[发明专利]一种双向无电弧混合断路器及其工作方法

权利要求书

1.一种双向无电弧混合断路器，其特征在于：包括

主电流电路，包括依次串联连接的第一电感、第一高速开关和第二高速开关和第二电感，用于通过正常工作状态下的电流；

电容强迫换流电路，包括电容器、第三电感和开关桥，用于实现双向切除故障电流，开关桥包括四个晶闸管构成的两个并联连接的开关桥臂，电容器的两端分别连接两个开关桥臂的中点处，第三电感的一端连接至第一和第二高速开关之间，第三电感的另一端连接至开关桥的一端；

二极管辅助换流电路，用于辅助电容强迫换流电路形成电容充放电电流流通路径，包括第一至第四二极管，第一二极管并联在第一高速开关两端，第三二极管并联在第二高速开关两端，串联连接的第二二极管和第四二极管并联在两个高速开关两端，且第一二极管的正极、第二二极管的负极连接在第一电感和第一高速开关之间，第三二极管的正极、第四二极管的负极连接在第二电感和第二高速开关之间，第二二极管的正极和第四二极管的正极连接至所述电容强迫换流电路的开关桥的另一端；

过电压限制电路，并联在电容强迫换流电路的两端，用于消耗系统故障电流，并抑制分断过电压。

2.根据权利要求1所述一种双向无电弧混合断路器，其特征在于：所述过电压限制电路包括避雷器MOV。

3.一种双向无电弧混合断路器的工作方法，其特征在于：应用于权利要求1至2 任意一项所述的一种双向无电弧混合断路器，具体包括以下过程：

预充电过程，先闭合其中一个高速开关，对电容器进行预充电；

合闸过程，双向无电弧混合断路器接到合闸命令，闭合其中一个高速开关，控制相应一侧的开关桥臂导通，当电流在开关桥臂支路稳定流通时，闭合另一高速开关，实现高速开关低电压应力下的“软开通”；

稳定运行过程，合闸过程结束后进入稳定运行状态，电流依次从两个高速开关流通，开关桥臂、第一至第四二极管处于阻断状态，电容器无充放电工作，第一电感和第二电感处于短路，此时双向无电弧混合断路器可等效为一段导线，导通损耗低；

开断短路电流过程，切断故障电流，对其中一个高速开关发出分闸命令，控制位于电容器两端的相应晶闸管导通，同时控制相应的二极管导通，实现电流从主电流电路向电容强迫换流电路转移，系统电流快速下降，直到能量释放完毕，开关过程结束。

4.根据权利要求3所述一种双向无电弧混合断路器的工作方法，其特征在于：包括正常开断电流过程，当对断路器进行检修或维护时，其开断电流过程与开断短路电流过程相同。

5.根据权利要求3所述一种双向无电弧混合断路器的工作方法，其特征在于：所述开断短路电流过程包括电容器的放电过程和反向充电过程。

6.根据权利要求3所述一种双向无电弧混合断路器的工作方法，其特征在于：所述开断短路电流过程中当电容器两端电压高于过电压限制电路两端电压时，过电压限制电路导通，系统电流快速下降。