KR20150078491A - 고전압 ｄｃ 차단기 - Google Patents

고전압 ｄｃ 차단기 Download PDF

Info

Publication number
KR20150078491A
KR20150078491A KR1020130167886A KR20130167886A KR20150078491A KR 20150078491 A KR20150078491 A KR 20150078491A KR 1020130167886 A KR1020130167886 A KR 1020130167886A KR 20130167886 A KR20130167886 A KR 20130167886A KR 20150078491 A KR20150078491 A KR 20150078491A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
switch
current
mechanical switch
capacitor
Prior art date
Application number
KR1020130167886A
Other languages
English (en)
Inventor
김병철
한세희
Original Assignee
주식회사 효성
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 효성 filed Critical 주식회사 효성
Priority to KR1020130167886A priority Critical patent/KR20150078491A/ko
Priority to PCT/KR2014/013067 priority patent/WO2015102383A1/ko
Priority to US15/109,039 priority patent/US10176947B2/en
Priority to EP14876937.5A priority patent/EP3091626B1/en
Publication of KR20150078491A publication Critical patent/KR20150078491A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H01H33/596—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle for interrupting dc
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/087—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for dc applications
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/547—Combinations of mechanical switches and static switches, the latter being controlled by the former
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
    • H01H2009/543—Contacts shunted by static switch means third parallel branch comprising an energy absorber, e.g. MOV, PTC, Zener
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
    • H01H2009/544—Contacts shunted by static switch means the static switching means being an insulated gate bipolar transistor, e.g. IGBT, Darlington configuration of FET and bipolar transistor

Abstract

본 발명은 고전압 직류(DC) 선로에 고장발생시 그 선로에 흐르는 고장전류를 차단하도록 하는 고전압 DC 차단기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고전압 DC 차단기는 직류(DC) 선로에 설치된 기계식 스위치; 상기 기계식 스위치(110)에 병렬연결되고 LC 공진을 발생하기 위해 서로 직렬연결된 커패시터 및 리액터를 포함하는 L/C 회로; 상기 L/C 회로에 직렬연결되어 일방향의 전류흐름을 스위칭하는 제1 반도체스위치; 및 상기 제1반도체스위치에 병렬연결되어 상기 일방향과 반대방향의 전류흐름을 스위칭하는 제2 반도체스위치; 를 포함한다.

