一种多断口机械式直流断路器的制作方法

本实用新型属于高压设备的技术领域，具体涉及一种多断口机械式直流断路器。

背景技术：

近年来，随着柔性直流输电技术与多端直流电网的快速发展，作为直流输电系统中重要的控制与保护设备，直流断路器成为研究热点。由于直流系统故障发展快，直流断路器能够快速完成分断功能，分断时间一般在3～5ms，其快速分断的要求，限制了直流断路器机械开关断口行程不能过大，从而其单个断口的耐压能力不高，一般额定直流电压在几十kv水平，故对于高压直流断路器(直流50kv以上)，需通过多个断口串联来实现整体耐压水平。为有效提高直流断路器多断口的电压均匀分布，目前主要是在断口两端并联电阻、同时并联电容、电阻的均压结构，实现多断口的静态与动态均压，使整体的结构更加复杂，占地面积更大，成本更高。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种多断口机械式直流断路器，解决了现有多断口直流断路器的均压结构复杂，成本高等问题。

本实用新型可通过以下技术方案实现：

一种多断口机械式直流断路器，包括与主支路并联的转移支路和均压耗能支路，所述主支路包括多个串联在一起的断路器，所述均压耗能支路包括多个避雷器，多个所述避雷器与多个断路器一一对应设置，每个所述断路器均与一个避雷器并联。

进一步，所述转移支路包括串联在一起的储能电容器、电抗器和触发开关。

进一步，所述避雷器采用多个阀片串联或者并联在一起的结构。

本实用新型有益的技术效果在于：

借助多个避雷器，将其与断路器一一对应并联连接组成均压耗能支路，代替现有结构中的均压结构和耗能支路，使其在多断口直流断路器中起到均压作用的同时，还可以完成抑制开断过电压、吸收线路残余能量的作用，从而节减整个结构，降低成本，满足多断口直流断路器的生产需要和实际应用要求。

附图说明

图1是现有多断口直流断路器的结构示意图；

图2是本实用新型的多断口直流断路器的结构示意图；

图3是本实用新型的多断口直流断路器的等效原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。

现有的多断口机械式直流断路器的拓扑结构如图1所示，每个断口并联一个静态均压电阻rp，同时再并联一个由电容c、电阻r串联组成的动态均压回路，使得整个结构更加复杂，考虑到避雷器本身抑制过电压的特性，本实用新型提供了一种多断口机械式直流断路器，主要是利用传统直流断路器中耗能支路的避雷器实现多断口的均压，如图2所示，具体包括与主支路并联的转移支路和均压耗能支路，该主支路包括多个串联在一起的断路器，所该均压耗能支路包括多个避雷器，多个避雷器与多个断路器一一对应设置，每个断路器又被称为快速机械开关，其均与一个避雷器并联。这样，无需增加包含电阻、电容的均压回路，简化多断口的均压结构，降低成本，同时利用避雷器本身可靠的非线性电阻特性，均压可靠性高，运行可靠。

为了确保均压效果，各断口并联的避雷器要求有高度一致的伏安特性、静态等效电容与电阻，而避雷器本身可以采用多个阀片串联或者并联在一起的结构。

该转移支路可以包括串联在一起的储能电容器、电抗器和触发开关。

为了分析本实用新型结构的可靠性，考虑到避雷器本身的物理结构，其等效均压原理如图2所示，主要包含直流电压下的避雷器漏电流等效电阻rs、避雷器端间等效电容cq、等效限流电阻rq以及避雷器动作后的动态等效可变电阻rt。当本实用新型的多断口机械式直流断路器所在的线路处于短路状态时，需要进行故障处理，线路故障电流清除后，避雷器对多断口均压的作用过程如下：首先，断口恢复电压由零逐渐上升，在其电压升至避雷器动作电压前，在此操作电压下，多断口均压主要由对应避雷器中端间等效电容cq进行均压；当断口电压超过避雷器动作电压后，避雷器启动，动态等效可变电阻rt急剧减小，此时多断口均压主要由动态可变电阻rt起主导均压作用。但线路残余能量被避雷器吸收完毕后，断口暂态电压消失，此时断口间电压恢复至断口间的稳态直流电压，此时多断口的均压主要由对应避雷器中的静态等效电阻rs进行均压。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。

技术特征：

1.一种多断口机械式直流断路器，其特征在于：包括与主支路并联的转移支路和均压耗能支路，所述主支路包括多个串联在一起的断路器，所述均压耗能支路包括多个避雷器，多个所述避雷器与多个断路器一一对应设置，每个所述断路器均与一个避雷器并联。

2.根据权利要求1所述的多断口机械式直流断路器，其特征在于：所述转移支路包括串联在一起的储能电容器、电抗器和触发开关。

3.根据权利要求1所述的多断口机械式直流断路器，其特征在于：所述避雷器采用多个阀片串联或者并联在一起的结构。

技术总结
本实用新型属于高压设备的技术领域，公开了一种多断口机械式直流断路器，包括与主支路并联的转移支路和均压耗能支路，所述主支路包括多个串联在一起的直流断路器，所述均压耗能支路包括多个避雷器，多个所述避雷器与多个直流断路器一一对应设置，每个所述直流断路器均与一个避雷器并联。本实用新型无需增加包含电阻、电容的均压回路，简化多断口的均压结构，降低成本，同时利用避雷器本身可靠的非线性电阻特性，均压可靠性高，运行可靠。

技术研发人员：郭自德;庄严;傅明政;陈敏杰;余光召;周晓龙
受保护的技术使用者：思源电气股份有限公司
技术研发日：2020.03.23
技术公布日：2020.10.30