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傳統(tǒng)機(jī)械開關(guān)動作時存在以下暫態(tài)過程：開斷過程除了燃弧階段會燒蝕觸頭，降低開關(guān)使用壽命外，弧后階段的弧隙在介質(zhì)恢復(fù)（DR）過程與暫態(tài)恢復(fù)電壓（TRV）競爭的作用下容易發(fā)生重燃，降低故障開斷的成功率。在關(guān)合過程中常見的觸頭彈跳與預(yù)擊穿，可能產(chǎn)生涌流和暫態(tài)過電壓，同樣威脅電力系統(tǒng)的安全。




另一方面，隨著電力電子器件的發(fā)展，晶閘管投切電容器組、模塊化多電平換流器、柔性多狀態(tài)開關(guān)、零點(diǎn)投切等技術(shù)在電力系統(tǒng)領(lǐng)域展現(xiàn)出很好的發(fā)展勢頭。但電力電子器件存在的通態(tài)損耗及單元工作電壓偏低的問題，困擾其在電力系統(tǒng)領(lǐng)域中的應(yīng)用與推廣。為了結(jié)合兩種開關(guān)的優(yōu)勢，取長補(bǔ)短，研究人員提出了機(jī)電混合斷路器的新思路。


但有關(guān)交流應(yīng)用場景下的混合開關(guān)大多為簡單機(jī)械斷口，電氣性能參數(shù)水平有限，多用于低載荷的變壓器有載分接開關(guān)及配電網(wǎng)無功補(bǔ)償電容器投切開關(guān)等占比很小的一些應(yīng)用，其控制電流和電場應(yīng)力都比較小，無法應(yīng)用于量大面廣的配電斷路器領(lǐng)域及中高壓輸電線路的大容量無功補(bǔ)償。


新型機(jī)電混合斷路器結(jié)合了機(jī)械式開關(guān)與電力電子器件各自的優(yōu)勢、克服二者的短板。為降低傳統(tǒng)機(jī)械式斷路器動作過程產(chǎn)生的觸頭燒蝕、暫態(tài)恢復(fù)電壓與介質(zhì)恢復(fù)過程的競爭、關(guān)合涌流等暫態(tài)過程的影響，大連理工大學(xué)的郭興宇、黃智慧、梁德世、鄒積巖，在2022年第24期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文，提出用于配電網(wǎng)的機(jī)電混合斷路器新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在中壓斷路器范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無暫態(tài)分合閘操作。試驗(yàn)結(jié)果表明，新型機(jī)電混合斷路器的零區(qū)過程由并聯(lián)二極管主導(dǎo)，真空滅弧室可以實(shí)現(xiàn)微弧甚至無弧開斷，化解了真空開關(guān)熄弧重?fù)?dān)。