Description

고전압 ＤＣ 차단기{High-voltage DC circuit breaker}
본 발명은 고전압 직류(DC) 차단기에 관한 것으로서, 특히 송전 또는 배전용 고전압 직류(DC) 선로에 고장발생시 그 선로에 흐르는 고장전류를 차단하도록 하는 고전압 DC 차단기에 관한 것이다.
통상 고전압 DC 차단기(circuit breaker)는 고전압 직류(HVDC: High Voltage Direct Current) 송전 시스템 등과 같은 약 50㎸ 이상의 고전압 송전선로를 통해 흐르는 전류를 차단할 수 있는 스위칭 장치이다. 이러한 고전압 DC 차단기는 DC 선로에 고장발생시 고장전류를 차단하는 역할을 한다. 물론, 약 1~50㎸의 DC 전압레벨의 중간전압 DC 배전 시스템에도 적용이 가능하다.
이러한 고전압 DC 차단기의 경우 시스템에 고장전류가 발생하면 메인스위치를 개방시켜 고장이 발생한 회로를 분리하여 그 고장전류를 차단하도록 한다. 하지만, DC 선로에는 전류 0(zero)점이 존재하지 않기 때문에 메인스위치의 개방시 메인스위치의 단자간에 발생한 아크(arc)가 소호되지 않고 고장전류가 이러한 아크를 통해 지속적으로 흐르게 되어 고장전류를 차단하지 못하는 문제점이 있다.
도 1에 도시된 일본공개특허 제1984-068128호에는 고전압 DC 차단기에서 메인스위치(CB)의 개방시 발생된 아크(arc)를 소호하여 고장전류(Ic)를 차단하기 위해 메인스위치(CB)에 흐르는 전류(IDC)에 L/C 회로에 의한 공진전류(Ip)를 중첩시켜서(Idc=IDC+Ip) 메인스위치(CB)에서 영전류(zero-current)를 만들어 아크를 소호시키는 기술을 제공한다. 이러한 종래기술은 메인스위치(CB)가 닫히면 공진전류(Ip)가 DC전류(IDC)에 중첩되도록 주입되고, 이후 LC공진에 의해 공진전류(Ip)는 진동하는 전류가 되고 메인스위치(CB)를 따라 진동하면서 점점 크기가 커지게 된다. 이로써, 음(-)의 공진전류 -Ip가 IDC보다 커지게 되어 고장전류(Ic)가 영전류가 되고 메인스위치(CB)의 아크가 소호된다.
하지만, 이러한 종래기술은 DC전류(IDC)보다 더 큰 공진전류(Ip)가 겹쳐져야 하기 때문에 회로정격이 정격전류의 2배 이상이어야 하며, 큰 공진전류(Ip)를 발생시키기 위해 여러 번의 공진이 이루어져야 하기 때문에 차단속도가 느려지는 문제점이 있다. 또한 종래의 DC 차단기는 양방향 고장전류의 차단이 불가능하다는 문제점이 있다.
일본공개특허 제1984-68128호
이에, 본 발명은 고전압 DC 차단기에서 메인스위치에 공진전류를 인가하지 않더라도 메인스위치에서 고장전류를 차단할 수 있도록 하는 고전압 DC 차단기를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 단일 회로로 양방향의 고장전류를 차단할 수 있도록 하는 고전압 DC 차단기를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 적은 개수의 반도체 소자를 적용하여 고장전류를 차단하도록 하는 고전압 DC 차단기를 제공하는데 추가적인 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고전압 DC 차단기는,
직류(DC) 선로에 설치된 기계식 스위치; 상기 기계식 스위치(110)에 병렬연결되고 LC 공진을 발생하기 위해 서로 직렬연결된 커패시터 및 리액터를 포함하는 L/C 회로; 상기 L/C 회로에 직렬연결되어 일방향의 전류흐름을 스위칭하는 제1 반도체스위치; 및 상기 제1반도체스위치에 병렬연결되어 상기 일방향과 반대방향의 전류흐름을 스위칭하는 제2 반도체스위치; 를 포함한다.
본 발명에서, 상기 커패시터에 전압(+Vc)을 충전하기 위한 충전저항을 더 포함한다.
본 발명에서, 상기 제1 및 제2 반도체스위치는, 각각 턴온 또는 턴온/턴오프 제어가능고 상호 반대방향으로 병렬연결된다.
