【導(dǎo)讀】20世紀(jì)70年代末出現(xiàn)了一些用晶閘管器件作開斷元件的特殊斷路器，由于這種斷路器中沒有機械運動部分，所以又稱為固態(tài)斷路器(SolidStateCircuit Breaker，SSCB)。最早的固態(tài)斷路器包括兩種基本類型：在電流第一次自然過零時開斷的單環(huán)斷路器；以及在電流第一次自然過零之前通過轉(zhuǎn)移回路產(chǎn)生人工高頻零點而開斷的限流斷路器。由于晶閘管型的固態(tài)斷路器只有過零才能開斷，開斷延遲較大不能準(zhǔn)確控制開斷時刻，而人工過零又需要研究相應(yīng)的配套技術(shù)并增加電流轉(zhuǎn)移回路的投資。但近年來自關(guān)斷器件(如GTO、IGBT等)的出現(xiàn)給固態(tài)斷路器的發(fā)展帶來了新的轉(zhuǎn)機，可以準(zhǔn)確控制開斷時刻并能解決故障電流的限流開斷問題。

一、固態(tài)斷路器結(jié)構(gòu)特征

斷路器是負(fù)責(zé)開合和斷開正?；芈窢顟B(tài)下的電流，并能閉合、承載在規(guī)定時間內(nèi)異?；芈窢顟B(tài)下電流的開關(guān)裝置。可以說斷路器是維護(hù)電力電網(wǎng)安全、可靠運行的核心環(huán)節(jié)。

通常情況下，斷路器主要結(jié)構(gòu)可以分為操動機構(gòu)和滅弧室組成，通過操動機構(gòu)帶動滅弧室的觸頭進(jìn)行開啟、閉合動作，從而達(dá)到斷開和承接電路的目的?，F(xiàn)階段，斷路器常用于110k V 及以上電壓等級，在高壓輸電系統(tǒng)中有著非常廣泛的應(yīng)用。我國目前主要應(yīng)用的斷路器有油控斷路器、真空斷路器以及 SF6 斷路器等，其中真空斷路器常應(yīng)用于中低壓等級的輸電系統(tǒng)。

固態(tài)斷路器是斷路器智能化形式之一，主要結(jié)構(gòu)可以分為開關(guān)模塊、主控模塊、電源模塊、冷卻保護(hù)模塊以及信號處理模塊五大部分組成。

1.1 開關(guān)模塊

固態(tài)斷路器的開關(guān)模塊主要由電力電子器件串并聯(lián)構(gòu)成的，通過這些器件的開啟和閉合完成對正?；芈分须娏鞯拈_斷控制。

1.2 主控模塊

主控制模塊是固態(tài)斷路器的中樞，主要由單片機配合驅(qū)動電路、液晶顯示屏及鍵盤進(jìn)行工作。首先對通信模塊傳輸來的數(shù)字模擬信號進(jìn)行邏輯運算，輸出符合預(yù)設(shè)保護(hù)特征的電平信號，電平信號經(jīng)過放大器放大，驅(qū)動固態(tài)斷路器電力電子器件的開啟、閉合動作。

1.3 電源模塊

用于給主控模塊、信號處理模塊以及驅(qū)動模塊提供工作所必需的電能。

1.4 冷卻保護(hù)模塊

固態(tài)斷路器的冷卻模塊主要用來吸收電子器件散發(fā)出的熱量，最大限度的減少對電子器件造成的熱損傷。主要由電阻并聯(lián)二極管，然后再與電容串聯(lián)組成，分別位于電力電子器件的兩端。

1.5 信號處理模塊

信號處理模塊主要是對主線路中的電流信號進(jìn)行檢測和處理，去除無用信號，然后將其轉(zhuǎn)換成可供傳輸利用的數(shù)字模擬信號，并傳輸?shù)街骺刂颇K中。

二、固態(tài)斷路器選型原則

固態(tài)斷路器的選型原則主要包括工作可靠性、?斷路能力、?切斷時間、?自動重合閘能力、?結(jié)構(gòu)簡單性以及經(jīng)濟性。?

（1）工作可靠性

?固態(tài)斷路器應(yīng)在給定的技術(shù)條件下可靠地長期正常運行。?

（2）斷路能力

面對電網(wǎng)電壓較高或故障電流較大的情況時，?固態(tài)斷路器應(yīng)具備足夠的滅弧能力，?以保證能夠可靠地斷開電路，?并具有足夠的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定度。?

（3）切斷時間

?在電力網(wǎng)發(fā)生短路故障時，?固態(tài)斷路器應(yīng)迅速切斷故障電路，?以縮短電力網(wǎng)的故障時間和減輕短路電流對電氣設(shè)備的損壞。?

（4）自動重合閘能力

?架空輸電線路的短路故障多數(shù)為臨時性故障，?因此固態(tài)斷路器應(yīng)實現(xiàn)自動重合閘，?以提高供電可靠性和增強電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。?

（5）結(jié)構(gòu)簡單性

?在滿足安全、?可靠的同時，?固態(tài)斷路器的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡單，?尺寸小，?重量輕，?價格實惠，?以降低成本和提高經(jīng)濟性。?

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