摘要：真空断路器和SF6断路器串联的混合断路器,可有效利用真空和SF6气体两种介质不同的灭弧特性实现更大短路电流的分断。为研究两种电弧的相互任用,运用ATP软件及其TACS工具建立了系统实验仿真平台、12kV真空断路器与40.5kV SF6断路器的电弧模型;将仿真结果与实验波形结合通过数学方法分别求得实用的真空电弧和SF6电弧模型参数;搭建了实用真空电弧模型与SF6电弧模型串联的混合断路器模型。通过设定不同的系统仿真参数,研究开断过程中真空电弧和SF6电弧的相互作用及真空断路器与SF6断路器的分压关系;分析两断路器不同时刻分断的协同特性与介质恢复过程;量化研究混合断路器的断流容量增益特性。仿真结果证明,真空断口首先承担恢复电压有利于SF6断口的介质强度恢复;两断口间的电压分布关系主要由电弧电阻与断口间电容决定;在不增加SF6气体使用量的情况下混合断路器具有比SF6断路器更大的断流能力。研究结果为大容量混合断路器的设计提供了理论依据。

摘要：270V高压直流供电系统成为航空航天领域新的发展趋势,而直流短路电流的可靠分断是制约航空高压直流应用的关键因素。文中对比分析目前航空系统中采用的直流开断技术,设计了一种新型混合断路器。首先,基于混合断路器的控制时序理论分析分断瞬态过程及特性,给出缓冲支路电容选取方法及压敏电阻选取原则。其次,对所设计的新型拓扑结构进行仿真分析,深入研究缓冲和吸收瞬态过程。仿真结果表明,分断过程中设计的新型拓扑结构,具有有效抑制电源侧过电压的能力。随后研制额定100A,可靠分断2200A短路电流的小型化新型混合断路器样机。最后,实验研究混合断路器的分断特性,实验结果验证了换流、缓冲吸收瞬态过程,并得出IGBT过流失效是影响该混合断路器分断性能的主要因素。

摘要：论述了基于真空灭弧室和SF6灭弧室串联的混合断路器开断能力提高的原理,分析了混合断路器两灭弧室的介质恢复过程。结合混合断路器开断能力提高的机理提出了混合断路器对其操动控制机构的要求,设计了一种基于真空灭弧室与SF6灭弧室串联的光控模块式混合断路器实验模型。实验模型能满足分析混合断路器中真空灭弧室与SF6灭弧室在不同时刻协同动作开断容量增益特性的要求,其协同动作时间分散性在微秒级。实验对比了SF6断路器与基于相同SF6灭弧室串联真空灭弧室的混合断路器短路电流开断能力,证明在不增加SF6气体使用量的前提下,混合断路器具有比SF6断路器更加优越的开断能力。

摘要：论述了基于真空灭弧室和SF6灭弧室串联的混合断路器开断过程,探讨了真空灭弧室与SF6灭弧室对开断能力提升的协同作用,结合混合断路器开断能力提高的机理分析了混合断路器对其操动控制机构的要求。最后设计了一种基于真空断路器与SF6断路器串联的光控模块式混合型断路器实验模型,实验模型采用永磁操动机构解决真空灭弧室和SF6灭弧室的协调问题,可使混合断路器的开断性能得到较好的发挥。

摘要：利用真空间隙串联CO_2气体间隙组成混合断路器可补偿CO_2气体灭弧能力较差的缺点,使CO_2气体间隙获得接近SF6气体间隙的开断能力。为分析混合断路器各间隙的电位分布,搭建了5种不同布置方式的混合断路器模型,并利用ANSYS Workbench计算不同布置方式下混合断路器各间隙的电场分布。同时利用子模布型技术解决了模型计算量过大的问题,得到了不同布置方式下真空间隙与CO_2气体间隙的分压情况。分析仿真结果并综合考虑各因素,气体间隙在上且与真空间隙呈45°角的布置方式最为符合混合断路器的要求。最后,进行等效电容计算并分析了并联电容对各间隙分压的影响。仿真和计算结果可为混合断路器的结构设计提供参考与依据。

摘要：混合断路器可在不增加SF6气体使用量的前提下开断更大短路电流,是替代SF6断路器实现高压开关低碳化的一个研究方向。搭建了基于真空灭弧室与SF6灭弧室串联的光控模块式混合型断路器样机,设计了样机协调动作控制单元及永磁操动机构自具能电源模块。测试证明,样机有效降低了两灭弧室触头间的动作分散性,有利于混合断路器开断性能的提高,为其进一步研究提供了基础。

摘要：本文介绍一种名为混合限流式断路器(H—CLID)的简化的直流/交流混合断路器。当主触头处于闭合位置时其两端的电压降与机械式断路器为同一数量级,然而限流能力和电流分断能力却几乎与强迫换流的无触点晶闸管断路器相同。和可实现接通和分断功能的混合断路器相比,H—CLID的设计却简化多了。在H—CLID中使用了可更换触头,这样H—CLID又相当于一个熔断器。 开发了两个H—CLID模型,一个为物理模型,其额定参数为4OOA/380VAC,一个为工业模型,其额定参数为1600A/500VDC,对这些模型进行了一系列实验,这些实验包括:在低压系统中进行预期电流达75kA(有效值)的交流电流分断;在低压配电屏上分断交流/直流于扰电弧;在低压系统中分断由发电机或换流器提供的直流电流,其为实际非限流的预期电流和分断高感性电路中的直流负荷电流(恒流电抗器)。 以上所有试验都证实了H—CLID可进行无弧分断,并且几乎完全消除了短路电流及干扰电弧的破坏作用。H—CLID最好的使用场合是低压AC/DC开关设备中的“寿命保护”,它可以用来对二极管、晶闸管变换器中的内部故障进行快速保护,这样就可以省去在变换器电路中保护半导体的熔断器了。