본 발명에서, 정상상태에서는 상기 제1 및 제2 반도체스위치는 턴오프(turn-off)되고 상기 선로의 전류가 상기 커패시터로 공급되어 상기 커패시터에 초기전압(+Vc)이 충전된다.
본 발명에서, 상기 선로의 일측에 고장이 발생하면 상기 기계식 스위치가 개방되고 상기 제2 반도체스위치가 턴오프된 상태에서 상기 제1 반도체스위치가 턴온(turn-on)되어 상기 커패시터에 충전된 초기전압(+Vc)에 의해 전류가 상기 기계식 스위치 및 제1 반도체스위치에 발생된 아크(arc)를 통해 흘러 LC 공진에 의해 상기 커패시터에 극성반전된 전압(-Vc)이 충전된다.
본 발명에서, 상기 커패시터에 극성반전된 전압(-Vc)이 충전되면 상기 제1 반도체스위치는 턴오프되고 상기 제2 반도체스위치는 턴온되어 상기 전압(-Vc)에 의한 전류가 상기 제2 반도체스위치를 통해 상기 기계식 스위치로 공급되고 상기 공급된 전류에 의해 상기 기계식 스위치에서 영전류(zero-current)가 되어 상기 아크가 소호된다.
본 발명에서, 상기 커패시터에 충전된 전압(-Vc)에 의해 상기 기계적 스위치로 공급된 전류는 상기 기계적 스위치에서 아크를 통해 지속되는 아크전류와 방향은 반대이고 크기는 더 크다.
본 발명에서, 상기 기계적 스위치에서 아크가 소호되면 상기 제1 및 제2 반도체스위치는 턴오프 상태가 되고 상기 선로의 전류가 상기 커패시터로 공급되어 상기 커패시터가 초기전압(+Vc)로 재충전된다.
본 발명에서, 상기 기계적 스위치에 병렬연결된 비선형 저항기를 더 포함하고, 상기 기계적 스위치에서 아크가 소호되면 상기 선로의 일측보다 상대적으로 높아진 타측에서의 전압은 상기 비선형 저항기에서 소모된다.
본 발명은 고전압 DC 차단기에서 기계식 스위치의 개방시 발생한 아크를 빠르게 소호시킬 수 있도록 하여 고장전류를 빠르게 차단할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에 의한 고전압 DC 차단기에서는 단일회로로 양방향의 고장전류를 차단할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 전기소자의 개수를 최소화하여 고전압 DC 차단기를 구현하기 때문에 차단기의 크기 및 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 종래의 고전압 DC 차단기의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 DC 차단기의 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정상상태에서의 고전압 DC 차단기의 동작과정을 보인 개요도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 DC 선로의 타측에 고장발생시 고전압 DC 차단기에서의 고장전류 차단과정을 보이는 개요도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정상상태에서의 고전압 DC 차단기의 동작과정을 보인 개요도.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 DC 차단기의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 DC 차단기는 일측(A측)과 타측(B측)을 연결하는 직류(DC) 선로(10)에 설치된 기계식 스위치(110)를 포함한다. 이러한 기계식 스위치(110)는 기본적으로 A측 또는 B측에 고장발생시 고장이 발생한 회로로 고장전류가 지속적으로 흘러들어가지 않도록 하기 위해 직류(DC) 선로(10)를 차단하는 역할을 한다. 이를 위해 기계식 스위치(110)는 정상상태에서는 닫혀(close) 있다가 고장발생시 개방(open)된다. 이러한 기계식 스위치(110)는 제어부(미도시)의 제어신호에 의해 그 스위칭 동작이 제어된다. 이러한 기계식 스위치(110)에는 고전류가 흐르므로 고장발생시 기계식 스위치(110)가 개방될 때 기계식 스위치(110)의 양단 전극 간에 아크(arc)가 발생하게 되고, 이러한 아크를 통해 고장전류가 DC 선로(10)를 통해 흐르게 된다. 따라서 본 발명에서는 이러한 아크를 소호하여 고장전류를 완전히 차단하기 위해 추가적인 회로가 필요하다.
