CN117238730A - 混合式低压磁控直流断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合式低压磁控直流断路器，涉及断路器技术领域。混合式低压磁控直流断路器包括固定板、正极分断模块、负极分断模块、绝缘隔板、第一防护罩、第二防护罩、监测模块和第三防护罩；正极分断模块、负极分断模块和监测模块均设置于固定板上。正极分断模块和负极分断模块并排设置，且正极分断模块与负极分断模块之间设置有绝缘隔板；第一防护罩罩设于正极分断模块的上侧，第二防护罩罩设于负极分断模块的上侧，监测模块位于正极分断模块和负极分断模块的下侧，第三防护罩罩设于监测模块的下侧。根据本发明实施例的混合式低压磁控直流断路器，采用模块化设计，且具备快速和较强的开断能力，智能化程度较高。

Description

混合式低压磁控直流断路器

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，尤其是涉及一种混合式低压磁控直流断路器。

背景技术

低压直流断路器被广泛应用于柔性直流输配电、光伏储能、风力发电、轨道交通等领域。随着电网数字化转型改革，对低压直流断路器也提出了新的需求，低压直流断路器需要有更高的开断能力，更快的响应速度，更智能的操作控制能力。现有传统的低压直流断路器主要分为两类，一种是基于IGBT等模式的电力电子器件式断路器，虽然有一定的智能化，但成本太高，每个造价在上万元，虽然可以实现快速关断，但极限开断的电流等级较低。另一类是基于交流塑壳断路器改造的直流塑壳断路器，传统的直流塑壳断路器虽然成本低，但智能化程度几乎没有，响应速度慢，无法实现快速可靠关断，极限开断能力也不高。此外，现有的传统直流断路器，采用一体化设计，一旦内部某个核心零件损坏，运维成本较高。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种混合式低压磁控直流断路器，采用模块化设计，具备更智能的操作控制能力。

根据本发明实施例的混合式低压磁控直流断路器，包括：

固定板；

正极分断模块，设置于所述固定板上，所述正极分断模块的上侧设置有第一卡槽；

负极分断模块，设置于所述固定板上，且与所述正极分断模块并排设置，所述正极分断模块与所述负极分断模块之间设置有绝缘隔板；所述负极分断模块的上侧设置有第二卡槽；

第一防护罩，所述第一防护罩的底部设置有与所述第一卡槽相适配的第一卡块，所述第一防护罩通过所述第一卡块与所述第一卡槽的配合，罩设于所述正极分断模块的上侧；

第二防护罩，所述第二防护罩的底部设置有与所述第二卡槽相适配的第二卡块，所述第二防护罩通过所述第二卡块与所述第二卡槽的配合，罩设于所述负极分断模块的上侧；

监测模块，设置于所述固定板上，且位于所述正极分断模块和所述负极分断模块的下侧，所述监测模块分别与所述正极分断模块和所述负极分断模块电连接；所述监测模块的下侧，且对应所述正极分断模块与所述负极分断模块之间的位置处，设置有第三卡槽；

第三防护罩，所述第三防护罩的上侧设置有与所述第三卡槽相适配的第三卡块，所述第三防护罩通过所述第三卡块与所述第三卡槽的配合，罩设于所述监测模块的下侧。

根据本发明的一些实施例，所述正极分断模块包括第一主回路模块和第一控制模块，所述第一主回路模块包括：

第一绝缘壳体，设置于所述固定板上；

并排设置于所述第一绝缘壳体内的第一静触头、第二静触头和第三静触头；

第一动刀模块，设置于所述第一绝缘壳体内，且位于所述第一静触头、所述第二静触头和所述第三静触头的下侧，所述第一动刀模块具有分别与所述第一静触头、所述第二静触头和所述第三静触头相对应的第一动触头、第二动触头和第三动触头；所述第一动刀模块远离所述第一静触头、所述第二静触头和所述第三静触头的一侧设置有第一铜排、第二铜排和第三铜排，所述第一铜排的一端与所述第一动触头导通连接，所述第二铜排的一端与所述第二动触头导通连接，所述第三铜排的一端与所述第三动触头导通连接；

第一短接排，所述第一短接排的一端与所述第一铜排的另一端导通连接，所述第一短接排的另一端与所述第二铜排的另一端导通连接；

第二短接排，所述第二短接排的一端与所述第二静触头的上端导通连接，所述第二短接排的另一端与所述第三静触头的上端导通连接；

三个第一灭弧罩，分别罩设于所述第一静触头、所述第二静触头和所述第三静触头；

第一绝缘支撑架，设置于所述第一绝缘壳体上；

第一磁控机构，设置于所述第一绝缘支撑架上，所述第一磁控机构与所述第一控制模块电连接；

第一传动轴，所述第一传动轴的一端与所述第一磁控机构连接，所述第一传动轴的另一端通过第一销轴与所述第一动刀模块连接；所述第一磁控机构能够通过所述第一传动轴带动所述第一动刀模块转动，以使所述第一动触头与所述第一静触头、所述第二动触头与所述第二静触头、所述第三动触头与所述第三静触头相接触或相分离。

