1800V高速混合式直流断路器：解决轨道交通快速开断难题

本文主要探讨了城市轨道交通1 800 V高速混合式直流断路器的研发及其关键技术。面对城市轨道交通直流牵引系统中存在的短路故障电流上升率高、短路峰值大以及快速开断难题，研究人员设计了一种新型断路器，其核心在于采用零电压型混合式拓扑结构，通过快速斥力机构来提升断路器的响应速度。 混合式直流断路器的关键特性包括真空电弧电流转移特性、真空短间隙介质恢复特性和IGBT的短脉冲开断裕量。作者深入研究了这些特性对断路器性能的影响，以理解它们如何影响断路器的开断效率和速度。通过对这些基础特性的研究，提出了针对高速开断策略的创新算法，旨在优化断路器的性能，使其能在短于2毫秒的时间内完成全分断，显著提高了系统的安全性与可靠性。 IGBT的短脉冲开断裕量是另一个重要的考量因素，文章指出通过理论分析，该断路器的IGBT能够承受5倍以上的短脉冲电流，这极大地降低了短路事件对系统造成的影响。此外，与传统的空气式直流断路器相比，混合式断路器集机械开关低损耗和电力电子开关快速响应的优势于一体，具有更好的适应性和经济性，特别是在追求快速响应和降低对关键部件依赖的城市轨道交通系统中。 这项研究不仅解决了现有直流断路器技术面临的挑战，而且为提高城市轨道交通供电系统的稳定性和效率提供了一种创新解决方案。高速混合式直流断路器的开发与应用，对于提升城市轨道交通的整体运行水平具有重要意义，也为电力自动化设备领域的发展开辟了新的方向。