Λύση Συντομωτήρα Χωρίς DC Τόξο Απώλειας με Χαμηλό Κόστος και Χαμηλές Απώλειες για τις Σιδηροδρομικές Μεταφορές

I. Περιγραφή της Λύσης​
Αυτή η λύση αντιμετωπίζει τις ανάγκες προστασίας των συστημάτων DC (ιδιαίτερα για την εφοδιασμό τροχοποίας συστημάτων μεταφοράς) από σφάλματα κλεισίματος, προτείνοντας μια λύση διακόπτη DC βασισμένη σε βελτιωμένη μηχανική δομή. Επιτυγχάνει την διακοπή χωρίς φλεγμογένεση μέσω του ελέγχου τάσης του καθοδηγού, συνδυάζοντας χαμηλή απώλεια σε κατάσταση ον, και υψηλή αξιοπιστία, καθιστώντας την κατάλληλη για σενάρια συχνής λειτουργίας.

​II. Κύριος Αρχή​
Χρησιμοποιεί μια τοπολογία γρήγορου μηχανικού διακόπτη σε συνδυασμό με προ-φορτωμένους καθοδηγούς και προστατευτικά στοιχεία:

1. ​Σταθερή Λειτουργία: Το ρεύμα διαρρέει μέσω του μηχανικού διακόπτη (κύρια διατύπωση), με αντίσταση σε κατάσταση ον σε επίπεδο μικροΩ, επιτυγχάνοντας εξαιρετικά χαμηλές απώλειες.
2. ​Διακοπή Σφάλματος:
   • Σε περίπτωση εντοπισμού σφάλματος κλεισίματος, ο μηχανικός διακόπτης ενεργοποιείται για να ανοίξει γρήγορα.
   • Ο καθοδηγός ενεργοποιείται, ελέγχοντας την τάση στο μηχανικό διακόπτη να παραμένει κάτω από το όριο εκκίνησης φλεγμογένεσης, επιτρέποντας την διακοπή χωρίς φλεγμογένεση.
   • Το ρεύμα σφάλματος κατευθύνεται στο παράλληλο κύκλωμα καθοδηγού και προστατευτικού στοιχείου, όπου το προστατευτικό στοιχείο απορροφά ενέργεια και περιορίζει την υπερτάση.

​III. Τεχνικά Χαρακτηριστικά​

​IV. Εφαρμόσιμα Σενάρια​
• Συστήματα εφοδιασμού τροχοποίας μεταφοράς: Ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις συχνής αλλαγής και χαμηλών απωλειών.
• Πολεοδομικά δίκτυα κατανομής DC: Προστασία από σφάλματα σε μέση και χαμηλή τάση DC συστήματα.
• Βιομηχανικά συστήματα DC: Εφαρμογές που απαιτούν υψηλή αξιοπιστία.

​V. Πλεονεκτήματα και Περιορισμοί​
​Πλεονεκτήματα:

1. ​Χαμηλή Απώλεια σε Κατάσταση Ον: Ο μηχανικός διακόπτης παραμένει συνεκτικός κατά την κανονική λειτουργία, αποφεύγοντας θέρμανση από πολυσύνδεσμα.
2. ​Ελεγχόμενο Κόστος: Δεν χρειάζεται ολοκληρωμένα στερεά στοιχεία αλλαγής, καθιστώντας τη λύση πιο οικονομική από τους υβριδικούς διακόπτες.
3. ​Διακοπή χωρίς Φλεγμογένεση: Ενεργή καταστολή φλεγμογένεσης μέσω ελέγχου τάσης του καθοδηγού επεκτείνει τη διάρκεια ζωής του διακόπτη.

​Περιορισμοί:

1. ​Απαιτήσεις Καθοδηγού: Οι μονάδες υψηλής τάσης καθοδηγού είναι μεγάλες, απαιτώντας βελτιστοποίηση σχεδιασμού βάσει της τάσης του συστήματος.
2. ​Χρόνος Μεταφοράς Ρεύματος: Εξαρτάται από την κατανάλωση ενέργειας του προστατευτικού στοιχείου, αποτελεί σε λίγο πιο αργή μεταφορά ρεύματος σφάλματος σε σύγκριση με τις λύσεις όλος-στερεός.
3. ​Ανάγκη Συντήρησης: Τα μηχανικά στοιχεία απαιτούν περιοδική συντήρηση, αν και λιγότερο συχνά από τους παραδοσιακούς διακόπτες.

​VI. Συστάσεις Υλοποίησης​

1. ​Επιλογή Καθοδηγού: Χρησιμοποιήστε παράλληλες ομάδες καθοδηγών πολλαπλών μονάδων για την ισορροπία της ακρίβειας ελέγχου τάσης και των περιορισμών μεγέθους.
2. ​Βελτιστοποίηση Οδηγήσεως: Εξοπλίστε με μηχανισμούς γρήγορης ενεργοποίησης (π.χ. μηχανισμοί απόπτωσης μαγνητικής απόστασης) για να εξασφαλίσετε απόκριση διακοπής <2 ms.
3. ​Ρύθμιση Προστατευτικού Στοιχείου: Επιλέξτε μη γραμμικούς αντιστοίχους (MOVs) με δυνατότητα απορρόφησης ενέργειας υπολογισμένη βάσει της ικανότητας σφάλματος του συστήματος.

​VII. Σύνοψη​
Αυτή η λύση συνδυάζει καινοτομία μηχανικής δομής με έλεγχο τάσης του καθοδηγού για να επιτευχθεί χαμηλό κόστος, χαμηλές απώλειες και διακοπή χωρίς φλεγμογένεση σε διακόπτες DC. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για σενάρια συχνής λειτουργίας όπως η μεταφορά, παρέχοντας αξιόπιστη προστασία από σφάλματα σε συστήματα μέσης και χαμηλής τάσης DC.