复合开关自然换流型混合式直流断路器的研究及测试

作者：甘之正; 余占清^*; 屈鲁; 黄瑜珑; 曾嵘; 严鑫; 张志成

来源：中国电机工程学报, 2023, 43(24): 9763-9772.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.222293

• 柔性直流电网
• 直流断路器
• 电弧电压
• 自然换流

混合式直流断路器(hybrid DC circuit breaker,HDCCB)是解决直流开断最有前景的方案之一。但基于电力电子的负载换流开关(load commutation switch,LCS)在主通流支路上的导通损耗和成本较高，阻碍了HDCCB的应用。该文提出一种基于真空开关与气体开关串联的复合开关自然换流型混合式直流断路器，其利用气体开关的高弧压特性驱动自然换流，利用真空开关的快介质恢复特性承担暂态恢复电压，具有损耗低、换流可靠、体积紧凑、成本低等特点。该文分析气体机械开关的电弧电压特性，详细研究分闸速度、燃弧电流、气体类型和磁场、气体压强等不同因素对气体机械开关弧压的影响规律，并提出气体机械开关的设计方法。在此基础上，研制10kV复合开关自然换流型直流断路器原理样机，并进行开断测试，开断电流可达15kA，有效验证了该自然换流方法的可行性。

• 单位
  清华大学; 山东泰开高压开关有限公司