CN206225274U - 一种混合式零电压开关断路器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种混合式零电压开关断路器，涉及一种断路器，包括真空开关、开断单元、真空灭弧室、永磁机构和斥力机构，所述斥力机构由所述永磁机构保持，所述真空开关由所述斥力机构驱动，所述真空开关与所述真空灭弧室连接，所述开断单元包括绝缘栅双极型晶体管串联模块、RCD缓冲电路和压敏电阻。本实用新型在合闸过程中，开断单元先合闸，真空开关零电压合闸；在分闸过程中真空开关先分闸，电流由真空开关迅速转移到开断单元上，真空开关电弧熄灭，开断单元实现电流的开断，开断过程中，真空开关两端电压为零或者很低，实现响应时间0.5ms，动作时间2ms，满足混合式零电压的直流断路器快速保护的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种断路器，尤其是一种混合式零电压开关断路器。
背景技术
混合式开关技术是电力电子技术与机械开关并联构成的开关技术，综合了机械开关通流能力强、开关技术成熟和电力电子开关动作速度快、控制可靠、可以实现软开断的优点，克服了机械开关的动作时间长、电弧烧损触头、对系统干扰大和电力电子开关的通流能力较弱，发热严重，需要配套冷却装置等缺点，是未来低压直流断路器的发展方向。
混合直流断路器成为了国内外研究的热点，但目前研究的直流断路器主要用于转换开关，开断能力有限，无法满足故障保护的要求。而且所采用的快速机械开关的速度制约了混合断路器的开断时间。
实用新型内容
本实用新型提供一种混合式零电压开关断路器，响应速度快，整机开断时间短。
本实用新型具体采用如下技术方案实现：
一种混合式零电压开关断路器，包括真空开关、开断单元、真空灭弧室、永磁机构和斥力机构，所述斥力机构由所述永磁机构保持，所述真空开关由所述斥力机构驱动，所述真空开关与所述真空灭弧室连接，所述开断单元包括绝缘栅双极型晶体管串联模块、RCD缓冲电路和压敏电阻。
作为优选，所述RCD缓冲电路由二极管、电阻和电容构成。
作为优选，所述绝缘栅双极型晶体管串联模块为双向IGBTs开关，并与所述压敏电阻并联。
作为优选，绝缘栅双极型晶体管选用FZ1200R17HP4_B2的晶体管，所述真空灭弧室采用CKJ7型号的灭弧室。
本实用新型提供的一种混合式零电压开关断路器，其有益效果在于：在合闸过程中，开断单元先合闸，真空开关零电压合闸；在分闸过程中真空开关先分闸，电流由真空开关迅速转移到开断单元上，真空开关电弧熄灭，开断单元实现电流的开断，开断过程中，真空开关两端电压为零或者很低，实现响应时间0.5ms，动作时间2ms，满足混合式零电压的直流断路器快速保护的要求。
附图说明
图1是本实用新型混合式零电压开关断路器的结构图；
图2为开断单元与真空开关的连接电路图。
图中，1-真空开关；2-开断单元；3-真空灭弧室；4-永磁机构；5-斥力机构；6-超程连接件；7-绝缘支撑杆。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1所示，本实施提供的一种混合式零电压开关断路器，包括真空开关1、开断单元2、真空灭弧室3、永磁机构4和斥力机构5，斥力机构5由永磁机构4保持，真空开关1由斥力机构5驱动，斥力机构5通过超程连接件6和绝缘支撑杆7与真空开关1连接，真空开关1与真空灭弧室3连接，开断单元2包括绝缘栅双极型晶体管串联模块、RCD缓冲电路和压敏电阻MOV。
如图2所述，开断单元与真空开关的电路图，其RCD缓冲电路主要由二极管D3、D4，电阻R1、R2及电容C1、C2构成，绝缘栅双极型晶体管串联模块由IGBT1和IGBT1串联构成的双向IGBTs开关，并与压敏电阻MOV并联。RCD缓冲电路主要用于当IGBTs关断时，吸收线路电感上的能量，同时降低IGBT器件两端电压上升率，减小器件关断时刻电流与电压的重合度，从而保证固态开关工作在软关断状态，减少了IGBTs器件的开关损耗。
本实施例中。IGBT选用FZ1200R17HP4_B2，额定电压1 700V，额定电流1200A，1ms冲击电流2 400A，每个IGBT的开断最大电流为2 400A。压敏电阻MOV保护电压500V，最大耐受电流25kA，用于吸收IGBT关断后的过压，当电压超过压敏电阻参考电压后，压敏电阻动作，电流转移到压敏电阻中，在此选用HY1.5W-0.5/2.6型号压敏电阻，尽管其雷电冲击电流残压为2.6kV，但从其伏安特性可知，当电流小于3kA时，残压很低，接近参考电压。真空灭弧室采用额定1 140V、电流1 600A的CKJ7型号，额定开距5mm。
在合闸过程中，开断单元先合闸，真空开关零电压合闸；在分闸过程中真空开关先分闸，电流由真空开关迅速转移到开断单元上，真空开关电弧熄灭，开断单元实现电流的开断，开断过程中，真空开关两端电压为零或者很低，实现响应时间0.5ms，动作时间2ms，满足混合式零电压的直流断路器快速保护的要求。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种混合式零电压开关断路器，其特征在于，包括真空开关、开断单元、真空灭弧室、永磁机构和斥力机构，所述斥力机构由所述永磁机构保持，所述真空开关由所述斥力机构驱动，所述真空开关与所述真空灭弧室连接，所述开断单元包括绝缘栅双极型晶体管串联模块、RCD缓冲电路和压敏电阻。
2.根据权利要求1所述的一种混合式零电压开关断路器，其特征在于：所述RCD缓冲电路由二极管、电阻和电容构成。
3.根据权利要求1所述的一种混合式零电压开关断路器，其特征在于：所述绝缘栅双极型晶体管串联模块为双向IGBTs开关，并与所述压敏电阻并联。
4.根据权利要求1所述的一种混合式零电压开关断路器，其特征在于：绝缘栅双极型晶体管选用FZ1200R17HP4_B2的晶体管，所述真空灭弧室采用CKJ7型号的灭弧室。
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