根据本发明的一些实施例，所述负极分断模块包括第二主回路模块和第二控制模块，所述第二控制模块与所述第一控制模块电连接，所述第二主回路模块包括：

第二绝缘壳体，设置于所述固定板上；

并排设置于所述第二绝缘壳体内的第四静触头、第五静触头和第六静触头；

第二动刀模块，设置于所述第二绝缘壳体内，且位于所述第四静触头、所述第五静触头和所述第六静触头的下侧，所述第二动刀模块具有分别与所述第四静触头、所述第五静触头和所述第六静触头相对应的第四动触头、第五动触头和第六动触头；所述第二动刀模块远离所述第四静触头、所述第五静触头和所述第六静触头的一侧设置有第四铜排、第五铜排和第六铜排，所述第四铜排的一端与所述第四动触头导通连接，所述第五铜排的一端与所述第五动触头导通连接，所述第六铜排的一端与所述第六动触头导通连接；

第三短接排，所述第三短接排的一端与所述第四铜排的另一端导通连接，所述第三短接排的另一端与所述第五铜排的另一端导通连接；

第四短接排，所述第四短接排的一端与所述第五静触头的上端导通连接，所述第四短接排的另一端与所述第六静触头的上端导通连接；

三个第二灭弧罩，分别罩设于所述第四静触头、所述第五静触头和所述第六静触头；

第二绝缘支撑架，设置于所述第二绝缘壳体上；

第二磁控机构，设置于所述第二绝缘支撑架上，所述第二磁控机构与所述第二控制模块电连接；

第二传动轴，所述第二传动轴的一端与所述第二磁控机构连接，所述第二传动轴的另一端通过第二销轴与所述第二动刀模块连接；所述第二磁控机构能够通过所述第二传动轴带动所述第二动刀模块转动，以使所述第四动触头与所述第四静触头、所述第五动触头与所述第五静触头、所述第六动触头与所述第六静触头相接触或相分离。

根据本发明的一些实施例，所述监测模块包括：

第三绝缘壳体，设置于所述固定板上，且位于所述正极分断模块和所述负极分断模块的下侧；

第七铜排，设置于所述第三绝缘壳体内，并与所述第三铜排导通连接；

第八铜排，设置于所述第三绝缘壳体内，并与所述第六铜排导通连接；

直流测量互感器，设置于所述第三绝缘壳体内，并与所述第七铜排电连接；

直流漏保互感器，设置于所述第三绝缘壳体内，并与所述第八铜排电连接；

采集盒，设置于所述第三绝缘壳体上，并分别与所述直流测量互感器、所述直流漏保互感器及所述第一控制模块电连接。

根据本发明的一些实施例，所述第七铜排与所述第八铜排的外侧均套设有绝缘热缩套管。

根据本发明的一些实施例，所述第三绝缘壳体包括：

第一绝缘板，设置于所述固定板上，且位于所述正极分断模块的下侧；

第二绝缘板，设置于所述固定板上，且位于所述负极分断模块的下侧；

第三绝缘板，所述第三绝缘板的一侧与所述第一绝缘板的下侧连接，所述第三绝缘板的另一侧与所述第二绝缘板的下侧连接；

第四绝缘板，所述第四绝缘板设置于所述第三绝缘板上，且所述第四绝缘板的一侧与所述第一绝缘板远离所述固定板的一侧连接，所述第四绝缘板的另一侧与所述第二绝缘板远离所述固定板的一侧连接，所述采集盒设置于所述第四绝缘板上。

根据本发明的一些实施例，所述第一防护罩开设有多个第一散热孔，所述第二防护罩开设有多个第二散热孔。

根据本发明的一些实施例，所述第三防护罩开设有多个第三散热孔。

根据本发明实施例的混合式低压磁控直流断路器，至少具有如下有益效果：正极分断模块用于负责正极回路的机械分断，负极分断模块用于负责负极回路的机械分断，而监测模块则用于实现对混合式低压磁控直流断路器运行状态的实时监控，从而能够根据监控情况控制正极分断模块和负极分断模块的动作，通过电子电路器件与机械结构件的协同混合使用，使断路器即时获取线路上的异常数据，并作出快速反馈，提高断路器的智能化水平。同时，根据本发明实施例的混合式低压磁控直流断路器，通过采用模块化结构拼合组装的方式，形成混合式低压磁控直流断路器，这样在某一核心零件损坏时，可以独立替换其中某个模块，从而降低产品的运维成本，并且简化整机的装配工艺，提高装配效率，从而降低产品成本。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的混合式低压磁控直流断路器的结构示意图；

