关元件，以与第一开关元件串联的形式设置在输配电线路，并根据来自控制部的跳闸信号而导通或断开；以及第二二极管元件，以与第一二极管元件相反的方向与第二开关元件并联，以在第二开关元件断开时允许输配电线路的电流流动。
控制部将跳闸信号发送到第一开关元件和第二开关元件而使第一开关元件和第二开关元件断开，从而切断电流在输配电线路中的流动，或者，控制第一开关元件导通，并仅向第二开关元件发送跳闸信号而使第二开关元件断开，从而使得输配电线路的电流反向流动，控制第二开关元件导通，并仅向第一开关元件发送跳闸信号而使第一开关元件断开，从而使得输配电线路的电流正向流动。
多个绝缘型信号发送元件部包括多个光电耦合器或至少一个隔离器，利用多个光电耦合器或至少一个隔离器，将来自控制部的跳闸信号分别发送到多个所述半导体开关部。
多个绝缘型信号发送元件部包括多个光电耦合器或至少一个隔离器，多个光电耦合器或至少一个隔离器将与流过输配电线路的电流量相对应的检测信号分别发送到多个半导体开关部。
本发明中的断路器控制模块还包括：至少一个切断开关，构成为在输配电线路上与多个半导体开关部串联，以在控制部的控制下切断输配电线路；至少一个电感，构成为在输配电线路上与多个半导体开关部串联；至少一个防过电流熔断器，构成为在输配电线路上与多个半导体开关部串联；以及第一电流量检测部，设置于在输配电线路上串联连接的多个半导体开关部中的第二半导体开关部的输入端或输出端，实时检测流过第二半导体开关部的输入端或输出端的电流量，并将与检测到的电流量相对应的检测信号发送到控制部。
第一电流检测部利用与输配电线路隔开预设的间隔而构成的霍尔传感器来检测输配电线路的电磁场，并将与检测到的电磁场相对应的电流和电压值发送到控制部。
还包括第二电流量检测部，设置于在输配电线路上串联连接的多个半导体开关部中的第一半导体开关部的输入端或输出端，实时检测流过第一半导体开关部的输入端或输出端的电流量，并将与检测到的电流量相对应的检测信号发送到控制部。
控制部将来自第一电流量检测部的电流量检测信号和来自所述第二电流量检测部的电流量检测信号相互比较，当比较的差电压的大小大于或小于预设的参考电压值范围时，将跳闸信号同时发送到多个半导体开关部，以切断电流在输配电线路中的流动。
本发明中的断路器控制模块还包括：第一短路电路部，与在输配电线路上串联连接的多个半导体开关部中的第二半导体开关部的输入端或输出端并联地设置在接地电压源之间，以在第二半导体开关部的输入端或输出端出现浪涌电压时，使浪涌电压短路至接地电压；第二短路电路部，与在输配电线路上串联连接的多个半导体开关部并联，以在多个半导体开关部的两端出现浪涌电压时，使浪涌电压短路至接地电压；以及第三短路电路部，与在输配电线路上串联连接的多个半导体开关部中的第一半导体开关部的输入端或输出端并联地设置在接地电压源之间，以在第一半导体开关部的输入端或输出端出现浪涌电压时，使浪涌电压短路。
本发明中的断路器控制模块还包括：第一电压检测部，构成为与第一短路电路部并联，检测第二半导体开关部的输入端或输出端的电压，并将第二半导体开关部的输入端或输出端的电压值提供给控制部；以及第二电压检测部，与第三短路电路部构成为并联结构，检测第一半导体开关部的输入端或输出端的电压，并将第一半导体开关部的输入端或输出端的电压值提供给控制部。
控制部将从第一电压检测部检测到的第二半导体开关部的输入端或输出端的电压值和从第二电压检测部检测到的第一半导体开关部的输入端或输出端电压值进行比较，当比较的差电压的大小大于或小于预设的参考电压值范围时，将跳闸信号同时发送到多个半导体开关部，以切断电流在输配电线路中的流动。
本发明中的断路器控制模块还包括：第一绝缘型信号发送部，设置在第一电压检测部和控制部之间，使得第一电压检测部与所述控制部绝缘，并将从第一电压检测部检测到的所述第二半导体开关部的输入端或输出端的电压值发送到控制部；以及第二绝缘型信号发送部，设置在第二电压检测部和控制部之间，使得第二电压检测部与控制部绝缘，并将从第二电压检测部检测到的第一半导体开关部的输入端或输出端的电压值发送到控制部。
发明效果
在具有如上所述的技术特征的本发明的断路器控制模块中，能够在切断电力系统或输电和配电线路的故障电流时，利用电磁式半导体开关结构来先切断故障线路，从而具有能够降低由电弧引起的事故的风险的效果。
