什么是混合型中压直流真空断路器

1、混合型直流真空断路器工作原理

混合型直流真空断路器典型结构见图1， 它由斥力真空触头机构(VI)、换流电路(C-F-L-D)和避雷器(MOA)并联组成。

混合型中压直流真空断路器的研究

正常情况下，斥力真空触头机构处于合闸状态，换流晶闸管组件处于关断状态，换流电容预充电。当传感器检测到故障电流或控制器接到分闸指令后，立即触发斥力机构驱动触头分离(t1)，真空灭弧室触头分离形成真空电弧，触头间产生弧压。当触头间隙形成足够的开距或延迟一定的时间后(t2)，控制器向晶闸管组件F 发出导通信号，主回路电流i 开始向换流支路转移， 换流电容C 的放电电流iC一部分可能会从二极管D 上流过， VI 支路电流iVI将逐渐减小直至过零熄弧(t3)。换流电流大于主回路电流部分将流过二极管支路(t3~t4)。当iD过零D 截止后，主回路电流全部转移到C-F-L 支路上(t4)，同时，断路器两端出现正向过电压。当换流电容反充电压大于MOA 动作电压后(t5)，电流向MOA 支路转移，MOA 开始限压吸能。随着F 电流减小到零后截止关断，短路电流全部转移到MOA 上(t6)， 系统感抗中存储的能量被MOA 吸收耗散(t6~t7)，最终电流减小到零被切断，分断过程结束(t7)，

混合型中压直流真空断路器的研究

斥力真空触头机构VI 上并联二极管组件D 使分断过程中恢复过电压出现的时刻后移，为触头电流过零后动静触头间介质恢复创造了近似零电压的恢复过程，增强了触头间隙后续承受恢复电压的能力，提高了分断可靠性。在电感L 两端并联续流二极管的目的是为了减小晶闸管组件通过浪涌电流后截止时的du/dt 和降低电容反充电压幅值。基于强迫换流原理的HDCVB 通流能力强， 分断电流高，且分断时间短，限流效果和工程适用性好。

混合型中压直流真空断路器方案，原理简单、分断速度快、可靠性高，可以实现大容量中压直流分断，基于斥力原理的真空触头机构可以实现额定电流通流和快速动作的功能;中压脉冲功率组件均压措施改善了串联应用的分压特性，采用扩大门极和强触发可有效提高浪涌通流能力， 光控触发的方案实现了电气隔离，节约了触发电源;避雷器的能量等效性原则和参数设计方法等为中压直流短路器的研制打下了坚实的基础。斥力真空触头机构连入换流回路的阻抗是影响换流效率的关键因素。实验表明， 混合型中压直流真空断路器可以成功满足舰船中压直流电力系统负荷和保护分断的要求。