'n hibriede DC-sirkelbreker

Die meeste DC-gietkast-sirkuitskringbreekers gebruik natuurlike lugboogverdelging, en daar is tipies twee boogverdelgingsmetodes: die een is konvensionele oop- en toe-beweging, waar die kontakte die boog assimaal uitrek, terwyl die geleidende sirkuit 'n magtig veld genereer wat die boog buig en verleng, dit lanksgewys perpendikulêr tot die boogas trek. Dit verhoog nie net die booglengte nie, maar lok ook laterale beweging uit, wat lugkoeling moontlik maak om boogverdelging te bereik.

Die ander metode behels dat die boog deur sy eie elektromagnetiese krag of die magtig veld van 'n magnetiese blouspoel in die boogkanal gedryf word, wat vinnige boogverdelging veroorsaak. Wanneer die stroom onder 'n sekere waarde (kritiese belastingstroom) val, kan die boog tydens konvensionele ooplysing nie effektief verdelg word nie. Op hierdie punt is die magnetiese blouskrag swak, wat onvoldoende dryfkrag vir boogbeweging verskaf, waardoor die boog nie in die boogkanal kan kom nie. Gevolglik word die boogkanal onwerklik, laat die boog staan en brand voortdurend vir 'n lang periode, wat die breektyd beduidend verleng of selfs breekmislukking veroorsaak. Daarom is tegniese optimalisering nodig tydens onderbreking by kritiese belastingstroom om vinnige boogverdelging te verseker.

Nutmodel Inhoud

Hierdie nutmodel het as doel om die tekortkominge van bestaande tegnologie, veral die buitegewoon lange boogtyd tydens onderbreking by kritiese belastingstroom, te oorkom deur 'n hibriede DC-sirkuitskringbreekker te verskaf. Hierdie toestel kan outonoom bepaal of die belastingstroom by die kritiese vlak is tydens breekonderbreking en, indien wel, automaties 'n stroomommekabelingstegniek gebruik om die boog wat deur kritiese belastingstroom gegenereer word, vinnig te verdelg.

Hierdie nutmodel neem spesifiek die volgende tegniese oplossing aan om die bogenoemde probleem aan te spreek: 'n Hibriede DC-sirkuitskringbreekker wat bestaan uit 'n eerste meganiese skakelaar wat reeks in die hoofkrets verbonden is, 'n ommekabelingskrets parallel aan die eerste meganiese skakelaar, en 'n dryfskrets om die ommekabelingskrets wanneer geenergieer te aktiveer. Die hibriede DC-sirkuitskringbreekker sluit verder in:

• 'n Skakelvoorsiening, waarvan die twee insetterminals aan beide ende van die eerste meganiese skakelaar verbonden is;

• 'n Vertragingskrets, in reeks tussen die uitset van die skakelvoorsiening en die inset van die dryfskrets, via hardeware geïmplementeer, om die uitset van die skakelvoorsiening deur 'n ingestelde eerste vertragingsperiode te vertraag voordat dit na die dryfskrets gestuur word; die som van die eerste vertragingsperiode en die vestigingstyd van die skakelvoorsiening maak die dryfvertragingsperiode uit, wat groter is as die boogtijd van die hibriede DC-sirkuitskringbreekker onder nie-kritiese belastingstroomtoestande;

• 'n Tweede meganiese skakelaar, in reeks met die eerste meganiese skakelaar in die hoofkrets. Die tweede meganiese skakelaar is meganies gekoppel aan die eerste meganiese skakelaar, maar funksioneer met 'n ingestelde tydvertragingsperk ten opsigte van die eerste skakelaar. Hierdie ingestelde tyd is minder as die verskil tussen die dryfvertragingsperiode en die nie-kritiese belastingstroom boogtijd.

Verder word die vertragingskrets ook gebruik om die voorsiening van energie aan die dryfskrets te stop nadat die uitset van die skakelvoorsiening na die dryfskrets gestuur en vir 'n tweede vertragingsperiode gehandhaaf is. Preferentieel is die vertragingskrets saamgestel uit twee RC-ontlaadkretsse wat via 'n optokoppeling verbind is.

In vergelyking met die bestaande tegnologie het die tegniese oplossing van hierdie nutmodel die volgende voordele: Met die oog op die uitdaging van boogverdelging by kritiese belastingstroom in DC-sirkuitskringbreekkers, voeg hierdie nutmodel 'n ommekabelingskrets by die bestaande boogverdelgingskema, en deur 'n puur hardewaregebaseerde benadering, laat dit die sirkuitskringbreekker autonoom bepaal of die belastingstroom by die kritiese vlak is tydens onderbreking. Wanneer dit by kritiese belastingstroom funksioneer, gebruik die toestel outonoom die ommekabelingstegniek om vinnig en selektief die boog wat onder soodanige omstandighede gegenereer word, te verdelg.

Soos in Figuur 3 getoon, is die werkingproses en -prinsipe van die hibriede DC-sirkuitskringbreekker in hierdie voorbeeld as volg:

• Van tyd 0 tot T₀ is die stelsel in normale operasie. Die eerste meganiese skakelaar en die tweede meganiese skakelaar is toe. Die skakelvoorsiening is nie geenergieer nie, en die ommekabelingskrets is inaktief.

• Vanaf tyd T₀ begin die beweeg- en vas kontakte van die eerste meganiese skakelaar fisies skei, wat 'n boog oor sy uiteindes genereer. Die skakelvoorsiening gebruik die boogspanning as sy insetvoorsiening en begin sy uitset vestig. As die sirkuitskringbreekker 'n stroom onderbreek wat nie by die kritiese belastingvlak is nie, is die boogduur van T₀ tot T₁, en die boogspanningsweefpatroon is Uarc₁. As die sirkuitskringbreekker 'n kritiese belastingstroom onderbreek, strek die boogduur van T₀ tot T₂, en die boogspanningsweefpatroon is Uarc₂.

Die ommekabelingskrets wat in hierdie nutmodel gebruik word, word slegs onder lae-stroom kritiese belastingtoestande geaktiveer. Daarom vereis dit nie hoë-gerateerde ommekabelingskomponente nie, wat lei tot 'n laer boukoste vir die ommekabelingskrets. Bovendien word die ommekabelingbeheer volledig deur hardewarekretsse geïmplementeer, sonder die noodsaak vir logiese beheereenhede of komplekse beheeralgoritmes.