이를 위해, 본 발명에서는 기계식 스위치(110)에 L/C 회로(120)와 제1 반도체스위치(130)가 직렬연결되고 제2 반도체스위치(140)가 제1 반도체스위치(130)에 병렬연결된다. 제1 및 제2 반도체스위치(130,140)는 양방향 전류의 흐름을 스위칭하기 위하여 서로 반대방향으로 병렬연결되는 것으로서, 제1 반도체스위치(130)는 일방향의 전류흐름을 스위칭하고 제2 반도체스위치(140)는 상기 일방향과 반대방향의 전류흐름을 스위칭한다. 제1 및 제2 반도체스위치(130,140)는 예컨대, 전력 반도체 스위치를 포함하며 제어부(미도시)에 의해 그 스위칭 동작이 제어된다. 본 실시 예에서 전력 반도체 스위치는 턴온(turn-on) 제어가능한 소자로서, 예컨대 싸이리스터(thyristor)로 구현될 수 있다. 또는 턴온(turn-on)/턴오프(turn-off) 제어가능한 소자로서는 예컨대 GTO, IGCT, IGBT 등으로 구현될 수도 있다.
L/C 회로(120)는 커패시터(121)와 인덕터(122)가 직렬연결되어 구성된다. 이러한 L/C 회로(120)에서는 커패시터(121)에서의 충전과 방전을 수행함으로써 제1 또는 제2 반도체스위치(130,140)을 통해 LC 공진이 일어난다.
나아가, 본 실시 예의 고전압 DC 차단기는 L/C 회로(120)와 제1 반도체스위치(130)의 점점과 접지(GND) 사이에 커패시터(121)의 충전을 위한 충전저항(150)이 연결될 수 있다. 이러한 충전저항(150)을 통해 L/C 회로(120)의 커패시터(131)가 초기전압(+Vc)으로 충전되도록 한다.
또한, 본 실시 예에서 고전압 DC 차단기는 기계식 스위치(110)에 병렬연결된 비선형 저항기(160)를 더 포함할 수 있다. 이러한 비선형 저항기(160)는 기계식 스위치(110)의 차단시 정격전압 이상의 과도한 전압이 고전압 DC 차단기의 양단에 가해지지 못하도록 하기 위한 것으로서 고장에 의한 고전압이 기설정된 기준치 이상으로 고전압 DC 차단기의 양단에 걸리면 자동으로 온(ON)되어 고전압을 소모하도록 한다. 본 실시 예에서 비선형 저항기(160)는 예컨대 바리스터(varistor)로 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정상상태에서의 고전압 DC 차단기의 동작과정을 보인 개요도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 고전압 DC 차단기에서, 정상상태에서는 기계식 스위치(110)가 닫혀(close) 있어 직류(DC)선로(10)에서 기계식 스위치(110)를 통해 일측(A측)에서 타측(B측)으로 직류전류가 공급된다. 이때, 제1 및 제2 반도체스위치(130,140)는 턴오프(turn-off)된 상태에서 선로(10)의 전류가 L/C 회로(120)로 공급되어 커패시터(121)는 초기전압(+Vc)으로 충전된다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 DC 선로의 타측에 고장발생시 고전압 DC 차단기에서의 고장전류 차단과정을 보이는 개요도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 고전압 DC 차단기에서 타측(B측)에 고장이 발생하면 선로(10)의 전류를 차단하기 위해 기계식 스위치(110)는 개방(open)되고 제2 반도체스위치(140)가 턴오프(turn-off)된 상태에서 제1 반도체스위치(130)가 턴온(turn-on)된다. 기계식 스위치(110)의 개방시 아크(arc)가 발생하여 그 아크를 통해 고장전류가 계속해서 A측->B측으로 흐르게 된다.