另外，本发明的断路器控制模块使有故障电流流过的故障线路与断路器的控制电路绝缘，从而具有能够提高对于电气冲击的稳定性和可靠性的效果。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施例的断路器控制模块的结构的结构图。
图2是用于说明图1所示的断路器控制模块的电流流动方向的控制方法的结构图。
图3是具体示出图1和图2所示的第一绝缘型信号发送元件部的结构的结构图。
图4是具体示出图1和图2所示的第一电流量检测部的结构的结构图。
图5是表示根据本发明的第二实施例的断路器控制模块的结构的结构图。
图6是表示根据本发明的第三实施例的断路器控制模块的结构的结构图。
具体实施方式
参照附图详细说明前述的目的、特征以及优点，由此，本领域技术人员能够容易实施本发明的技术思想。在对本发明进行说明的过程中，当判断为针对与本发明相关的公知技术的具体说明会模糊本发明的主旨时，省略其详细说明。下面，将参照附图详细说明本发明的优选实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同或类似的结构要素。
以下，进一步详细说明本发明的断路器控制模块。
图1是示出根据本发明的第一实施例的断路器控制模块的结构的结构图。
图1所示的断路器控制模块包括多个半导体开关部110、120、控制部100、多个绝缘型信号发送元件部130、140、至少一个切断开关101、102、至少一个电感160、至少一个防过电流熔断器170以及第一电流量检测部150。
具体而言，多个半导体开关部110、120分别设置在电力系统或输电和配电线路。这种半导体开关部110、120利用电力半导体开关元件来切断电流在输电和配电线路中的流动，或者切换输电和配电线路的电流流动方向。
为此，多个半导体开关部110、120中的第一半导体开关部110包括：第一开关元件ST1，以串联结构设置在输配电线路中并根据来自控制部100的跳闸信号而导通或断开；第一二极管元件D1，与第一开关元件ST1构成为并联结构以在第一开关元件ST1断开时允许输配电线路的电流流动。
多个半导体开关部110、120中的第二半导体开关部120包括：第二开关元件ST2，以与第一开关元件ST1串联的形式设置在输配电线路并根据来自控制部100的跳闸信号导通或断开；第二二极管元件D2，以与第一二极管元件D1相反的方向与第二开关元件ST2并联，以在第二开关元件ST2断开时允许输配电线路的电流流动。
多个半导体开关部110、120可以在导通时用作具有两种性质的元件，即，电流的流动为正方向的情况下具有MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effecttransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)的性质，而为反方向的情况下具有二极管(Diode)的性质。在这种情况下，可以用一种元件来实现。
控制部100利用至少一个MCU(Micro Controller Unit：微控制器)或CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)等，并根据输配电线路的电流流动状态来控制各个半导体开关部110、120的开关动作。
控制部100将利用第一电流量检测部150等检测和输入的输配电线路的电流量与预设的参考电流量进行比较，并根据比较结果来判断输配电线路是否有故障。这里，在判断输配电线路的故障时，可以将在输配线线路施加有浪涌电压或出现过电压或过电流等的情况判断或定义为故障。
因此，在判断输配电线路的故障时，控制部100通过绝缘型信号发送元件部130、140向各个半导体开关部110、120发送跳闸信号，从而控制各个半导体开关部110、120的导通或断开动作。
当控制部100向多个半导体开关部110、120均发送跳闸信号时，多个半导体开关部110、120都将断开，以切断电流在输配电线路中的流动。
