1、混合型直流真空斷路器工作原理

混合型直流真空斷路器典型結(jié)構(gòu)見圖1， 它由斥力真空觸頭機(jī)構(gòu)(VI)、換流電路(C-F-L-D)和避雷器(MOA)并聯(lián)組成。

混合型中壓直流真空斷路器的研究

正常情況下，斥力真空觸頭機(jī)構(gòu)處于合閘狀態(tài)，換流晶閘管組件處于關(guān)斷狀態(tài)，換流電容預(yù)充電。當(dāng)傳感器檢測到故障電流或控制器接到分閘指令后，立即觸發(fā)斥力機(jī)構(gòu)驅(qū)動觸頭分離(t1)，真空滅弧室觸頭分離形成真空電弧，觸頭間產(chǎn)生弧壓。當(dāng)觸頭間隙形成足夠的開距或延遲一定的時間后(t2)，控制器向晶閘管組件F 發(fā)出導(dǎo)通信號，主回路電流i 開始向換流支路轉(zhuǎn)移， 換流電容C 的放電電流iC一部分可能會從二極管D 上流過， VI 支路電流iVI將逐漸減小直至過零熄弧(t3)。換流電流大于主回路電流部分將流過二極管支路(t3~t4)。當(dāng)iD過零D 截止后，主回路電流全部轉(zhuǎn)移到C-F-L 支路上(t4)，同時，斷路器兩端出現(xiàn)正向過電壓。當(dāng)換流電容反充電壓大于MOA 動作電壓后(t5)，電流向MOA 支路轉(zhuǎn)移，MOA 開始限壓吸能。隨著F 電流減小到零后截止關(guān)斷，短路電流全部轉(zhuǎn)移到MOA 上(t6)， 系統(tǒng)感抗中存儲的能量被MOA 吸收耗散(t6~t7)，最終電流減小到零被切斷，分?jǐn)噙^程結(jié)束(t7)，

混合型中壓直流真空斷路器的研究

斥力真空觸頭機(jī)構(gòu)VI 上并聯(lián)二極管組件D 使分?jǐn)噙^程中恢復(fù)過電壓出現(xiàn)的時刻后移，為觸頭電流過零后動靜觸頭間介質(zhì)恢復(fù)創(chuàng)造了近似零電壓的恢復(fù)過程，增強(qiáng)了觸頭間隙后續(xù)承受恢復(fù)電壓的能力，提高了分?jǐn)嗫煽啃?。在電感L 兩端并聯(lián)續(xù)流二極管的目的是為了減小晶閘管組件通過浪涌電流后截止時的du/dt 和降低電容反充電壓幅值。基于強(qiáng)迫換流原理的HDCVB 通流能力強(qiáng)， 分?jǐn)嚯娏鞲?，且分?jǐn)鄷r間短，限流效果和工程適用性好。

混合型中壓直流真空斷路器方案，原理簡單、分?jǐn)嗨俣瓤臁⒖煽啃愿?，可以?shí)現(xiàn)大容量中壓直流分?jǐn)啵诔饬υ淼恼婵沼|頭機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)額定電流通流和快速動作的功能;中壓脈沖功率組件均壓措施改善了串聯(lián)應(yīng)用的分壓特性，采用擴(kuò)大門極和強(qiáng)觸發(fā)可有效提高浪涌通流能力， 光控觸發(fā)的方案實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，節(jié)約了觸發(fā)電源;避雷器的能量等效性原則和參數(shù)設(shè)計方法等為中壓直流短路器的研制打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。斥力真空觸頭機(jī)構(gòu)連入換流回路的阻抗是影響換流效率的關(guān)鍵因素。實(shí)驗(yàn)表明， 混合型中壓直流真空斷路器可以成功滿足艦船中壓直流電力系統(tǒng)負(fù)荷和保護(hù)分?jǐn)嗟囊蟆?/span>