이때, 도 4의 (a)에서와 같이 1차적으로 제1 반도체스위치(130)의 턴온에 따라 커패시터(121)에 충전된 초기전압(+Vc)에 의해 전류가 기계식 스위치(110)에 발생된 아크 및 제1 반도체스위치(130)을 통해 흐르게 되고 L/C 회로(120)에서 LC 공진이 일어난다. 이러한 LC 공진에 의해 커패시터(121)에는 극성반전된 전압(-Vc)가 충전된다.
이와 같이, 커패시터(121)에 극성반전된 전압(-Vc)이 충전되면, 도 4의 (b)에서와 같이 제1 반도체스위치(130)는 다시 턴오프(turn-off)되고 제2 반도체스위치(140)가 턴온(turn-on)되어 상기 극성반전된 전압(-Vc)에 의해 전류가 제2 반도체스위치(140) 및 기계식 스위치(110)의 아크를 통해 흐르게 된다. 이러한 전류는 기계식 스위치(110)에서의 고장전류와 반대방향이므로 기계식 스위치(110)에서는 영전류(zero-current)가 구현되어 아크가 소호된다. 따라서, 기계식 스위치(110)로 공급되는 전류는 기계식 스위치(110)에서 아크를 통해 지속되는 고장전류와 방향은 반대이고 크기는 더 큰 것이 바람직하다.
이후, 아크가 소호되면 제1 및 제2 반도체스위치(130,140)는 모두 턴오프되고 선로(10)의 전류는 L/C 회로(120)로 공급되어 커패시터(121)는 초기전압(+Vc)로 재충전된다. 이때, 기계식 스위치(110)에 발생한 아크가 완전히 소호되어 고장전류가 기계식 스위치(110)에서 차단되면 상대적으로 B측에 비해 A측 전압이 급격히 상승하게 된다. 이와 같이 상승한 A측 전압은 기계식 스위치(110)에 병렬연결된 비선형 저항기(160)에서 소모되어 A측의 회로를 보호하도록 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정상상태에서의 고전압 DC 차단기의 동작과정을 보인 개요도이다.
도 5는 도 3와 반대로 타측(B측)에서 일측(A측)으로 전류를 공급하는 경우에 대한 고전압 DC 차단기의 동작과정을 나타낸다. 도 5의 다른 실시 예를 참조하면, 정상상태에서 기계식 스위치(110)가 닫혀(close)있고 직류(DC)선로(10)에서 기계식 스위치(110)를 통해 타측(B측)에서 일측(A측)으로 직류전류가 공급된다. 이때, 제1 및 제2 반도체스위치(130,140)는 모두 턴오프(turn-off)된 상태에서 선로(10)의 전류가 L/C 회로(120)로 공급되어 커패시터(121)는 초기전압(+Vc)으로 충전된다. 이후에, 일측(A측)에 고장이 발생하면 도 4에서 설명한 동작과정과 동일하게 고장전류를 차단하도록 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 고전압 DC 차단기는 도 1에 도시된 종래기술과 같이 LC 공진에 의한 전류진동으로 커지게 하는 것이 아니라 L/C 회로(120)의 커패시터(121)의 전압극성을 반전시키기 위해 LC 공진이 한번만 이루어진다. 이는 종래기술에 비해 차단기의 차단속도가 짧아지는 원인이 된다. 또한, 본 발명에서는 도 1의 종래기술과 달리 커패시터(121)에 저장된 전압(-Vc)에 의해 기계식 스위치(110)에서 아크(arc)를 통해 흐르는 고장전류와 반대방향의 전류를 기계식 스위치(110)에 주입하여 영전류를 만들어 줌으로써 아크를 소호하도록 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
110 : 기계식 스위치 120 : L/C 회로
121 : 커패시터 122 : 인덕터
130 : 제1 반도체스위치 140 : 제2 반도체스위치
150 : 충전저항 160 : 비선형 저항기