在判断输配电线路的故障时，控制部100也可以首先断开构成在输配电线路的至少一个切断开关101、102，从而直接切断电流在输配电线路中的流动。然而，由于每个切断开关101、102都是机械开关，所以在立即断开切断开关101、102时，可能会因高电压而产生电弧，并且切断次数越频繁，烧坏的风险就越大。
因此，在判断输配电线路的故障时，控制部100可以通过绝缘型信号发送元件部130、140而向各个半导体开关部110、120发送跳闸信号，从而首先断开各个半导体开关部110、120。此后，利用输配电线路的切断开关101、102来切断输配电线路，从而降低了产生电弧的风险并提高了稳定性。
多个绝缘型信号发送元件部130、140设置在多个半导体开关部110、120和控制部100之间，使得多个半导体开关部110、120与所述控制部100绝缘。
当从控制部100提供导通开关信号和跳闸信号时，各个绝缘型信号发送元件部130、140将所提供的导通开关信号或跳闸信号发送到各个半导体开关部110、120。
各个绝缘型信号发送元件部130、140包括至少一个双向数字式隔离器和多个光电耦合器中的至少一种元件作为绝缘型信号发送元件，并且使直接连接到输配电线路的各个半导体开关部110、120与控制部100绝缘。
当各个半导体开关部110、120与控制部100保持绝缘状态时，即使在输配电线路出现浪涌电压、过电压或过电流，也可以使控制部100中的电气影响最小。
另一方面，每个绝缘型信号发送元件部130、140还将与流过输配电线路的电流量(例如，流经每个半导体开关部110、120的输入端或输出端的电流量)相对应的检测信号发送到控制部100。即，每个绝缘型信号发送元件部130、140将来自控制部100的导通开关信号和跳闸信号发送到各自的半导体开关部110、120，并且检测流过各个半导体开关部110、120的输入端或输出端的电流量，以将与检测到的电流量相对应的检测信号发送到控制部100。将参照附图对这种每个绝缘型信号发送元件部130、140的构成和动作进行更具体的说明。
至少一个切断开关101、102在输配电线路中以与多个半导体开关部110、120串联的形式构成。至少一个切断开关101、102可以以与各个半导体开关部110、120的输入端或输出端串联的形式构成，当从控制部100输入了切断信号(例如，断开信号)时，将会切断输配电线路。
至少一个电感160在输配电线路中以与多个半导体开关部110、120串联的形式构成，并用于检测控制部100中输配电线路的电流变化与反电动势之比。
至少一个防过电流熔断器170在输配电线路中以与多个半导体开关部110、120串联的形式构成，使在出现过电流时输配电线路自动短路。
第一电流量检测部150可以构成在串联连接到输配电线路的多个半导体开关部110、120中的第二半导体开关部120的输入端或输出端。这种第一电流量检测部150实时检测流过第二半导体开关部120的输入端或输出端的电流量，并将与检测到的电流量相对应的检测信号发送到控制部100。因此，控制部100可以将利用第一电流量检测部150检测和输入的输配电线路的电流量与预设的参考电流量进行比较，并根据比较结果来判断输配电线路是否有故障。
图2是用于说明图1所示的断路器控制模块的电流流动方向的控制方法的结构图。
如图2所示，第一半导体开关部110的第一开关元件ST1构成为与输配电线路串联的结构，并根据来自控制部100的导通开关信号和跳闸信号而导通或断开。
此时，由于第一二极管元件D1与第一开关元件ST1构成为并联结构，因此当第一开关元件ST1断开时，电流顺着第一二极管元件D1的方向在输配电线路中沿反向(箭头B方向)流动。
第二半导体开关部120的第二开关元件ST2以与第一开关元件ST1串联的形式构成在输配电线路，并根据来自控制部100的导通开关信号和跳闸信号而导通或断开。
第二二极管元件D2以与第一二极管元件D1相反的方向与第二开关元件ST2并联。因此，当第二开关元件ST2断开时，电流顺着第二二极管元件D2的方向在输配电线路中沿正向(箭头A方向)流动。
利用这种结构，控制部100向第一开关元件ST1、第二开关元件ST2均发送跳闸信号，以使第一开关元件ST1、第二开关元件ST2断开，从而可以切断电流在输配电线路中的流动。
