Mababang Gastos Mababang Pagkawala ng DC na Walang Arc na Solusyon ng Circuit Breaker para sa Rail Transit

I. Buod ng Solusyon​
Ang solusyong ito ay sumasagot sa pangangailangan ng proteksyon ng mga sistema ng DC (lalo na ang pagkakapit ng lakas ng traksiyon ng riles) laban sa mga short-circuit fault sa pamamagitan ng isang solusyon ng DC circuit breaker batay sa optimisadong istraktura ng mekanikal na breaker. Ito ay nagpapahinto ng arko nang walang arko sa pamamagitan ng kontrol ng volted ng kapasador, na may mababang on-state loss at mataas na reliabilidad, kaya ito ay angkop para sa mga sitwasyon ng madalas na operasyon.

​II. Puso ng Prinsipyong Itinatag​
Gumagamit ng mabilis na topolohiya ng mekanikal na switch kasama ang pre-charged na kapasador at arresters:

1. ​Steady-State Operation: Ang kasalukuyan ay umuusbong sa pamamagitan ng mekanikal na switch (main circuit), na may on-state resistance sa micro-ohm level, na nagreresulta sa napakababang loss.
2. ​Pagtigil ng Fault:
   • Kapag natukoy ang short-circuit fault, ang mekanikal na switch ay ipinapatakbuhay upang mabilis na magbukas.
   • Ang modulo ng kapasador ay inaangkin, na kontrolado ang volted sa ibabaw ng mekanikal na switch upang manatili ito sa ilalim ng threshold ng pagsindak ng arko, na nagbibigay-daan sa paghinto ng arko nang walang arko.
   • Ang short-circuit current ay idine-direkta sa parallel na kapasador at arrester loop, kung saan ang arrester ay sumasipsip ng enerhiya at nagpapababa ng overvoltage.

​III. Teknikal na Parametro​

​IV. Applicable na Mga Sitwasyon​
• Mga sistema ng pagkakapit ng lakas ng traksiyon ng riles: Nagpapatugon sa mga pangangailangan para sa madalas na switching at mababang loss.
• Mga urbano na DC distribution networks: Proteksyon sa fault ng medium at low-voltage DC system.
• Mga industriyal na DC power systems: Mga aplikasyon na nangangailangan ng mataas na reliabilidad.

​V. Mga Advantages at Limitations​
​Mga 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. ​Kontroladong Cost: Walang kinakailangang all-solid-state switching devices, kaya ito ay mas ekonomiko kaysa sa hybrid circuit breakers.
3. ​Paghinto ng Arko Nang Walang Arko: Aktibong pagsuppres ng arko sa pamamagitan ng kontrol ng volted ng kapasador na nagpapahaba ng buhay ng switch.

​Mga Limitations:

1. ​Requirements ng Capacitance: Ang high-voltage capacitor modules ay malaki, kaya kailangan ng optimized na disenyo batay sa volted ng sistema.
2. ​Oras ng Paglipat ng Kasalukuyan: Depende sa konsumpsyon ng enerhiya ng arrester, nagreresulta sa kaunti lamang mas mabagal na paglipat ng short-circuit current kaysa sa all-solid-state solutions.
3. ​Pangangailangan sa Maintenance: Ang mga mekanikal na bahagi ay nangangailangan ng regular na maintenance, bagaman hindi kasing madalas kaysa sa tradisyonal na circuit breakers.

​VI. Mga Rekomendasyon sa Implementasyon​

1. ​Pagpili ng Kapasador: Gumamit ng multi-module parallel capacitor groups upang balansehin ang precision ng kontrol ng volted at size constraints.
2. ​Optimization ng Drive: Equip with high-speed actuation mechanisms (e.g., electromagnetic repulsion mechanisms) to ensure interruption response <2 ms.
3. ​Konfigurasyon ng Arrester: Pumili ng nonlinear resistors (MOVs) na may kakayahan ng absorpsyon ng enerhiya na inikot batay sa short-circuit capacity ng sistema.

​VII. Buod​
Ang solusyong ito ay nagpapakita ng inobasyon sa mekanikal na istraktura at kontrol ng volted ng kapasador upang makamit ang mababang cost, mababang loss, at paghinto ng arko nang walang arko sa DC circuit breakers. Ito ay partikular na angkop para sa mga sitwasyon ng mataas na bilang ng operasyon tulad ng rail transit, na nagbibigay ng maasamang daan para sa proteksyon sa fault sa medium at low-voltage DC systems.