Claims (9)

  1. 직류(DC) 선로에 설치된 기계식 스위치(110);
    상기 기계식 스위치(110)에 병렬연결되고 LC 공진을 발생하기 위해 서로 직렬연결된 커패시터(121) 및 리액터(122)를 포함하는 L/C 회로(120);
    상기 L/C 회로(120)에 직렬연결되어 일방향의 전류흐름을 스위칭하는 제1 반도체스위치(130); 및
    상기 제1반도체스위치(130)에 병렬연결되어 상기 일방향과 반대방향의 전류흐름을 스위칭하는 제2 반도체스위치(140); 를 포함하는 고전압 DC 차단기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커패시터(121)에 전압(+Vc)을 충전하기 위한 충전저항(150)을 더 포함하는 고전압 DC 차단기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 반도체스위치(130,140)는,
    각각 턴온 또는 턴온/턴오프 제어가능고 상호 반대방향으로 병렬연결되는 고전압 DC 차단기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    정상상태에서는 상기 제1 및 제2 반도체스위치(130,140)는 턴오프(turn-off)되고 상기 선로의 전류가 상기 커패시터(121)로 공급되어 상기 커패시터(121)에 초기전압(+Vc)이 충전되는 고전압 DC 차단기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 선로의 일측에 고장이 발생하면 상기 기계식 스위치(110)가 개방되고 상기 제2 반도체스위치(140)가 턴오프된 상태에서 상기 제1 반도체스위치(130)가 턴온(turn-on)되어 상기 커패시터(121)에 충전된 초기전압(+Vc)에 의해 전류가 상기 기계식 스위치(110) 및 제1 반도체스위치(130)에 발생된 아크(arc)를 통해 흘러 LC 공진에 의해 상기 커패시터(121)에 극성반전된 전압(-Vc)이 충전되는 고전압 DC 차단기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 커패시터(121)에 극성반전된 전압(-Vc)이 충전되면 상기 제1 반도체스위치(130)는 턴오프되고 상기 제2 반도체스위치(140)는 턴온되어 상기 전압(-Vc)에 의한 전류가 상기 제2 반도체스위치(140)를 통해 상기 기계식 스위치(110)로 공급되고 상기 공급된 전류에 의해 상기 기계식 스위치(110)에서 영전류(zero-current)가 되어 상기 아크가 소호되도록 하는 고전압 DC 차단기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 커패시터(121)에 충전된 전압(-Vc)에 의해 상기 기계적 스위치(110)로 공급된 전류는 상기 기계적 스위치(110)에서 아크를 통해 지속되는 아크전류와 방향은 반대이고 크기는 더 큰 고전압 DC 차단기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 기계적 스위치(110)에서 아크가 소호되면 상기 제1 및 제2 반도체스위치(130,140)는 턴오프 상태가 되고 상기 선로의 전류가 상기 커패시터(121)로 공급되어 상기 커패시터(121)가 초기전압(+Vc)로 재충전되는 고전압 DC 차단기.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 기계적 스위치(110)에 병렬연결된 비선형 저항기(160)를 더 포함하고,
    상기 기계적 스위치(110)에서 아크가 소호되면 상기 선로의 일측보다 상대적으로 높아진 타측에서의 전압은 상기 비선형 저항기(160)에서 소모되는 고전압 DC 차단기.
KR1020130167886A 2013-12-30 2013-12-30 고전압 ｄｃ 차단기 KR20150078491A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130167886A KR20150078491A (ko) 2013-12-30 2013-12-30 고전압 ｄｃ 차단기
PCT/KR2014/013067 WO2015102383A1 (ko) 2013-12-30 2014-12-30 고전압 ｄｃ 차단기
US15/109,039 US10176947B2 (en) 2013-12-30 2014-12-30 High-voltage DC circuit breaker for blocking DC current
EP14876937.5A EP3091626B1 (en) 2013-12-30 2014-12-30 High-voltage dc circuit breaker