控制部100可以利用导通开关信号来控制第一开关元件ST1导通，并仅向第二开关元件ST2发送跳闸信号以控制第二开关元件ST2断开，从而使输配电线路的电流沿反向(箭头B方向)流动。
与此不同，控制部100可以利用导通开关信号来控制第二开关元件ST2导通，并仅向第一开关元件ST1发送跳闸信号以控制第一开关元件ST1断开，从而使输配电线路的电流沿正向(箭头A方向)流动。
图3是具体示出图1和图2所示的第一绝缘型信号发送元件部的结构的结构图。
具体而言，图3(a)是示出在第一绝缘型信号发送元件部130中作为绝缘型信号发送元件而构成了双向数字式隔离器131的示例的图。
双向数字式隔离器131使直接连接到输配电线路的第一半导体开关部110与控制部100绝缘。并且，当以绝缘状态从控制部100提供了导通开关信号或跳闸信号S_130时，双向数字式隔离器131将所提供的导通开关信号或跳闸信号S_130发送到第一半导体开关部110。
另外，图3(a)的双向数字式隔离器131还将与流过输配电线路的电流量(例如，流过第一半导体开关部110的输入端或输出端的电流量)相对应的检测信号S_1发送到控制部100。
尽管图中未示出，第二绝缘型信号发送元件部140也可以作为绝缘型信号发送元件而构成双向数字式隔离器131。在这种情况下，第二绝缘型信号发送元件部140的双向数字式隔离器131可以使直接连接到输配电线路的第二半导体开关部120与控制部100绝缘。并且，当从控制部100提供了导通开关信号或跳闸信号时，将所提供的导通开关信号或跳闸信号发送到第二半导体开关部120。并且，还将与流过第二半导体开关部120的输入端或输出端的电流量相对应的检测信号发送到控制部100。
接下来，图3(b)是示出在第一绝缘型信号发送元件部130中作为绝缘型信号发送元件而双向构成了多个光电耦合器141的示例的图。
双向构成的多个光电耦合器141使得直接连接到输配电线路的第一半导体开关部110与控制部100绝缘。并且，当以绝缘状态从控制部100提供了导通开关信号或跳闸信号S_130时，双向构成的多个光电耦合器141将所提供的导通开关信号或跳闸信号S_130发送到第一半导体开关部110。
另外，双向构成的多个光电耦合器141还将与流过第一半导体开关部110的输入端或输出端的电流量相对应的检测信号S_1发送到控制部100。
尽管图中未示出，第二绝缘型信号发送元件部140也可以作为绝缘型信号发送元件而双向构成多个光电耦合器141。在这种情况下，在第二绝缘型信号发送元件部140中，双向构成的多个光电耦合器141还使直接连接到输配电线路的第二半导体开关部120与控制部100绝缘。并且，当从控制部100提供了导通开关信号或跳闸信号时，将所提供的导通开关信号或跳闸信号发送到第二半导体开关部120。另外，还将与流过第二半导体开关部120的输入端或输出端的电流量相对应的检测信号发送到控制部100。
根据这种第一绝缘型信号发送元件部130、第二绝缘型信号发送元件部140的结构，控制部100可以通过第一绝缘型信号发送元件部130、第二绝缘型信号发送元件部140而接收基于第一半导体开关部110的两端和第二半导体开关部120的两端的电流量的检测信号。这里，根据第一绝缘型信号发送元件部130、第二绝缘型信号发送元件部140的特性，以电压值的形式输入基于第一半导体开关部110的两端和第二半导体开关部120的两端的电流量的检测信号。
因此，控制部100将根据第一半导体开关部110的两端和第二半导体开关部120的两端的电流量的检测信号相互比较，当所比较的差电压的大小大于或小于预设的参考电压值范围时，可以将跳闸信号同时发送到多个半导体开关部110、120，以切断电流在输配电线路中的流动。
图4是具体示出图1和图2所示的第一电流量检测部的结构的结构图。
图4所示的第一电流量检测部150可以设置于在输配电线路上串联连接的多个半导体开关部110、120中的第二半导体开关部120的输入端或输出端。这种第一电流量检测部150实时检测流过第二半导体开关部120的输入端或输出端的电流量，并将与检测到的电流量相对应的检测信号发送到控制部100。