图2为本发明实施例的正极分断模块的结构示意图；

图3为本发明实施例的第一主回路模块的结构示意图；

图4为本发明实施例的第一绝缘壳体的内部结构示意图；

图5为本发明另一实施例的第一绝缘壳体的内部结构示意图；

图6为本发明实施例的第一磁控机构、第一传动轴和第一动刀模块的结构示意图；

图7为本发明实施例的负极分断模块的结构示意图；

图8为本发明实施例的第二主回路模块的结构示意图；

图9为本发明实施例的第二绝缘壳体的内部结构示意图；

图10为本发明另一实施例的第二绝缘壳体的内部结构示意图；

图11为本发明实施例的第二磁控机构、第二传动轴和第二动刀模块的结构示意图；

图12为本发明实施例的监测模块的结构示意图；

图13为本发明实施例的监测模块的内部结构示意图；

图14为本发明实施例的混合式低压磁控直流断路器的爆炸示意图；

图15为本发明实施例的第一防护罩和第二防护罩的结构示意图；

图16为本发明另一实施例的混合式低压磁控直流断路器的爆炸示意图；

图17为本发明实施例的第三防护罩的结构示意图；

附图标记：

固定板100；

正极分断模块200、第一主回路模块210、第一控制模块220、第一绝缘壳体230、第一销轴240、第一静触头250、第二静触头260、第三静触头270、第一动刀模块280、第一动触头281、第二动触头282、第三动触头283、第一铜排290、第二铜排291、第三铜排292、第一短接排293、第二短接排294、第一灭弧罩295、第一绝缘支撑架296、第一磁控机构297、第一传动轴298、第一卡槽299；

负极分断模块300、第二主回路模块310、第二控制模块320、第二绝缘壳体330、第二销轴340、第四静触头350、第五静触头360、第六静触头370、第二动刀模块380、第四动触头381、第五动触头382、第六动触头383、第四铜排390、第五铜排391、第六铜排392、第三短接排393、第四短接排394、第二灭弧罩395、第二绝缘支撑架396、第二磁控机构397、第二传动轴398、第二卡槽399；

绝缘隔板400；

第一防护罩500、第一卡块510、第一散热孔520；

第二防护罩600、第二卡块610、第二散热孔620；

监测模块700、第三绝缘壳体710、第一绝缘板711、第二绝缘板712、第三绝缘板713、第四绝缘板714、第七铜排720、第八铜排730、直流测量互感器740、直流漏保互感器750、采集盒760、第三卡槽770；

第三防护罩800、第三卡块810、第三散热孔820。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本发明中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

如图1所示，根据本发明实施例的混合式低压磁控直流断路器，包括固定板100、正极分断模块200、负极分断模块300、绝缘隔板400、第一防护罩500、第二防护罩600、监测模块700和第三防护罩800；其中，固定板100起到支撑其它各模块的作用，正极分断模块200、负极分断模块300和监测模块700均设置于固定板100上。正极分断模块200和负极分断模块300并排设置，且正极分断模块200与负极分断模块300之间设置有绝缘隔板400；如图14和图15所示，正极分断模块200的上侧设置有第一卡槽299，第一防护罩500的底部设置有与第一卡槽299相适配的第一卡块510，第一防护罩500通过第一卡块510与第一卡槽299的配合，罩设于正极分断模块200的上侧；负极分断模块300的上侧设置有第二卡槽399，第二防护罩600的底部设置有与第二卡槽399相适配的第二卡块610，第二防护罩600通过第二卡块610与第二卡槽399的配合，罩设于负极分断模块300的上侧。监测模块700位于正极分断模块200和负极分断模块300的下侧，监测模块700分别与正极分断模块200和负极分断模块300电连接；如图16和图17所示，监测模块700的下侧，且对应正极分断模块200与负极分断模块300之间的位置处，设置有第三卡槽770，第三防护罩800的上侧设置有与第三卡槽770相适配的第三卡块810，第三防护罩800通过第三卡块810与第三卡槽770的配合，罩设于监测模块700的下侧。

具体地，在本示例中，固定板100采用的材质为覆铝锌板，强度高，且耐用性更强；需要说明的是，固定板100也可以采用其它材质，而不仅限于此。正极分断模块200和负极分断模块300通过螺钉安装在固定板100上，正极分断模块200的上侧设置有第一防护罩500，负极分断模块300的上侧设置有第二防护罩600；在本示例中，正极分断模块200位于左侧，负极分断模块300位于右侧，两者并排布置。为了提高正负极之间的绝缘性，在正极分断模块200和负极分断模块300之间安装有绝缘隔板400，从而确保装置的正常工作。监测模块700位于正极分断模块200与负极分断模块300的下侧，通过螺钉安装在固定板100上，监测模块700的下侧安装有第三防护罩800。第一防护罩500和第二防护罩600能够起到对正极分断模块200和负极分断模块300的防护作用，并能够用于保证两个极性之间的绝缘距离。此外，在第一防护罩500上开设有多个第一散热孔520，在第二防护罩600上开设有多个第二散热孔620，从而能够保证正极分断模块200和负极分断模块300内部的散热。第三防护罩800通过第三卡块810，卡在监测模块700的第三卡槽770内，并且第三卡块810还可以实现正负极铜排的硬隔离，提高绝缘强度。此外，第三防护罩800开设有多个第三散热孔820，用于保证直流断路器的散热。