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130167886A KR20150078491A (ko) 2013-12-30 2013-12-30 고전압 ｄｃ 차단기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150078491A true KR20150078491A (ko) 2015-07-08

Family

ID=53493664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130167886A KR20150078491A (ko) 2013-12-30 2013-12-30 고전압 ｄｃ 차단기

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10176947B2 (ko)
EP (1) EP3091626B1 (ko)
KR (1) KR20150078491A (ko)
WO (1) WO2015102383A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112952744A (zh) * 2019-12-11 2021-06-11 清华四川能源互联网研究院 直流断路器、直流开断方法及电力系统

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101506581B1 (ko) * 2013-08-14 2015-03-27 주식회사 효성 고전압 ｄｃ 차단기
KR101522412B1 (ko) * 2013-12-26 2015-05-26 주식회사 효성 양방향 직류 차단장치
KR101550374B1 (ko) * 2013-12-31 2015-09-04 주식회사 효성 고전압 ｄｃ 차단기
US10910817B2 (en) * 2014-09-26 2021-02-02 Mitsubishi Electric Corporation DC circuit breaker
KR101688921B1 (ko) * 2015-06-22 2017-01-02 주식회사 효성 Ｄｃ 차단기
WO2017134825A1 (ja) * 2016-02-05 2017-08-10 三菱電機株式会社 直流遮断器
CN106786347B (zh) * 2016-11-11 2019-05-24 西安交通大学 一种具有桥式感应转移结构的混合式断路器及其使用方法
EP3410454A1 (en) * 2017-05-31 2018-12-05 ABB Schweiz AG Electrical dc switching system
CN109003851B (zh) * 2017-07-24 2020-01-14 广州市金矢电子有限公司 直流灭弧电路及装置
KR102027779B1 (ko) * 2018-01-11 2019-10-02 효성중공업 주식회사 Ｄｃ 차단기
CN108509699B (zh) * 2018-03-19 2021-11-19 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 中压混合式直流断路器分断过程仿真装置及仿真方法
US11646575B2 (en) 2018-10-24 2023-05-09 The Florida State University Research Foundation, Inc. Direct current hybrid circuit breaker with reverse biased voltage source
US11424093B2 (en) * 2018-10-24 2022-08-23 The Florida State University Research Foundation, Inc. Direct current hybrid circuit breaker with reverse biased voltage source
EP3896714B1 (en) * 2018-12-10 2024-03-13 Mitsubishi Electric Corporation Direct-current circuit breaker
FR3091407B1 (fr) 2018-12-27 2021-10-29 Inst Supergrid Dispositif de coupure de courant pour courant continu haute tension avec circuit capacitif tampon et procédé de pilotage
FR3091408B1 (fr) * 2018-12-27 2021-01-15 Inst Supergrid Dispositif de coupure de courant pour courant continu haute tension avec circuit d’oscillation adaptatif et procédé de pilotage
FR3094136B1 (fr) 2019-03-22 2021-04-02 Inst Supergrid Dispositif de coupure de courant pour courant continu haute tension avec résonateur et commutation
CN109935479A (zh) * 2019-04-23 2019-06-25 西安交通大学 基于真空磁吹转移的直流断路器及其开断方法
CN110048381A (zh) * 2019-04-23 2019-07-23 西安交通大学 基于液体电弧电压转移的直流断路器及其使用方法
CN111030042A (zh) * 2019-12-11 2020-04-17 全球能源互联网研究院有限公司 一种无源型半控混合式直流断路器及其控制方法
FR3113334A1 (fr) 2020-08-05 2022-02-11 Supergrid Institute Dispositif de coupure de courant pour courant électrique sous haute tension continue, installation avec un tel dispositif, procédé de pilotage, et processus d’évaluation de l’intégrité d’un conducteur électrique
DE102020134773A1 (de) * 2020-12-22 2022-06-23 Elpro Gmbh Leistungsschalter für gleichströme
FR3121547B1 (fr) 2021-03-31 2023-03-31 Inst Supergrid Dispositif de coupure pour courant électrique sous haute tension continue avec tube à plasma
CN113422359A (zh) * 2021-07-22 2021-09-21 全球能源互联网研究院有限公司 一种直流断路器及其应用方法
WO2023097103A1 (en) * 2021-11-29 2023-06-01 The Florida State University Research Foundation, Inc. Direct current hybrid circuit breaker with reverse biased voltage source
CN114336547A (zh) * 2021-12-28 2022-04-12 全球能源互联网研究院有限公司 一种电容自取能辅助关断混合式直流断路器及其应用方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2039065A1 (de) * 1970-08-06 1972-02-17 Kind Dieter Prof Dr Ing Verfahren und Anordnungen zur strombegrenzenden Unterbrechung von Gleich- und Wechselstroemen hoher Spannung
JPS6013254B2 (ja) * 1976-09-30 1985-04-05 株式会社東芝 直流しや断器
JPS5968128A (ja) * 1982-10-13 1984-04-18 株式会社日立製作所 直流しや断器
JP2679997B2 (ja) * 1986-10-15 1997-11-19 株式会社日立製作所 直流遮断器
JP3114328B2 (ja) * 1992-02-20 2000-12-04 株式会社日立製作所 直流遮断器
JP3135338B2 (ja) * 1992-02-21 2001-02-13 株式会社日立製作所 転流式直流遮断器
JP3239754B2 (ja) * 1995-06-20 2001-12-17 株式会社日立製作所 限流装置
JP3355066B2 (ja) * 1995-06-28 2002-12-09 三菱電機株式会社 両方向直流遮断器
US5854729A (en) * 1997-05-23 1998-12-29 Utility Systems Technologies, Inc. Power system device and method for actively interrupting fault current before reaching peak magnitude
KR100344056B1 (ko) * 1999-03-17 2002-07-22 주식회사 포스콘 직류 대전류 차단장치
JP3965037B2 (ja) 2001-10-12 2007-08-22 東芝三菱電機産業システム株式会社 直流用真空遮断装置
EP1480241B1 (de) * 2003-05-23 2006-01-04 Elpro BahnstromAnlagen GmbH Verfahren zur Abschaltung von Gleichströmen und Gleichstrom-Schnellschalteinrichtung für Bahnstromversorgungen
KR100780706B1 (ko) * 2006-08-17 2007-11-30 엘에스산전 주식회사 복합형 초전도 한류기
JP5031607B2 (ja) * 2008-01-31 2012-09-19 東芝三菱電機産業システム株式会社 直流高速真空遮断装置
WO2011141055A1 (en) * 2010-05-11 2011-11-17 Abb Technology Ag A high voltage dc breaker apparatus
CN103597687B (zh) * 2011-04-04 2016-03-09 Abb技术有限公司 用于hvdc断路器的快速断路器故障检测
EP2523204B1 (en) * 2011-05-12 2019-09-04 ABB Schweiz AG Circuit arrangement and method for interrupting a current flow in a DC current path
EP2846342B1 (en) * 2012-05-01 2019-02-06 Mitsubishi Electric Corporation Dc circuit breaker
EP2790285B1 (en) * 2013-04-12 2020-07-08 General Electric Technology GmbH Current limiter
KR101522412B1 (ko) * 2013-12-26 2015-05-26 주식회사 효성 양방향 직류 차단장치
JP6749319B2 (ja) * 2014-06-30 2020-09-02 サイブレーク アーベーＳｃｉｂｒｅａｋ Ａｂ 電流を遮断する装置、システム及び方法
KR101652937B1 (ko) * 2014-12-29 2016-09-01 주식회사 효성 Ｄｃ 차단기
KR101630093B1 (ko) * 2014-12-29 2016-06-13 주식회사 효성 고전압 ｄｃ 차단기
KR102021863B1 (ko) * 2015-05-13 2019-09-17 엘에스산전 주식회사 직류 차단기