为此，如图4所示，第一电流量检测部150可以利用霍尔传感器300来检测输配电线路的电磁场，并将与检测到的电磁场相对应的电流和电压值发送到控制部100，所述霍尔传感器300与输配电线路的汇流条400隔开预设的间隔而以间接的形式构成。以这种方式，当利用霍尔传感器300以与输配电线路的汇流条隔开预设的间隔而间接地检测电流量时，由于无需使用单独的绝缘元件就能够与输配电线路保持绝缘状态，因此可以提高控制部100的稳定性。并且，控制部100可以将通过第一电流量检测部150而间接地检测到的输配电线路的电流量与预设的参考电流量进行比较，并可以根据比较结果稳定地判断输配电线路是否有故障。
图5是表示根据本发明的第二实施例的断路器控制模块的结构的结构图。
图5所示的断路器控制模块还包括第二电流量检测部152，该第二电流量检测部152设置于在输配电线路上串联连接的多个半导体开关部110、120中的第一半导体开关部110的输入端或输出端。
第二电流量检测部152实时检测流过第一半导体开关部110的输入端或输出端的电流量，并将与检测到的电流量相对应的检测信号发送到控制部100。
第二电流量检测部152也可以利用霍尔传感器300来检测第一半导体开关部110的输入端或输出端的电磁场，并将与检测到的电磁场相对应的电流和电压值发送到控制部100，所述霍尔传感器300与输配电线路的汇流条隔开预设的间隔而以间接的形式构成。
因此，控制部100可以将来自第一电流量检测部150的电流量检测信号和来自所述第二电流量检测部152的电流量检测信号相互比较，当所比较的差电压的大小大于或小于预设的参考电压值范围时，可以将跳闸信号同时发送到多个半导体开关部110、120，以切断电流在输配电线路中的流动。
图6是表示根据本发明的第三实施例的断路器控制模块的结构的结构图。
如图6所示，断路器控制模块还包括第一短路电路部209、第二短路电路部210、第三短路电路部211、第一电压检测部SV1以及第二电压检测部SV2。
这里，第一短路电路部209与在输配电线路上串联连接的多个半导体开关部110、120中的第二半导体开关部120的输入端或输出端并联地设置在接地电压源之间。第一短路电路部209包括金属氧化物变阻器(Metal Oxide Varistor)。因此，当在第二半导体开关部120的输入端或输出端出现浪涌电压时，第一短路电路部209可以将浪涌电压短路至接地电压，从而使第二半导体开关部120的输入端或输出端的电压稳定。
第二短路电路部210与在输配电线路上串联连接的第一半导体开关部110、第二半导体开关部120并联。当在第一半导体开关部110、第二半导体开关部120的两端出现浪涌电压时，这种第二短路电路部210将浪涌电压短路至接地电压，从而使第一半导体开关部110、第二半导体开关部120的两端电压稳定。
第三短路电路部211与在输配电线路上串联连接的多个半导体开关部110、120中的第一半导体开关部110的输入端或输出端并联地设置在接地电压源之间。当在第一半导体开关部110的输入端或输出端出现浪涌电压时，这种第三短路电路部211使浪涌电压短路，从而使第一半导体开关部110的输入端或输出端的电压稳定。
第一电压检测部SV1与第一短路电路部209构成为并联结构。这种第一电压检测部SV1检测第二半导体开关部120的输入端或输出端的电压，并将第二半导体开关部120的输入端或输出端的电压值提供给控制部100。
在本发明的断路器控制模块中的第一绝缘型信号发送元件部130、第二绝缘型信号发送元件部140和第一电流量检测部、第二电流量检测部通过检测输配电线路的电流量来将与电流量相对应的检测信号或电压值提供给控制部100，因此需要检测输配电线路的电压的电路。
因此，第一电压检测部SV1由多个电阻串构成，并将根据电阻串分配的电压值提供给控制部100。
在第二电压检测部SV2的情况下，与第三短路电路部211构成为并联结构。因此，第二电压检测部SV2检测第一半导体开关部110的输入端或输出端的电压，并将第一半导体开关部110的输入端或输出端的电压值提供给控制部100。第二电压检测部SV2也由多个电阻串构成，并将根据电阻串分配的电压值提供给控制部100。