根据本发明实施例的混合式低压磁控直流断路器，通过采用模块化结构拼合组装的方式，形成混合式低压磁控直流断路器，这样在某一核心零件损坏时，可以独立替换其中某个模块，从而降低产品的运维成本，并且简化整机的装配工艺，提高装配效率，从而降低产品成本。

如图2所示，在本发明的一些实施例中，正极分断模块200包括第一主回路模块210和第一控制模块220；如图3至图6所示，第一主回路模块210包括：

第一绝缘壳体230，设置于固定板100上；

并排设置于第一绝缘壳体230内的第一静触头250、第二静触头260和第三静触头270；

第一动刀模块280，设置于第一绝缘壳体230内，且位于第一静触头250、第二静触头260和第三静触头270的下侧，第一动刀模块280具有分别与第一静触头250、第二静触头260和第三静触头270相对应的第一动触头281、第二动触头282和第三动触头283；第一动刀模块280远离第一静触头250、第二静触头260和第三静触头270的一侧设置有第一铜排290、第二铜排291和第三铜排292，第一铜排290的一端与第一动触头281导通连接，第二铜排291的一端与第二动触头282导通连接，第三铜排292的一端与第三动触头283导通连接；

第一短接排293，第一短接排293的一端与第一铜排290的另一端导通连接，第一短接排293的另一端与第二铜排291的另一端导通连接；

第二短接排294，第二短接排294的一端与第二静触头260的上端导通连接，第二短接排294的另一端与第三静触头270的上端导通连接；

三个第一灭弧罩295，罩设于第一静触头250、第二静触头260和第三静触头270；

第一绝缘支撑架296，设置于第一绝缘壳体230上；

第一磁控机构297，设置于第一绝缘支撑架296上，第一磁控机构297与第一控制模块220电连接；

第一传动轴298，第一传动轴298的一端与第一磁控机构297连接，第一传动轴298的另一端通过第一销轴240与第一动刀模块280连接；第一磁控机构297能够通过第一传动轴298带动第一动刀模块280转动，以使第一动触头281与第一静触头250、第二动触头282与第二静触头260、第三动触头283与第三静触头270相接触或相分离。

具体地，第一主回路模块210负责正极回路的机械分断，在第一主回路模块210中，第一绝缘壳体230起到绝缘作用，将内部的铜排回路与固定板100相隔离。第一静触头250、第二静触头260和第三静触头270分别通过螺钉安装在第一绝缘壳体230的内壁，在第一静触头250、第二静触头260和第三静触头270的下侧设置有第一动刀模块280，第一动刀模块280也设置在第一绝缘壳体230的内壁，并且可以相对转动，在第一动刀模块280上，设置有分别与第一静触头250、第二静触头260和第三静触头270相对应的第一动触头281、第二动触头282和第三动触头283。在第一动刀模块280的下端，焊接有铜编织线，从而能够与下侧的第一铜排290、第二铜排291和第三铜排292导通连接，第一铜排290对应于第一动触头281，第二铜排291对应于第二动触头282，第三铜排292对应于第三动触头283。第一短接排293的一端通过螺钉固定在第一铜排290上，第一短接排293的另一端通过螺钉固定在第二铜排291上。第二短接排294的一端通过螺钉固定在第二静触头260上，第二短接排294的另一端通过螺钉固定在第三静触头270上。在三个静触头处，分别罩设有第一灭弧罩295。第一绝缘支撑架296通过螺钉固定在第一绝缘壳体230上，第一磁控机构297通过螺钉安装在第一绝缘支撑架296上；第一传动轴298的一端通过螺钉固定在第一磁控机构297上，第一传动轴298的另一端通过第一销轴240与第一动刀模块280相连。

正极分断模块200上的电流流向为：第一静触头250-第一动刀模块280-第一铜排290-第一短接排293-第二铜排291-第二静触头260-第二短接排294-第三静触头270-第三铜排292，单极一共有三断点，在开关正极需要分断时，第一动刀模块280将第一动触头281、第二动触头282和第三动触头283分别与第一静触头250、第二静触头260和第三静触头270全部断开，从而可以提高开关的分断能力。

