摘要：低压混合式直流断路器具有低功耗、高开断性能、选择性保护等优点,能更好地满足光伏和储能系统以及零碳建筑等应用需求。该文提出一种自触型低压混合式直流开关拓扑,首先通过对混合式断路器工作原理分析,建立基于电弧供能、驱动的机电系统耦合设计方法,该方法利用电弧能量为电子电路供能,并将电弧电压作为换流支路导通的控制信号,从而实现短路故障下系统的自动触发,并提出核心功能模块设计的理论依据。在此基础上,研制低压混合式断路器样机并验证设计方案的有效性,并对比分析不同因素对开断特性的影响规律。试验表明,相较于传统机械开关,小电流开断时间缩短85.4%、电弧能量减少94.1%,提升了断路器电气寿命,同时实现1.1 kA短路电流开断,发现系统总体响应时间与燃弧初期电压上升速率成正相关,电弧电导、支路寄生电感增大均会延长换流时间,电弧重燃概率则主要受外部系统参数影响。结果可为低压直流混合式断路器的优化设计和性能提升提供一定参考。

摘要：在运用直流断路器处理城轨交通直流配电的故障时,当开关因自身故障而失灵拒动,或者直流短路电流燃弧在未正常开断时,不及时地切断电源,直流电弧则会长时间持续燃烧造成新的短路通道,这就有必要在直流开关设备中设置类似于交流供电系统的断路器失灵保护方案作为系统的近后备保护。通过分析直流断路器的灭弧过程可知,一个完整的分断包括动静触头的机械动作时间和燃弧时间。直流断路器失灵除机械故障以外更需要考虑电弧重燃带来的危害。基于此提出以电弧电流为判据的直流断路器失灵保护方案,得出失灵保护的逻辑,当线路和母线上的断路器未成功动作时使相邻的电源点断路器跳闸,实现故障的彻底隔离,清除短路故障电流。以直流断路器各工况下短路开断特性,配置失灵保护方案的定值。