各种直流开关原理及其优点介绍

　　高压直流开关是直流输电系统的关键设备之一，用于直流输电系统运行方式转换和故障切除。由于直流系统电流不存在自然过零点，无法像交流系统利用电流过零点熄灭电弧，进而切断电流，所以电弧的熄灭方式是核心问题。按照灭弧方式，高压直流开关又分为机械式直流开关、固态直流开关和混合式直流开关。

　　混合式直流开关是指由晶闸管器件、传统机械开关和耗能装置组成的直流开关。其原理是：当直流系统正常运行时，电流只通过传统机械开关，当故障发生时，机械开关快速将故障电流转换至晶闸管管器件实现电流开断。

　　混合式直流开关充分利用机械开关与固态直流开关的优点，具备运行损耗低、分断时间短、可靠性高和稳定性好等特性。但混合式直流开关目前处于结构设计与样机试制阶段，尚无工程应用。

　　固态高压直流开关是指利用晶闸管器件作为开断元件的直流开关，由于开关中无机械运动部分，又称为静态断路器。固态高压直流开关的发展一直受开断延迟较大，不能准确控制开断时刻限制，但随着可关断晶闸管器件(如GTO和IGBT等)的发展，实现了准确控制开断时间并解决了限流能力的问题。与机械式高压直流开关相比有分断速度快、限流能力强、工作稳定、维护较少等优点，但也存在损耗大、发热严重、需要冷却装置、持续耐受故障电流能力差等缺点。

　　机械式直流开关是目前直流输电系统中常用的直流开关，它主要利用电容、电感产生振荡电流叠加在直流电流上，进而实现电流开断，主要由常规交流断路器、电容和电感组成的振荡电路以及氧化锌避雷器组成的耗能器三部分组成。