פתרון מפסק חשמל ללא קשת חשמלית בעלות נמוכה ותבידות נמוכה עבור תעבורה רכבתית

I. סקירת הפתרון​
הפתרון מתייחס לצרכים של הגנה במערכות DC (במיוחד אספקת חשמל לתחבורה מסילתית) מפני תקלות קצר-הסיבוב על ידי הצגת פתרון מכונת כיבוי מעגל DC המבוסס על מבנה מכני מופטם. הוא משיג כיבוי ללא קשת דרך בקרה עלряжения конденсатора, תוך שילוב של אובדן נמוך במצב הפעלה ואמינות גבוהה, מה שהופך אותו מתאים למקרי פעולה תכופים.

​II. העקרון המרכזי​
משתמש בטופולוגיה של מתג מכני מהיר בשילוב עם קונדנסטורים טעונים מראש ומדכאים:

1. ​פעולת מצב יציב: זרם זורם דרך המתג המכני (המעגל העיקרי), עם התנגדות במצב הפעלה ברמה של מיקרו-אוהמים, מה שמאפשר אובדן נמוך מאוד.
2. ​כיבוי תקלות:
   • בהיכרנות תקלת קצר-הסיבוב, המתג המכני מופעל כדי לפתוח במהירות.
   • מודול הקונדנסטור מופעל, ומביא לתיקוןряжения על המתג המכני להישאר מתחת לסף הדלקת הקשת, מה שמאפשר כיבוי ללא קשת.
   • זרם התקלה מתפצל לקונדנסטור מקביל ומעגל המדכא, שם המדכא סופג אנרגיה מדכא את החריגהряжения.

​III. פרמטרים טכניים​

​IV. מקרים שימושיים​
• מערכות אספקת חשמל לתחבורה מסילתית: עונה על דרישות של החלפת מצב תכופה ואובדן נמוך.
• רשתות הפצה DC אורבניות: הגנה על תקלות במערכות DC בינוניות ונמוכותряжения.
• מערכות חשמל DC תעשייתיות: יישומים הדורשים אמינות גבוהה.

​V. יתרונות וחסרונות​
​יתרונות:

1. ​אובדן נמוך במצב הפעלה: המתג המכני נשאר מוליך במהלך הפעילות הנורמלית, תוך שמירה על בעיית חימום של חומרים מוליכים למחצה.
2. ​custo mשליטה: אין צורך במכשירי החלפת מצב מוצקים, מה שהופך אותו יותר כלכלית מאשר מכונות כיבוי היברידיות.
3. ​כיבוי ללא קשת: דיכוי פעיל של הקשת באמצעות בקרהряжения על הקונדנסטור מאריך את חיי המתג.

​חסרונות:

1. ​דרישות קיבוליות: מודולי קיבול גבוהряжения הם גדולים, והם דורשים תכנון מופטם בהתאם לряжения המערכת.
2. ​זמן העברת הזרם: תלוי בספיגת אנרגיה על ידי המדכא, מה שגורם להעברת זרם התקלה מעט איטית יותר לעומת פתרונות מוצקים לחלוטין.
3. ​צרכים תחזוקה: מרכיבים מכניים דורשים תחזוקה מחזורית, אם כי פחות תכוף מאשר מכונות כיבוי מסורתיות.

​VI. המלצות ליישום​

1. ​בחירת קונדנסטור: השתמש בקבוצות קונדנסטורים מקבילות מרובות כדי להפוך בין דיוק הבקרהряжения ובין מגבלות גודל.
2. ​אופטימיזציה של הנעה: צייד במנגנוני פעולה מהירים (לדוגמה, מנגנוני דחייה אלקטרומגנטיים) כדי להבטיח זמן תגובה לכיבוי <2 מ"ש.
3. ​תצורת מדכא: בחר בנגדים לא-ליניאריים (MOVs) עם יכולת ספיגת אנרגיה המושתתת על קיבולת התקלה קצרה של המערכת.

​VII. סיכום​
הפתרון הזה משלב חדשנות מבנית מכנית עם בקרהряжения על הקונדנסטור כדי להשיג עלויות נמוכות, אובדן נמוך וכיבוי ללא קשת במכונות כיבוי מעגל DC. הוא особенно подходит для сценариев частого использования, таких как железнодорожный транспорт, обеспечивая надежное решение для защиты от неисправностей в системах среднего и низкого напряжения постоянного тока.