Isang hybrid na DC circuit breaker
Karamihan sa DC molded-case circuit breakers ay gumagamit ng natural na hangin para sa pagpapatigil ng ark, at mayroong dalawang pangkaraniwang pamamaraan ng pagpapatigil ng ark: ang isa ay ang tradisyonal na pagbubukas at pagsasara, kung saan ang mga contact ay nagpapahaba ng ark nang axial, habang ang conductive circuit ay naglalabas ng magnetic field na sumusunod at nagpapahaba ng ark, inililipat ito nang perpendicular sa axis ng ark. Ito ay hindi lamang nagpapahaba ng ark kundi nagpapataas rin ng lateral na galaw, na nagbibigay ng pagkakataon para sa paglamig ng hangin upang makamit ang pagpapatigil ng ark.
Ang iba pang pamamaraan ay kung saan ang ark ay pinapadala ng magnetic force sa arc chute, mula sa sariling electromagnetic force o magnetic field mula sa magnetic blowout coil, na nagdudulot ng mabilis na pagpapatigil ng ark. Kapag ang kasalukuyang nasa ilalim ng isang tiyak na halaga (critical load current), sa panahon ng tradisyonal na pagbubukas, ang ark ay hindi maaaring mabuhay ng mabisa. Sa puntong ito, ang magnetic blowout force ay mahina, nagbibigay ng hindi sapat na driving force para sa paggalaw ng ark, at hindi ito makakapasok sa arc chute. Bilang resulta, ang arc chute ay nawawalan ng epekto, nagiging sanhi ng pagkalito at pagkakaroon ng matagal na pagbabanta, na nagpapahaba ng oras ng pagbubukas o kaya ay nagdudulot ng pagkakamali sa pagbubukas. Kaya, kinakailangan ng teknikal na optimisasyon sa panahon ng pagbubukas sa critical load current upang siguraduhin ang mabilis na pagpapatigil ng ark.
Nilalaman ng Utility Model
Ang kasalukuyang utility model ay layunin na labanan ang mga kakulangan ng umiiral na teknolohiya, lalo na ang napakataas na oras ng arcing sa panahon ng pagbubukas sa critical load current, sa pamamagitan ng pagbibigay ng hybrid DC circuit breaker. Ang aparato na ito ay maaaring magpasya nang independiyente kung ang load current ay nasa critical level sa panahon ng pagbubukas ng breaker, at kung ganoon, automatikong maggamit ng teknik ng commutation ng current upang mabilis na mabuhay ang ark na lumilikha ng critical load current.
Ang kasalukuyang utility model ay partikular na gumagamit ng sumusunod na teknikal na solusyon upang tugunan ang nabanggit na problema: Isang hybrid DC circuit breaker na binubuo ng unang mechanical switch na konektado sa serye sa main circuit, isang commutation circuit na konektado sa parallel sa unang mechanical switch, at isang drive circuit para i-activate ang commutation circuit kapag may enerhiya. Ang hybrid DC circuit breaker ay higit pa rito ay binubuo ng:
Isang switching power supply, kung saan ang dalawang input terminals nito ay konektado sa parehong dulo ng unang mechanical switch;
Isang delay circuit, na konektado sa serye sa pagitan ng output ng switching power supply at ang input ng drive circuit, na inimplemento sa pamamagitan ng hardware, upang idelay ang output ng switching power supply ng isang preset na unang delay time bago ipadala ito sa drive circuit; ang sum ng unang delay time at ang establishment time ng switching power supply ay nagbibigay ng drive delay time, na mas malaki kaysa sa oras ng arcing ng hybrid DC circuit breaker sa kondisyon ng non-critical load current;
Isang ikalawang mechanical switch, na konektado sa serye sa unang mechanical switch sa main circuit. Ang ikalawang mechanical switch ay mekanikal na nakakonekta sa unang mechanical switch ngunit gumagana nang may preset na time lag relative sa unang switch. Ang preset na oras na ito ay mas maliit kaysa sa difference ng drive delay time at ang non-critical load current arcing time.
Sa karagdagan, ang delay circuit ay ginagamit din upang itigil ang pagpapadala ng enerhiya sa drive circuit pagkatapos ipadala ang output ng switching power supply sa drive circuit at ito ay pinanatili para sa ikalawang delay time. Preferably, ang delay circuit ay binubuo ng dalawang RC discharge circuits na konektado sa pamamagitan ng optocoupler.
Sa paghahambing sa prior art, ang teknikal na solusyon ng kasalukuyang utility model ay may sumusunod na benepisyo: Tumutugon sa hamon ng pagpapatigil ng ark sa critical load current sa DC circuit breakers, ang kasalukuyang utility model ay nagdaragdag ng commutation circuit sa umiiral na scheme ng pagpapatigil ng ark, at sa pamamagitan ng purely hardware-based approach, nagbibigay ng kakayahan sa circuit breaker na magpasya nang independiyente kung ang load current ay nasa critical level sa panahon ng pagbubukas. Kapag gumagana sa critical load current, ang aparato ay automatikong gumagamit ng teknik ng commutation upang mabilis at selektibong mabuhay ang ark na lumilikha sa ganitong kondisyon.
Tulad ng ipinakita sa Figure 3, ang proseso at prinsipyong operasyon ng hybrid DC circuit breaker sa kasong ito ay sumusunod:
Mula sa oras 0 hanggang T₀, ang sistema ay nasa normal na operasyon. Ang unang mechanical switch at ang ikalawang mechanical switch ay naka-close. Ang switching power supply circuit ay walang enerhiya, at ang commutation circuit ay hindi aktibo.
Nagsisimula sa oras T₀, ang moving at fixed contacts ng unang mechanical switch ay nagsisimulang maghiwalay nang pisikal, naglilikha ng ark sa kanyang terminal. Ang switching power supply ay gumagamit ng ark voltage bilang input power source at nagsisimula ng pag-establish ng kanyang output. Kung ang circuit breaker ay nagbubukas ng current na hindi nasa critical load level sa oras na ito, ang oras ng arcing ay mula T₀ hanggang T₁, at ang waveform ng ark voltage ay Uarc₁. Kung ang circuit breaker ay nagbubukas ng critical load current, ang oras ng arcing ay naglalaho mula T₀ hanggang T₂, at ang waveform ng ark voltage ay Uarc₂.
Ang commutation circuit na ginagamit sa kasalukuyang utility model ay lamang aktibo sa kondisyon ng mababang current na critical load. Kaya, hindi ito nangangailangan ng high-rated-current commutation components, na nagreresulta sa mas mababang construction cost para sa commutation circuit. Bukod dito, ang commutation control ay inimplemento nang buong hardware circuits, walang kailangan ng logic control units o komplikadong control algorithms.
