王小波

（施耐德电气（中国）有限公司，上海 201203）

断路器是输配电线路中接通和断开负载的一个关键部件，其主要作用是使电路免于由故障和过载引起的异常电流，在系统发生故障时迅速切除故障支路，传统的机械断路器通过热双金和/或磁组件触发机械触点分离从而保护电路，但对故障的反应时间较长，并且容易产生电弧，增加了设备损坏和人身安全的风险，随着功率半导体技术的快速发展，通过高功率固态无触点开关代替机械触点成为研究热点，固态断路器技术得到了迅速发展[1-3]。

1.固态断路器技术概述

断路器大体可分为机械式断路器和固态断路器，固态断路器又可划分为全固态断路器、混合式固态断路器[2-5]。

1.1 全固态断路器

全固态断路器是指完全由功率半导体器件代替机械开关的断路器，全固态断路器又可分为半控型全固态断路器和全控型固态断路器[3-5]，全固态断路器通常包括固态开关电路、缓冲电路、检测单元以及控制单元等部分。1957 年通用电气公司开发出世界上第一个晶闸管产品，1960 年通用电气申请了第一个半控型全固态断路器的专利（US3176149A），如图1 所示，包括窄结二极管1、电压源3、电阻4、电容6、晶闸管SCR 7、电流源11、手动开关28，晶闸管7 包括阳极8、阴极9 以及门极10，窄结二极管1 与晶闸管SCR7 串联，并联的电容6 将二者分流，电压源3 和电阻4 可以控制断路中断，正常情况下，二极管1 和晶闸管SCR 7 为低阻抗状态电流通过，当电流超过阈值时，二极管1 切换工作状态将电路电流减小到小于晶闸管SCR 的最小保持电流，电容6 充电以使晶闸管SCR 维持高阻抗状态，从而快速有效的切断电路。……