当正极分断模块200需要合闸时，第一磁控机构297带动第一传动轴298竖直向下运动，进而使第一动刀模块280的各动触头压紧各静触头，实现合闸。当正极分断模块200需要分闸时，第一磁控机构297带动第一传动轴298竖直向上运动，进而使第一动刀模块280的各动触头离开各静触头，实现分闸，第一动刀模块280远离各静触头时所产生的电弧，会被引到第一灭弧罩295中，实现灭弧。

第一控制模块220通过螺钉安装在第一主回路模块210上，负责控制第一磁控机构297的动作，并为第一磁控机构297提供能源。第一磁控机构297的行程为10mm，行程小，动作快，在第一控制模块220的配合下，可以实现开关的整个正极合闸时间在15ms左右，分闸时间在5ms左右，实现快速关断，有效快速隔离线路中的故障点。在本发明实施例中，第一控制模块220的控制权限最高，除控制正极分断模块200外，同时还收集监测模块700得到的数据，对整个直流断路器的运行工况实时动态监控，并可以对负极分断模块300下达分合指令。

如图7所示，在本发明的一些实施例中，负极分断模块300包括第二主回路模块310和第二控制模块320，第二控制模块320与第一控制模块310电连接；如图8至图11所示，第二主回路模块310包括：

第二绝缘壳体330，设置于固定板100上；

并排设置于第二绝缘壳体330内的第四静触头350、第五静触头360和第六静触头370；

第二动刀模块380，设置于第二绝缘壳体330内，且位于第四静触头350、第五静触头360和第六静触头370的下侧，第二动刀模块380具有分别与第四静触头350、第五静触头360和第六静触头370相对应的第四动触头381、第五动触头382和第六动触头383；第二动刀模块380远离第四静触头381、第五静触头382和第六静触头383的一侧设置有第四铜排390、第五铜排391和第六铜排392，第四铜排390的一端与第四动触头381导通连接，第五铜排391的一端与第五动触头382导通连接，第六铜排392的一端与第六动触头383导通连接；

第三短接排393，第三短接排393的一端与第四铜排390的另一端导通连接，第三短接排393的另一端与第五铜排391的另一端导通连接；

第四短接排394，第四短接排394的一端与第五静触头360的上端导通连接，第四短接排394的另一端与第六静触头370的上端导通连接；

三个第二灭弧罩395，分别罩设于第四静触头350、第五静触头360和第六静触头370；

第二绝缘支撑架396，设置于第二绝缘壳体330上；

第二磁控机构397，设置于第二绝缘支撑架396上，第二磁控机构397与第二控制模块320电连接；

第二传动轴398，第二传动轴398的一端与第二磁控机构397连接，第二传动轴398的另一端通过第二销轴340与第二动刀模块380连接；第二磁控机构397能够通过第二传动轴398带动第二动刀模块380转动，以使第四动触头381与第四静触头350、第五动触头382与第五静触头360、第六动触头383与第六静触头370相接触或相分离。

具体地，第二主回路模块310负责负极回路的机械分断；在第二主回路模块310中，第二绝缘壳体330起绝缘作用，将内部的铜排回路与固定板100相隔离。第四静触头350、第五静触头360和第六静触头370分别通过螺钉安装在第二绝缘壳体330的内壁，在第四静触头350、第五静触头360和第六静触头370的下侧设置有第二动刀模块380，第二动刀模块380也设置在第二绝缘壳体330的内壁，并且可以相对转动，在第二动刀模块380上，设置有分别与第四静触头350、第五静触头360和第六静触头370相对应的第四动触头381、第五动触头382和第六动触头383。在第二动刀模块380的下端，焊接有铜编织线，从而能够与下侧的第四铜排390、第五铜排391和第六铜排392导通连接。第四铜排390对应于第四动触头381、第五铜排391对应于第五动触头382、第六铜排392对应于第六动触头383。第三短接排393的一端通过螺钉固定在第四铜排390上，第三短接排393的另一端通过螺钉固定在第五铜排391上。第四短接排394的一端通过螺钉固定在第五静触头360上，第四短接排394的另一端通过螺钉固定在第六静触头370上。在三个静触头处，分别罩设有第二灭弧罩395。第二绝缘支撑架396通过螺钉固定在第二绝缘壳体330上，第二磁控机构397通过螺钉安装在第二绝缘支撑架396上；第二传动轴398的一端通过螺钉固定在第二磁控机构397上，第二传动轴398的另一端通过第二销轴与第二动刀模块380相连。

负极分断模块300的电流流向为：第四静触头350-第二动刀模块380-第四铜排390-第三短接排393-第五铜排391-第五静触头360-第四短接排394-第六静触头370-第六铜排392，单极一共有三断点，在开关负极需要分断时，第二动刀模块380将第四动触头381、第五动触头382和第六动触头383分别与第四静触头350、第五静触头360和第六静触头370全部断开，从而可以提高开关的分断能力。

