Mababang Gastos na Walang Pagkawala ng DC Arc-Free Circuit Breaker Solution para sa Rail Transit

I. Buod ng Solusyon​
Ang solusyong ito ay tumutugon sa mga pangangailangan ng pagprotekta ng mga sistema ng DC (lalo na ang power supply para sa riles at transit) laban sa mga short-circuit fault sa pamamagitan ng isang solusyon ng DC circuit breaker batay sa pinahusay na istraktura ng mechanical breaker. Ito ay nagpapahinto ng arco-free interruption sa pamamagitan ng kontrol ng capacitor voltage, na may kombinasyon ng mababang on-state loss at mataas na katiyakan, na siyang ginagawang angkop para sa mga sitwasyon ng madalas na operasyon.

​II. Puso ng Prinsipyo​
Gumagamit ng mabilis na topolohiya ng mechanical switch kasama ang pre-charged capacitors at arresters:

1. ​Steady-State Operation: Ang current ay lumiliko sa pamamagitan ng mechanical switch (main circuit), na may on-state resistance sa micro-ohm level, na nagreresulta sa napakababang loss.
2. ​Pagpapahinto ng Fault:
   • Kapag natukoy ang short-circuit fault, ang mechanical switch ay ina-trigger upang mabilis na buksan.
   • Ang capacitor module ay ipinapasok, na nagkokontrol ng voltage sa ibabaw ng mechanical switch na manatili sa ibaba ng threshold ng pag-init ng arco, na nagbibigay-daan sa arco-free interruption.
   • Ang short-circuit current ay inireredyekto sa parallel capacitor at arrester loop, kung saan ang arrester ay sumasipsip ng enerhiya at nagsuppres ng overvoltage.

​III. Teknikal na Parametro​

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

​V. Mga Bentahe at Limitasyon​
​Mga Bentahe:

1. ​Mababang On-State Loss: Ang mechanical switch ay nananatiling conductive sa normal na operasyon, na nag-iwas sa mga isyu ng semiconductor heating.
2. ​Kontroladong Cost: Walang kinakailangan ng all-solid-state switching devices, na nagbibigay-daan sa mas kontroladong cost kaysa sa hybrid circuit breakers.
3. ​Arco-Free Interruption: Ang aktibong pag-suppress ng arco sa pamamagitan ng kontrol ng capacitor voltage ay nagpapahaba ng lifespan ng switch.

​Limitasyon:

1. ​Mga Kakailangan sa Capacitance: Ang high-voltage capacitor modules ay malaki, kaya kailangan ng optimized design batay sa system voltage.
2. ​Oras ng Paglipat ng Current: Depende sa enerhiya consumption ng arrester, na nagreresulta sa kaunti lang mas mabagal na paglipat ng short-circuit current kumpara sa all-solid-state solutions.
3. ​Kakailangan sa Maintenance: Ang mga mechanical components ay nangangailangan ng periodic maintenance, bagaman hindi kasing madalas ng traditional circuit breakers.

​VI. Mga Rekomendasyon sa Implementasyon​

1. ​Pagpili ng Capacitor: Gumamit ng multi-module parallel capacitor groups upang balansehin ang precision ng voltage control at size constraints.
2. ​Optimization ng Drive: Equip na may high-speed actuation mechanisms (halimbawa, electromagnetic repulsion mechanisms) upang siguruhin ang response ng interruption <2 ms.
3. ​Configuration ng Arrester: Pumili ng nonlinear resistors (MOVs) na may capacity na sumipsip ng enerhiya na nakalkula batay sa system short-circuit capacity.

​VII. Buod​
Ang solusyong ito ay nagpapakita ng inobasyon sa istraktura ng mechanical kasama ang kontrol ng capacitor voltage upang makamit ang mababang cost, mababang loss, at arco-free interruption sa DC circuit breakers. Ito ay partikular na angkop para sa mga sitwasyon ng madalas na operasyon tulad ng rail transit, na nagbibigay ng isang maasintas na daan para sa proteksyon ng fault sa medium at low-voltage DC systems.