Alhainen kustannus, alhainen tappio DC kaari-ilman sulakepäätös ratikka- ja rautatiealalle

I. Ratkaisun yleiskatsaus​
Tämä ratkaisu ehdottaa optimoidun mekaanisen katkaisimen perustetta pohjana olevaa DC-katkaisinratkaisua, joka vastaa DC-järjestelmien (erityisesti rautatiekuljetuksen vetovoiman tarjoamisen) suojatarpeita lyhyysvirtojen suhteen. Se saavuttaa virran keskeytyksen ilman kaarua kondensaattorivolttilaskennan avulla, yhdistellen matalat tilassa ollessaan tapahtuvat tappiot ja korkean luotettavuuden, mikä tekee siitä sopivan usein toimiviin skenaarioihin.

​II. Ytimen periaate​
Käyttää nopeaa mekaanista kytkentätopologiaa yhdistettynä ennakkoladattuihin kondensaattoreihin ja suojauslaitekomponentteihin:

1. ​Vakauden aikana: Virta kulkee mekaanisen kytkimen (pääpiiri) kautta, jonka tilassa oleva vastus on mikro-ohmin tasolla, mikä johtaa erittäin alkeellisiin tappioihin.
2. ​Suojatoiminto:
   • Kun havaitaan lyhyysvirtapiiri, mekaaninen kytkin käynnistetään nopeasti auki.
   • Kondensaattoriyksikkö otetaan käyttöön, hallitsemaan mekaanisen kytkimen päällystevirtaa pysymään alle kaarujen syttyvän rajan, mikä mahdollistaa virran keskeytyksen ilman kaarta.
   • Lyhyysvirta ohjataan rinnakkaiseen kondensaattori- ja suojauslaitelooppiin, jossa suojauslaite absorboi energiaa ja hillitsee ylivirtauksia.

​III. Tekniset parametrit​

​IV. Soveltuvat skenaariot​
• Rautatiekuljetuksen vetovoiman tarjoamisjärjestelmät: Täyttää usein toimivien ja matalien tappioiden vaatimukset.
• Kaupunkien DC-jaon verkot: Keski- ja matalajännitteisten DC-järjestelmien sijaintisuojan tarve.
• Teolliset DC-energiantarjoamisjärjestelmät: Sovellukset, jotka vaativat korkeaa luotettavuutta.

​V. Etuja ja rajoitteita​
​Etuja:

1. ​Matalat tilassa olevat tappiot: Mekaaninen kytkin pysyy johtavana normaalissa toiminnassa, välttäen semanttisten komponenttien lämpöongelmat.
2. ​Hallittu kustannus: Ei tarvitse täysin pehmeitä kytkemislaitteita, mikä tekee siitä edullisemman kuin hybridikatkaisimista.
3. ​Ilman kaarta tapahtuva keskeytys: Aktiivinen kaarunpoisto kondensaattorivolttilaskennan avulla pidentää kytkimen elinkaarta.

​Rajoitteet:

1. ​Kondensaattivaatimukset: Korkeajännitteiset kondensaattoryhmät ovat isoja, mikä vaatii optimoitua suunnittelua järjestelmän jännitetason perusteella.
2. ​Virran siirtymisaika: Riippuu suojauslaitteen energian kulutuksesta, mikä johtaa hieman hitampaan lyhyysvirran siirtymiseen verrattuna täysin pehmeisiin ratkaisuihin.
3. ​Ylläpidon tarve: Mekaaniset komponentit vaativat säännöllistä huoltoa, vaikkakin vähemmän usein kuin perinteiset katkaisimet.

​VI. Suositukset toteuttamiseksi​

1. ​Kondensaattorivalinta: Käytä monimoduulisia rinnakkaissijoituksessa olevia kondensaattoryhmiä tasapainottaaksesi volttilaskennan tarkkuuden ja kokoonpanon koon.
2. ​Ajastinoptimointi: Varusta nopeilla ajastinmekaanismeilla (esim. sähkömagneettiset repulsiomekanismit) varmistaaksesi keskeytysvastauksen <2 ms.
3. ​Suojauslaitteiden konfigurointi: Valitse epälineaariset vastukset (MOV:t), joiden energianabsorptiovalta on laskettu järjestelmän lyhyysvirran kapasiteetin perusteella.

​VII. Yhteenveto​
Tämä ratkaisu yhdistää mekaanisen rakenteen innovaatiot kondensaattorivolttilaskennan kanssa saavuttaakseen matalan kustannuksen, matalat tappiot ja virran keskeytyksen ilman kaarta DC-katkaisimissa. Se on erityisen soveltuva usein toimiviin skenaarioihin, kuten rautatiekuljetukseen, tarjoten luotettavan polun sijaintisuojalle keski- ja matalajännitteisissä DC-järjestelmissä.