当负极分断模块300需要合闸时，第二磁控机构397带动第二传动轴398竖直向下运动，进而使第二动刀模块380的各动触头压紧各静触头，实现合闸。当负极分断模块300需要分闸时，第二磁控机构397带动第二传动轴398竖直向上运动，进而使第二动刀模块380的各动触头离开各静触头，实现分闸，第二动刀模块380远离各静触头时所产生的电弧，被引到第二灭弧罩395中，实现灭弧。

第二控制模块320通过螺钉安装在第二主回路模块310上，负责控制第二磁控机构397的动作，并为第二磁控机构397提供能源。第二磁控机构397的行程为10mm，行程小，动作快，在第二控制模块320的配合下，可以实现开关的整个负极合闸时间在15ms左右，分闸时间在5ms左右，实现快速关断，有效快速隔离线路中的故障点。在本发明实施例中，第二控制模块320接收第一控制模块220的控制指令，当需要合闸或分闸时，第一控制模块220发送相关指令给第二控制模块320，第二控制模块320接收指令后，控制第二磁控机构397动作。

如图12和图13所示，在本发明的一些实施例中，监测模块700包括：

第三绝缘壳体710，设置于固定板100上，且位于正极分断模块200和负极分断模块300的下侧；

第七铜排720，设置于第三绝缘壳体710内，并与第三铜排292导通连接；

第八铜排730，设置于第三绝缘壳体710内，并与第六铜排392导通连接；

直流测量互感器740，设置于第三绝缘壳体710内，并与第七铜排720电连接；

直流漏保互感器750，设置于第三绝缘壳体710内，并与第八铜排730电连接；

采集盒760，设置于第三绝缘壳体710上，并分别与直流测量互感器740、直流漏保互感器750及第一控制模块220电连接。

监测模块700用于实现对直流断路器运行状态的实时监控，监测模块700位于正极分断模块200与负极分断模块300的下侧，并分别与正极分断模块200和负极分断模块300电连接。第七铜排720通过螺钉与正极分断模块200的第三铜排292固定连接，用于传输正极电流；第八铜排730通过螺钉与负极分断模块300的第六铜排392固定连接，用于传输负极电流。直流测量互感器740的内部穿过第七铜排720，可以实时测量直流开关的电流数据；直流漏保互感器750的内部穿过第八铜排730，可以实时测量直流开关的剩余电流数据。此外，在第七铜排720和第八铜排730的外部，还分别套有绝缘热缩套管，用于增加两种极性的铜排的绝缘性。采集盒760负责收集直流测量互感器740、直流漏保互感器750监测到的模拟信号，并将模拟信号转化为数字信号，传输至第一控制模块220，方便第一控制模块200发送对整机的控制指令，提高开关的智能化水平。

进一步地，在本发明的一些实施例中，第三绝缘壳体710包括：

第一绝缘板711，设置于固定板100上，且位于正极分断模块200的下侧；

第二绝缘板712，设置于固定板100上，且位于负极分断模块300的下侧；

第三绝缘板713，第三绝缘板713的一侧与第一绝缘板711的下侧连接，第三绝缘板713的另一侧与第二绝缘板712的下侧连接；

第四绝缘板714，第四绝缘板714设置于第三绝缘板713上，且第四绝缘板714的一侧与第一绝缘板711远离固定板100的一侧连接，第四绝缘板714的另一侧与第二绝缘板712远离固定板100的一侧连接，采集盒760设置于第四绝缘板714上。

具体地，第一绝缘板711通过螺钉安装在固定板100上，位于正极分断模块200下方的左侧；第二绝缘板712通过螺钉安装在固定板100上，位于负极分断模块300下方的右侧；第三绝缘板713通过螺钉安装在第一绝缘板711和第二绝缘板712的下端，并且固定在固定板100上；第四绝缘板714通过螺钉固定在第一绝缘板711和第二绝缘板712上，第四绝缘板714通过螺钉安装有采集盒760。

根据本发明实施例的混合式低压磁控直流断路器，能够投运在低压直流配网中，正极电流通过第一静触头250进入正极分断模块200中，依次经过第一静触头250-第一动刀模块280-第一铜排290-第一短接排293-第二铜排291-第二静触头260-第二短接排294-第三静触头270-第三铜排292，再将电流传输至监测模块700中的第七铜排720，上述铜排为正极铜排；负极电流则通过第四静触头350进入负极分断模块300中，依次经过第四静触头350-第二动刀模块380-第四铜排390-第三短接排393-第五铜排391-第五静触头360-第四短接排394-第六静触头370-第六铜排392，再将电流传输至监测模块700中的第八铜排730，上述铜排为负极铜排。第七铜排720和第八铜排730上安装的直流测量互感器740和直流漏保互感器750实时监测流经铜排的电流信息，这些信息为模拟信号，采集盒760将获取到的模拟信号转化为数字信号，并将数字信号发送至正极分断模块200的第一控制模块220，该混合式低压磁控直流断路器完成对该配网线路的实时监控。

