[发明专利]无电弧电力断路器

摘要

本发明提供一种无电弧电力断路器，其特征是，由机械开关K(单相或三相)、电力电子可逆开关D(与K对应的单相或三相)、控制器P、检测仪表V1和V2构成，K与D组成受控于P的双开关通道，接于高压输入(IR)和输出(OUT)之间，K的主触点与D并接，D的控制极r接智能控制器P，在断路器跳闸时，K触点先断而D滞后截止，合闸时D率先导通而K触点滞后闭合，利用电力电子开关的无电弧通断特性保证K触点的入端和出端在通或断的瞬间由于D的导通而接近0电压，因此不产生电弧，用这种无电弧电力断路器替代结构复杂的传统型高压电力断路器。

主权项

1.一种无电弧电力断路器，其特征是：由机械开关(K)、电力电子可逆开关(D)、控制器(P)、第一监测仪表(V1)、第二监测仪表(V2)构成，所述机械开关(K)与所述电力电子可逆开关(D)组成受控于所述控制器(P)的双开关通道，连接于高压输入和输出之间，所述机械开关(K)的主触点与所述电力电子可逆开关(D)并接，所述电力电子可逆开关(D)的控制极(r)接所述控制器(P)，在断路器跳闸时，所述机械开关(K)主触点先断而所述电力电子可逆开关(D)滞后截止，合闸时所述电力电子可逆开关(D)率先导通而机械开关(K)主触点滞后闭合，利用电力电子可逆开关(D)的无电弧通断特性保证机械开关(K)主触点的入端和出端在通或断的瞬间由于所述电力电子可逆开关(D)的导通而接近零电压，因而不产生电弧；所述机械开关(K)为单相或三相，所述电力电子可逆开关(D)为单相或三相，所述电力电子可逆开关(D)的极数与所述机械开关(K)的极数相同；分闸之前所述机械开关(K)通道承载电流，所述电力电子可逆开关(D)通道为截止状态，或是导通状态，当监测到电路故障并判定需要分闸或收到人工手动分闸命令后，所述控制器(P)首先控制所述电力电子可逆开关(D)可靠导通，然后控制所述机械开关(K)主触点分断，流经所述机械开关(K)通道的负载电流或故障电流会随着所述机械开关(K)主触点的断开而自动转移至所述电力电子可逆开关(D)通道，所述机械开关(K)通道与所述电力电子可逆开关(D)通道实现负载电流的无电弧交接后并接收到所述机械开关(K)主触点已可靠开断后所述电力电子可逆开关(D)立刻截止，而所述电力电子可逆开关(D)在截止过程中毫无电弧发生，断路器在整个断路过程中没有电弧产生，全过程在30ms‑80ms内完成，断路过程时间可调；电路开断后所述控制器(P)保证所述机械开关(K)和所述电力电子可逆开关(D)始终处于电路阻断状态，确保不会发生合闸误动作；在所述电力电子可逆开关(D)和所述机械开关(K)的主触点均处于断路状态的情况下，当监测到合闸需求信号或人工手动合闸指令后，所述控制器(P)首先控制所述电力电子可逆开关(D)导通，监测到所述电力电子可逆开关(D)已经可靠导通的信号后立即控制所述机械开关(K)主触点闭合，由于所述机械开关(K)主触点闭合前所述电力电子可逆开关(D)已经承载全部负荷电流，因此所述机械开关(K)主触点的入端和出端是在零电压下完成闭合，因此不产生电弧，所述机械开关(K)主触点闭合后便自动接替所述电力电子可逆开关(D)承载负载电流，此后的所述电力电子可逆开关(D)通道继续开通，不影响所述机械开关(K)工作，不会产生热量，或自动截止，控制器(P)则进入对电路电压、电流及电力电子开关情况的监控和监测状态，做好紧急跳闸和故障报警的准备；所述机械开关(K)是指普通的、无灭弧装置的、不需要特殊合金的电控机械开关，或是具有载流主触点的电磁储能或机械储能开关；所述机械开关(K)主触点受控于动作线圈，而线圈受控于控制器(P)或受控制器(P)控制的继电器，所述机械开关(K)主触点的入端和出端分别连接电力电子可逆开关(D)的入端和出端，而线圈的控制线连接所述控制器(P)；所述第一监测仪表(V1)和第二监测仪表(V2)为包括霍尔元件的监测仪表，或为电压或电流变换器或波形畸变率变换器或电压波动幅度变换器或电流变化率变换器，以隔离的模式分别装设在断路器的输入端和输出端，所述第一监测仪表(V1)和第二监测仪表(V2)的信号线连接所述控制器(P)；所述控制器(P)为计算机或单片机或芯片或控制板或控制仪表，所述控制器(P)的信号线接电路第一监测仪表(V1)、第二监测仪表(V2)及人工输入信号装置，所述控制器(P)的控制线接所述电力电子可逆开关(D)的控制极和所述机械开关(K)的线圈控制装置。