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112952744A (zh) * 2019-12-11 2021-06-11 清华四川能源互联网研究院 直流断路器、直流开断方法及电力系统
CN112952744B (zh) * 2019-12-11 2022-09-20 清华四川能源互联网研究院 直流断路器、直流开断方法及电力系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP3091626A4 (en) 2017-08-23
US20160329179A1 (en) 2016-11-10
EP3091626B1 (en) 2023-01-11
EP3091626A1 (en) 2016-11-09
WO2015102383A1 (ko) 2015-07-09
US10176947B2 (en) 2019-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150078491A (ko) 고전압 ｄｃ 차단기
KR101522412B1 (ko) 양방향 직류 차단장치
KR101550374B1 (ko) 고전압 ｄｃ 차단기
KR101506581B1 (ko) 고전압 ｄｃ 차단기
JP6297619B2 (ja) 直流遮断器
KR101521545B1 (ko) 고압 직류 전류 차단 장치 및 방법
US9478974B2 (en) DC voltage circuit breaker
KR101652937B1 (ko) Ｄｃ 차단기
KR101522411B1 (ko) 단일회로로 양방향 고장전류를 차단하는 ｄｃ차단기
KR101872869B1 (ko) 충전된 커패시터와 병렬 lc 회로를 사용한 초고속 dc 차단기
US10395866B2 (en) High voltage DC circuit breaker
KR101766229B1 (ko) 갭 스위치를 이용한 고압 직류 차단 장치 및 방법
KR101522413B1 (ko) 고전압 ｄｃ 차단기
KR101697623B1 (ko) Ｄｃ 차단기
JP2009181908A (ja) 直流高速真空遮断装置
KR101802509B1 (ko) 캐스케이드 하프 브리지 sscb
KR20190116745A (ko) 양방향 dc 전류 차단 장치
KR20230161454A (ko) 플라즈마 튜브를 이용한 고 ｄｃ 전압 전류 차단 디바이스
CN115104230A (zh) 电路中断装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2015101005797; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20150930

Effective date: 20161228