当线路上发生故障时，直流测量互感器740和直流漏保互感器750获取到异常信号，采集盒760实时将异常信号发送至第一控制模块220，第一控制模块220对异常信号即时判断，并同时对正极分断模块200和负极分断模块300发出分闸指令，第一控制模块220发出分闸信号，同时负极分断模块300的第二控制模块320发出分闸信号。在接收到第一控制模块220的信号后，第一主回路模块210中的第一磁控机构297进行快速分闸动作，进而带动第一动刀模块280转动，使第一动刀模块280同时切断与第一静触头250、第二静触头260、第三静触头270的接触，三个第一灭弧罩295同时吸弧灭弧，使整个正极回路产生三断口。在接收到第二控制模块320的信号后，第二主回路模块310中的第二磁控机构397进行快速分闸动作，进而带动第二动刀模块380转动，使第二动刀模块380同时切断与第四静触头350、第五静触头360、第六静触头370的接触，三个第二灭弧罩395同时吸弧灭弧，使整个负极回路产生三断口。通过电子电路器件与机械结构件的协同混合使用，使断路器即时获取线路上的异常数据，并作出快速反馈。磁控机构驱动动刀模块分合闸，实现快速故障切除，从故障发生到开关分闸时间约5ms。单极三断口，极大的提高了断路器的开断能力。

根据本发明实施例的混合式低压磁控直流断路器，具有以下优点：

1.采用模块化设计，在某一核心零件损坏后，可以独立替换该模块，从而降低产品的运维成本，并且简化整机的装配工艺，提高装配效率，从而降低产品成本。

2.通过监测模块700中的直流测量互感器740、直流漏保互感器750和采集盒760，可以对线路上的运行工况实时监控。

3.将机械结构件与电子器件混合协同操作，使断路器即时获取线路上的异常数据，并作出快速反馈，智能化程度高，实现对开关的高度控制。

4.通过模块化拼合方式，在成本较低的情况下实现线路中正负极的单极电路三断口，极大提高了断路器的高开断性能。

5.采用磁控机构驱动动刀模块，能够实现电动快速分合闸，实现快速故障切除，从故障发生到开关分闸时间约5ms。

6.设计有多种灭弧罩及绝缘隔板，有效提高正负极之间的绝缘性，增加线路运行的可靠性。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种混合式低压磁控直流断路器，其特征在于，包括：

固定板；

正极分断模块，设置于所述固定板上，所述正极分断模块的上侧设置有第一卡槽；

负极分断模块，设置于所述固定板上，且与所述正极分断模块并排设置，所述正极分断模块与所述负极分断模块之间设置有绝缘隔板；所述负极分断模块的上侧设置有第二卡槽；

第一防护罩，所述第一防护罩的底部设置有与所述第一卡槽相适配的第一卡块，所述第一防护罩通过所述第一卡块与所述第一卡槽的配合，罩设于所述正极分断模块的上侧；

第二防护罩，所述第二防护罩的底部设置有与所述第二卡槽相适配的第二卡块，所述第二防护罩通过所述第二卡块与所述第二卡槽的配合，罩设于所述负极分断模块的上侧；

监测模块，设置于所述固定板上，且位于所述正极分断模块和所述负极分断模块的下侧，所述监测模块分别与所述正极分断模块和所述负极分断模块电连接；所述监测模块的下侧，且对应所述正极分断模块与所述负极分断模块之间的位置处，设置有第三卡槽；

第三防护罩，所述第三防护罩的上侧设置有与所述第三卡槽相适配的第三卡块，所述第三防护罩通过所述第三卡块与所述第三卡槽的配合，罩设于所述监测模块的下侧。

2.根据权利要求1所述的混合式低压磁控直流断路器，其特征在于，所述正极分断模块包括第一主回路模块和第一控制模块，所述第一主回路模块包括：

第一绝缘壳体，设置于所述固定板上；

并排设置于所述第一绝缘壳体内的第一静触头、第二静触头和第三静触头；

第一动刀模块，设置于所述第一绝缘壳体内，且位于所述第一静触头、所述第二静触头和所述第三静触头的下侧，所述第一动刀模块具有分别与所述第一静触头、所述第二静触头和所述第三静触头相对应的第一动触头、第二动触头和第三动触头；所述第一动刀模块远离所述第一静触头、所述第二静触头和所述第三静触头的一侧设置有第一铜排、第二铜排和第三铜排，所述第一铜排的一端与所述第一动触头导通连接，所述第二铜排的一端与所述第二动触头导通连接，所述第三铜排的一端与所述第三动触头导通连接；

