为了解决固态断路器的通态损耗问题,将固态断路器与传统真空断路器相结合的用于400V电力系统的混合断路器。其工作原理是当系统正常运行时,固态断路器断开,真空断路器闭合完成导电通流任务;当系统发生故障时,由事故检测和控制回路向真空开关发出分闸脱扣信号,同时给GTO发出导通脉冲信号。随后真空开关分闸,短路电流在电弧电压的作用下经过一定的时间全部转移至GTO,然后GTO再断开。混合式断路器有效地结合了传统断路器通态损耗小、固态断路器开断速度快等优点,研究表该装置可在1ms内将60kA的预期故障电流限制在10kA以内,限流效果非常显著,这不但减轻了故障电流带来的电磁应力和热应力,而且可使电压跌落在瞬间恢复,有效消除了电压跌落对其它负荷的影响。

高压直流开断
直流断路器是高压直流输电系统、轨道交通牵引配电系统、舰船直流电力系统、电信设备配电系统和直流微电网等的关键设备，其性能对系统的安全运行至关重要。与交流电流相比，直流电流由于没有“自然过零点”而难以开断，特别是在高电压、大电流条件下，这一问题更加严峻。直流开断目前主要采用3种方式:

①快速拉长电弧，直至其在一定电弧电压下不能持续，从而实现电路开断;

②由电感、电容组成振荡电路，利用电容放电形成电流零点，再利用传统的交流开断方式切断电路;

③基于可关断电力电子器件构成混合式断路器，机械开关快速打开，将故障电流转换至电力电子开关，再由其开断电路。

方式：①适用于中压、低压直流断路器。目前商业化的高压直流断路器主要采用方式

②。基于人工过零的原理，俄罗斯较早研制了额定3.3kV/3kA直流真空限流断路器。

 

目前，我国研制出55kV高压直流断路器单元样机，成功开断16kA电流，开断时间小于5ms。采用方式③的混合型直流断路器的通流能力强、分断能力高，有望成为直流开断技术的重要发展方向。基于强迫换流型直流开关原理，国内外研究机构提出了多种不同拓扑结构的强迫换流开断的电路方案。ABB公司最新研发的混合式高压直流断路器的设计参数达到额定电压320kV、额定电流2kA、电流开断能力9kA。

短路电流限制
随着用电负荷不断增加，电力系统中的短路电流水平不断提高。在我国沿海经济发达地区，电网的短路电流水平直逼甚至超过电力规程所规定的最大允许水平。因此，采取有效的短路限流措施限制电力系统的短路容量，已成为目前我国电力系统安全稳定运行和电力建设、发展的迫切问题。

目前国内外研究较多的是超导限流器和固态限流器。超导限流器可在高电压下运行，实现检测、转换、限流一体化，能够在毫秒级时间内限制故障电流。然而受到失超恢复时间、临界值整定困难等材料特性及成本因素的限制，超导限流器在高压、大电流条件下的应用尚有若干难题需解决。固态故障限流器利用电力电子器件进行电路拓扑控制，其反应迅速、拓扑结构与控制策略灵活，易于同时实现正常工作时调节线路潮流、故障时限制故障电流的功能，非常适合于柔性输电的应用场合。但是，受到电力电子元件的特性限制，目前主要适用于4～15kV及以下的中低压配电系统。机械开关具有极低的导通电阻(μΩ级)，通过智能控制将其与液态金属、串联谐振等限流技术相结合，构成的混合式故障限流器具有不可替代的特殊性能，成为新的研究热点。
 

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