Mura nga Solusyon sa Circuit Breaker nga walay Arc sa DC para sa Rail Transit nga may Murang Gasto ug Murang Pagkawaswas

I. Buod ng Solusyon​
Ang solusyong ito ay nagbibigay tugon sa pangangailangan ng proteksyon para sa mga sistema ng DC (lalo na ang pagkakonekta ng lakas ng riles) laban sa mga short-circuit fault sa pamamagitan ng pagproposa ng isang solusyon ng DC circuit breaker batay sa i-optimize na mekanikal na struktura ng breaker. Ito ay nagpapahinto ng walang arc sa pamamagitan ng kontrol ng voltageng capacitor, na may kombinasyon ng mababang on-state loss at mataas na reliabilidad, kaya ito ay angkop para sa mga scenario ng madalas na operasyon.

​II. Puso ng Prinsipyo​
Gumagamit ng mabilis na topolohiya ng mekanikal na switch na nakombina sa mga pre-charged na capacitor at arrester:

1. ​Pagtatrabaho sa Steady-State: Ang kasalukuyan ay lumiliko sa pamamagitan ng mekanikal na switch (main circuit), na may on-state resistance sa micro-ohm level, na nagreresulta sa napakababang loss.
2. ​Pagpapahinto sa Fault:
   • Kapag natuklasan ang short-circuit fault, ang mekanikal na switch ay ipinapatakbuhay upang mabilis na buksan.
   • Ang capacitor module ay inaangkop, na naghahawak ng voltage sa ibabaw ng mekanikal na switch na mananatiling mas mababa sa threshold ng paglitaw ng arc, na nagpapahintulot sa walang arc interruption.
   • Ang short-circuit current ay idine-direkta sa parallel capacitor at arrester loop, kung saan ang arrester ay nagsasangkot ng enerhiya at pumipigil sa overvoltage.

​III. Teknikal na Parametro​

​IV. Applicable Scenarios​
• Rail transit traction power supply systems: Nakakatugon sa mga pangangailangan para sa madalas na switching at mababang loss.
• Urban DC distribution networks: Proteksyon sa fault ng medium at low-voltage DC system.
• Industrial DC power systems: Mga aplikasyon na nangangailangan ng mataas na reliabilidad.

​V. Mga Advantages at Limitations​
​Advantages:

1. ​Mababang On-State Loss: Ang mekanikal na switch ay nananatiling conductive sa normal na operasyon, na nag-iwas sa mga isyu ng pag-init ng semiconductor.
2. ​Nakontrol na Cost: Walang kinakailangan ng all-solid-state switching devices, kaya ito ay mas cost-effective kaysa sa hybrid circuit breakers.
3. ​Walang Arc Interruption: Aktibong pagsuppres ng arc sa pamamagitan ng kontrol ng voltageng capacitor ay nagpapahaba ng lifespan ng switch.

​Limitations:

1. ​Capacitance Requirements: Ang high-voltage capacitor modules ay malaki, kaya kailangan ng optimized design batay sa system voltage.
2. ​Current Transfer Time: Nagdedependi sa energy consumption ng arrester, na nagreresulta sa kaunti pa ring mabilis na transfer ng short-circuit current kumpara sa all-solid-state solutions.
3. ​Maintenance Needs: Ang mga mekanikal na bahagi ay nangangailangan ng regular na maintenance, bagaman hindi kasing madalas kumpara sa traditional na circuit breakers.

​VI. Implementation Recommendations​

1. ​Capacitor Selection: Gamitin ang multi-module parallel capacitor groups upang balansehin ang precision ng voltage control at constraints sa laki.
2. ​Drive Optimization: Equip with high-speed actuation mechanisms (e.g., electromagnetic repulsion mechanisms) to ensure interruption response <2 ms.
3. ​Arrester Configuration: Piliin ang nonlinear resistors (MOVs) na may kapasidad ng energy absorption na inaasahan batay sa system short-circuit capacity.

​VII. Summary​
Ang solusyong ito ay nag-combine ng innovation sa mekanikal na struktura at kontrol ng voltageng capacitor upang makamit ang mababang cost, mababang loss, at walang arc interruption sa DC circuit breakers. Ito ay partikular na angkop para sa mga scenario ng mataas na frequency ng operasyon tulad ng rail transit, na nagbibigay ng reliable na landas para sa proteksyon sa fault sa medium at low-voltage DC systems.