第一短接排，所述第一短接排的一端与所述第一铜排的另一端导通连接，所述第一短接排的另一端与所述第二铜排的另一端导通连接；

第二短接排，所述第二短接排的一端与所述第二静触头的上端导通连接，所述第二短接排的另一端与所述第三静触头的上端导通连接；

三个第一灭弧罩，分别罩设于所述第一静触头、所述第二静触头和所述第三静触头；

第一绝缘支撑架，设置于所述第一绝缘壳体上；

第一磁控机构，设置于所述第一绝缘支撑架上，所述第一磁控机构与所述第一控制模块电连接；

第一传动轴，所述第一传动轴的一端与所述第一磁控机构连接，所述第一传动轴的另一端通过第一销轴与所述第一动刀模块连接；所述第一磁控机构能够通过所述第一传动轴带动所述第一动刀模块转动，以使所述第一动触头与所述第一静触头、所述第二动触头与所述第二静触头、所述第三动触头与所述第三静触头相接触或相分离。

3.根据权利要求2所述的混合式低压磁控直流断路器，其特征在于，所述负极分断模块包括第二主回路模块和第二控制模块，所述第二控制模块与所述第一控制模块电连接，所述第二主回路模块包括：

第二绝缘壳体，设置于所述固定板上；

并排设置于所述第二绝缘壳体内的第四静触头、第五静触头和第六静触头；

第二动刀模块，设置于所述第二绝缘壳体内，且位于所述第四静触头、所述第五静触头和所述第六静触头的下侧，所述第二动刀模块具有分别与所述第四静触头、所述第五静触头和所述第六静触头相对应的第四动触头、第五动触头和第六动触头；所述第二动刀模块远离所述第四静触头、所述第五静触头和所述第六静触头的一侧设置有第四铜排、第五铜排和第六铜排，所述第四铜排的一端与所述第四动触头导通连接，所述第五铜排的一端与所述第五动触头导通连接，所述第六铜排的一端与所述第六动触头导通连接；

第三短接排，所述第三短接排的一端与所述第四铜排的另一端导通连接，所述第三短接排的另一端与所述第五铜排的另一端导通连接；

第四短接排，所述第四短接排的一端与所述第五静触头的上端导通连接，所述第四短接排的另一端与所述第六静触头的上端导通连接；

三个第二灭弧罩，分别罩设于所述第四静触头、所述第五静触头和所述第六静触头；

第二绝缘支撑架，设置于所述第二绝缘壳体上；

第二磁控机构，设置于所述第二绝缘支撑架上，所述第二磁控机构与所述第二控制模块电连接；

第二传动轴，所述第二传动轴的一端与所述第二磁控机构连接，所述第二传动轴的另一端通过第二销轴与所述第二动刀模块连接；所述第二磁控机构能够通过所述第二传动轴带动所述第二动刀模块转动，以使所述第四动触头与所述第四静触头、所述第五动触头与所述第五静触头、所述第六动触头与所述第六静触头相接触或相分离。

4.根据权利要求3所述的混合式低压磁控直流断路器，其特征在于，所述监测模块包括：

第三绝缘壳体，设置于所述固定板上，且位于所述正极分断模块和所述负极分断模块的下侧；

第七铜排，设置于所述第三绝缘壳体内，并与所述第三铜排导通连接；

第八铜排，设置于所述第三绝缘壳体内，并与所述第六铜排导通连接；

直流测量互感器，设置于所述第三绝缘壳体内，并与所述第七铜排电连接；

直流漏保互感器，设置于所述第三绝缘壳体内，并与所述第八铜排电连接；

采集盒，设置于所述第三绝缘壳体上，并分别与所述直流测量互感器、所述直流漏保互感器及所述第一控制模块电连接。

5.根据权利要求4所述的混合式低压磁控直流断路器，其特征在于，所述第七铜排与所述第八铜排的外侧均套设有绝缘热缩套管。

6.根据权利要求4所述的混合式低压磁控直流断路器，其特征在于，所述第三绝缘壳体包括：

第一绝缘板，设置于所述固定板上，且位于所述正极分断模块的下侧；

第二绝缘板，设置于所述固定板上，且位于所述负极分断模块的下侧；

第三绝缘板，所述第三绝缘板的一侧与所述第一绝缘板的下侧连接，所述第三绝缘板的另一侧与所述第二绝缘板的下侧连接；

第四绝缘板，所述第四绝缘板设置于所述第三绝缘板上，且所述第四绝缘板的一侧与所述第一绝缘板远离所述固定板的一侧连接，所述第四绝缘板的另一侧与所述第二绝缘板远离所述固定板的一侧连接，所述采集盒设置于所述第四绝缘板上。

7.根据权利要求1所述的混合式低压磁控直流断路器，其特征在于，所述第一防护罩开设有多个第一散热孔，所述第二防护罩开设有多个第二散热孔。

8.根据权利要求1所述的混合式低压磁控直流断路器，其特征在于，所述第三防护罩开设有多个第三散热孔。