低压直流固态断路器关键技术研究

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.01.001

电器与能效管理技术 ›› 2024, Vol. 0 ›› Issue (1): 1-5.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.01.001

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低压直流固态断路器关键技术研究

吴鑫, 陶闯闯, 王景帅, 吴益飞, 吴翊

西安交通大学电气工程学院, 陕西西安 710049

收稿日期:2023-10-20 出版日期:2024-01-30 发布日期:2024-02-29
作者简介:吴鑫(1998—),男,博士研究生,研究方向为直流固态断路器。|陶闯闯(1999—),男,硕士研究生,研究方向为直流固态断路器。|王景帅(2000—),男,硕士研究生,研究方向为直流固态断路器。

Research on Key Technology of Low Voltage DC Solid State Circuit Breaker

WU Xin, TAO Chuangchuang, WANG Jingshuai, WU Yifei, WU Yi

School of Electrical Engineering,Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China

Received:2023-10-20 Online:2024-01-30 Published:2024-02-29

摘要/Abstract

摘要：

相较于机械式断路器,固态断路器因其更快的分断速度和更高的寿命等优点被广泛关注。介绍了一种基于SiC器件的低压直流固态断路器拓扑和工作原理,分析其技术难点,包括低感封装及器件设计、隔离开关技术和快速故障识别技术。研制了一种±375 V直流固态断路器样机,同时进行了故障电流关断测试和温升测试。结果表明所设计直流固态断路器能够在百微秒内实现1 kA短路电流分断,并具备快速故障识别、保护曲线可编程、外部通信与远程控制等功能。

关键词: 固态断路器, SiC器件, 器件封装, 快速故障识别

Abstract:

Compared with the mechanical circuit breakers,the solid-state circuit breakers have been widely focused for their advantages such as the faster breaking speed and higher lifetime.A low-voltage DC solid-state circuit breaker topology and operating principle based on SiC devices is introduced,and the technical difficulties of solid-state circuit breakers are analyzed,including the low-inductance package and device design,the isolated switch technology and the fast fault identification technology.A prototype of ±375 V DC solid-state circuit breaker is developed and tested for the fault current breaking and the temperature rise.The results show that the DC solid-state circuit breaker can achieve 1 kA short-circuit current breaking within a hundred microseconds.In addition,the prototype is equipped with the functions such as the fast fault identification,the programmable protection curve,the external communication and the remote control.

Key words: solid-state circuit breaker, SiC device, device packaging, fast fault identification

中图分类号:

TM561

吴鑫, 陶闯闯, 王景帅, 吴益飞, 吴翊. 低压直流固态断路器关键技术研究[J]. 电器与能效管理技术, 2024, 0(1): 1-5.

WU Xin, TAO Chuangchuang, WANG Jingshuai, WU Yifei, WU Yi. Research on Key Technology of Low Voltage DC Solid State Circuit Breaker[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2024, 0(1): 1-5.

图/表 12

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表1

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参考文献 15

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名称	参数	名称	参数
额定电压/V	±375	最大开断电流/kA	>1
额定电流/A	150	额定耐受冲击电压/kV	8
断路器级数	2P

低压直流固态断路器关键技术研究

Research on Key Technology of Low Voltage DC Solid State Circuit Breaker

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[1]	成达, 张蓬鹤, 熊素琴, 李求洋, 张照资, 高偲智. 新型低压直流断路器研究综述[J]. 电器与能效管理技术, 2022, 0(11): 1-8.
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