根据第一电压检测部SV1、第二电压检测部SV2的结构，控制部100可以将从第一电压检测部SV1检测到的第二半导体开关部120的输入端或输出端的电压值与从第二电压检测部SV2检测到的第一半导体开关部120的输入端或输出端的电压值相互比较。并且，当所比较的差电压的大小大于或小于预设的参考电压值范围时，控制部100可以将跳闸信号同时发送到多个半导体开关部110、120，以切断电流在配电线路中的流动。
另一方面，如图6所示，本发明的断路器控制模块是用于使控制部100与输配电线路保持绝缘状态的结构，还包括第一绝缘型信号发送部251和第二绝缘型信号发送部250。
具体而言，第一绝缘型信号发送部251设置在第一电压检测部SV1和所述控制部100之间，使得第一电压检测部SV1与控制部100绝缘。这种第一绝缘型信号发送部251将从第一电压检测部SV1检测到的第二半导体开关部120的输入端或输出端的电压值发送到控制部100。
第二绝缘型信号发送部250设置在第二电压检测部SV2和控制部100之间，使得第二电压检测部SV2与控制部100绝缘。这种第二绝缘型信号发送部250将从第二电压检测部SV2检测到的第一半导体开关部110的输入端或输出端的电压值发送到控制部100。这里，第一绝缘型信号发送部251、第二绝缘型信号发送部250可以由至少一个隔离器或光电耦合器构成，使得第一电压检测部SV1、第二电压检测部SV2与控制部100绝缘。
控制部100可以通过第一绝缘型信号发送部251、第二绝缘型信号发送部250而接收分别从第一电压检测部SV1、第二电压检测部SV2检测到的电压值。因此，控制部100将分别从第一电压检测部SV1、第二电压检测部SV2检测到的电压值相互比较，并当所比较的差电压的大小大于或小于预设的参考电压值范围时，可以控制多个半导体开关部110、120以切断电流在输配电线路中的流动。
如上所述，本发明的断路器控制模块可以在对电力系统或输电和配电线路的故障电流进行切断时，利用电磁式半导体开关结构来先切断故障线路，从而减少由电弧引起的事故的风险。
另外，本发明的断路器控制模块能够使有故障电流流过的故障线路与断路器的控制电路绝缘，从而提高对于电冲击的稳定性和可靠性。
对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的技术思想的范围内，可以进行各种替换、变形以及变更，因此，本发明并不限于上述的实施例和附图。

Claims (13)

1.一种断路器控制模块，其中，包括：
多个半导体开关部，切断电流在输配电线路中的流动或进行切换以转换所述电流的流动方向；
控制部，向多个所述半导体开关部分别发送跳闸信号而控制各个所述半导体开关部的导通或断开动作；以及
多个绝缘型信号发送元件部，设置在多个所述半导体开关部和所述控制部之间，使得多个所述半导体开关部与所述控制部绝缘，并将来自所述控制部的跳闸信号分别发送到多个所述半导体开关部。
2.根据权利要求1所述的断路器控制模块，其中，
多个所述半导体开关部中的第一半导体开关部包括：
第一开关元件，以串联结构设置在所述输配电线路，并根据来自所述控制部的跳闸信号而导通或断开；以及
第一二极管元件，以与所述第一开关元件并联的结构设置在所述输配电线路，以在所述第一开关元件断开时允许所述输配电线路的电流流动，
多个所述半导体开关部中的第二半导体开关部包括：
第二开关元件，以与所述第一开关元件串联的形式设置在所述输配电线路，并根据来自所述控制部的跳闸信号而导通或断开；以及
第二二极管元件，以与所述第一二极管元件相反的方向与所述第二开关元件并联，以在所述第二开关元件断开时允许所述输配电线路的电流流动。
3.根据权利要求2所述的断路器控制模块，其中，
所述控制部将跳闸信号发送到所述第一开关元件和所述第二开关元件而使所述第一开关元件和所述第二开关元件断开，从而切断电流在所述输配电线路中的流动，或者，
控制所述第一开关元件导通，并仅向所述第二开关元件发送跳闸信号而使所述第二开关元件断开，从而使得所述输配电线路的电流反向流动，
控制所述第二开关元件导通，并仅向所述第一开关元件发送跳闸信号而使所述第一开关元件断开，从而使得所述输配电线路的电流正向流动。
4.根据权利要求1所述的断路器控制模块，其中，
多个所述绝缘型信号发送元件部包括多个光电耦合器或至少一个隔离器，利用多个所述光电耦合器或至少一个隔离器，将来自所述控制部的跳闸信号分别发送到多个所述半导体开关部。
5.根据权利要求1所述的断路器控制模块，其中，
多个所述绝缘型信号发送元件部包括多个光电耦合器或至少一个隔离器，
多个所述光电耦合器或至少一个隔离器将与流过所述输配电线路的电流量相对应的检测信号分别发送到多个所述半导体开关部。
6.根据权利要求1所述的断路器控制模块，其中，还包括：
至少一个切断开关，构成为在所述输配电线路上与多个所述半导体开关部串联，以在所述控制部的控制下切断所述输配电线路；
至少一个电感，构成为在所述输配电线路上与多个所述半导体开关部串联；
至少一个防过电流熔断器，构成为在所述输配电线路上与多个所述半导体开关部串联；以及
第一电流量检测部，设置于在所述输配电线路上串联连接的多个所述半导体开关部中的第二半导体开关部的输入端或输出端，实时检测流过所述第二半导体开关部的输入端或输出端的电流量，并将与检测到的所述电流量相对应的检测信号发送到所述控制部。
7.根据权利要求6所述的断路器控制模块，其中，
所述第一电流检测部利用与所述输配电线路隔开预设的间隔而构成的霍尔传感器来检测所述输配电线路的电磁场，并将与检测到的所述电磁场相对应的电流和电压值发送到所述控制部。
8.根据权利要求6所述的断路器控制模块，其中，
还包括第二电流量检测部，设置于在所述输配电线路上串联连接的多个所述半导体开关部中的第一半导体开关部的输入端或输出端，实时检测流过所述第一半导体开关部的输入端或输出端的电流量，并将与检测到的所述电流量相对应的检测信号发送到所述控制部。
9.根据权利要求8所述的断路器控制模块，其中，
所述控制部将来自所述第一电流量检测部的电流量检测信号和来自所述第二电流量检测部的电流量检测信号相互比较，
当所述比较的差电压的大小大于或小于预设的参考电压值范围时，将跳闸信号同时发送到多个所述半导体开关部，以切断电流在所述输配电线路中的流动。
10.根据权利要求6所述的断路器控制模块，其中，还包括：
第一短路电路部，与在所述输配电线路上串联连接的多个所述半导体开关部中的第二半导体开关部的输入端或输出端并联地设置在接地电压源之间，以在所述第二半导体开关部的输入端或输出端出现浪涌电压时，使所述浪涌电压短路至接地电压；
第二短路电路部，与在所述输配电线路上串联连接的多个所述半导体开关部并联，以在多个所述半导体开关部的两端出现浪涌电压时，使所述浪涌电压短路至接地电压；以及
第三短路电路部，与在所述输配电线路上串联连接的多个所述半导体开关部中的第一半导体开关部的输入端或输出端并联地设置在接地电压源之间，以在所述第一半导体开关部的输入端或输出端出现浪涌电压时，使浪涌电压短路。
11.根据权利要求10所述的断路器控制模块，其中，还包括：
第一电压检测部，构成为与所述第一短路电路部并联，检测所述第二半导体开关部的输入端或输出端的电压，并将所述第二半导体开关部的输入端或输出端的电压值提供给所述控制部；以及
第二电压检测部，与所述第三短路电路部构成为并联结构，检测所述第一半导体开关部的输入端或输出端的电压，并将所述第一半导体开关部的输入端或输出端的电压值提供给所述控制部。
12.根据权利要求11所述的断路器控制模块，其中，
所述控制部将从第一电压检测部检测到的所述第二半导体开关部的输入端或输出端的电压值和从第二电压检测部检测到的所述第一半导体开关部的输入端或输出端电压值进行比较，
当所述比较的差电压的大小大于或小于预设的参考电压值范围时，将跳闸信号同时发送到多个所述半导体开关部，以切断电流在所述输配电线路中的流动。
13.根据权利要求11所述的断路器控制模块，其中，包括：
第一绝缘型信号发送部，设置在所述第一电压检测部和所述控制部之间，使得所述第一电压检测部与所述控制部绝缘，并将从所述第一电压检测部检测到的所述第二半导体开关部的输入端或输出端的电压值发送到所述控制部；以及
第二绝缘型信号发送部，设置在所述第二电压检测部和所述控制部之间，使得所述第二电压检测部与所述控制部绝缘，并将从所述第二电压检测部检测到的所述第一半导体开关部的输入端或输出端的电压值发送到所述控制部。
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