浅析高压直流断路器关键技术
高压直流断路器的研究简述
高压直流断路器的研究简述文章综述了高压直流断路器的研究背景和应用现状，简要介绍了高压直流断路器在高压直流输电中的作用；高压直流断路器的主要性能指标以及高压直流断路器的种类及其原理结构；高压直流断路器灭弧方式的物理设计，重点说明了高压直流断路器的开断原理；对高压直流断路器进行了分类，并介绍了世界先进水平的高压直流断路器；总结了现今高压直流断路器研究的技术难题和未来的发展方向。
标签：高压直流输电；高压直流断路器；开断原理1 概述高压直流（HVDC）输电系统是由整流器、高压直流输电线路以及逆变器组成，其中整流器和逆变器统称为换流器。
从结构上看，高压直流输电是交流-直流-交流形式的电力电子换流电路[1]。
自从1954年瑞典哥特兰的世界上第一项高压直流输电工程投运以来，高压直流输电技术已经随着电力电子技术的突飞猛进而飞速发展[2]。
高压直流输电系统主要有两个作用[3，4，5]：一是将频率不同或频率控制策略不同的交流系统联接起来；二是增长输电距离以及增大输电容量。
我国现有的特高压直流示范工程有三个，分别是南方电网公司的云广±800kV 特高压直流输电示范工程，国家电网公司的向上±800kV特高压直流输电示范工程和锦苏±800kV特高压直流输电示范工程。
与交流输电比较，直流输电主要有以下优点：输电损耗小、线路造价低；电压压降小；直流输电不要求与电网同步；可分期建设，提高投资效益[7]。
高压直流输电工程的结构中，直流断路器是至关重要的设备之一。
研制高压直流断路器主要需要突破三个难点[8，9]：一是直流输电电流没有过零点，增加断路器的灭弧的难度；二是直流输电回路的电感很大，而需要开断的电流往往也很大，导致直流断路器需承受巨大的能量；三是直流输电的过电压高。
2 高压直流断路器的基本构成和开断原理2.1 高压直流断路器的基本构成开断直流电流一直是高压直流输电系统中的重大难题之一。
主要原因是直流电流没有自然过零点，必须强迫电流过零才能熄弧。
混合式高压直流断路器关键技术研究
Telecom Power Technology设计应用技术 2023年5月25日第40卷第10期· 35 ·Telecom Power TechnologyMay 25, 2023, Vol.40 No.10祝友成：混合式高压直流断路器关键技术研究路器中几个关键参数之间的关联，如电压与电流间的关系。
由能量守恒定律可知，电弧现象模型可表示为loss d d qe i P t=⋅− （1）式中：d q /d t 为单位长度时，电弧中能量变化率；e ·i为电弧单位长度时所输入的功率；P loss 为电弧单位长度时所释放能量。
电弧模型可表示为22c 2c d ln 1d u u g t u τ−=（2）式中：g 为电弧的电导；τ为时间常数；u 为电弧电压；u c 为电弧电压常量。
通过式（1）与式（2）可知，电弧电压、电弧电导、电弧电压常数与时间常数之间的关系。
对于高压直流输配电系统，此模型可准确描述电弧的外部特性，对于研制机械式高压DCCB 具有指导意义。
2 固态高压DCCB 关键技术固态高压DCCB 主要由电力电子器件构成。
然而高压直流输配电系统的容量较大，单个电力电子器件的额定电压、额定电流不能满足要求。
因此，需采用电力电子器件串并联实现增加固态高压DCCB 的额定电压与额定电流。
由于电力电子器件制造时存在参数差异以及性质差异，其串并联时，将导致分压不均与分流不均问题。
2.1 串联分压不均原因以绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor ，IGBT ）为例，共有2种工作过程，分别为静态过程与动态过程。
IGBT 共有4种工作状态，分别为关断过程、开通过程、导通过程以及阻断过程。
IGBT 的静态过程-导通过程中，其压降较低，各器件的压降不同时也可正常工作。
而阻断过程中，IGBT 的漏电流、阻断阻抗分布不均，IGBT 器件的分压不均，将导致部分IGBT 两端的电压超过额定电压，进而损害器件，因此在阻断过程中需采用均压策略。
高压直流断路器的研究(结课大作业)
摘要高压直流（HVDC）电网是解决可再生能源大规模接入的重要途径。
发展高压直流电网对大规模电能的远距离输送、促进新能源的并网及消纳、提高区域交流互联电网的安全稳定性具有重要意义。
而高压直流断路器是直流电网发展的瓶颈问题。
本文分析了高压直流电网对高压直流断路器的需求；介绍了各种直流断路器的主要性能、基本构成、开断原理等。
关键词：高压直流输电，直流断路器，MRTB，ERTB，NBS，NBGS前言随着传统化石能源短缺和环境污染问题的不断加剧，以及风电、太阳能等可再生清洁能源的迅速发展，能够实现间歇式可再生能源大规模接入的多端高压直流输电系统，及其向HVDC电网方向的发展，越来越受到世界各国的关注。
2008 年，欧洲提出超级智能电网(super grid)规划，旨在充分利用可再生能源的同时，实现国家间电力交易和可再生能源的充分利用；2011 年，美国提出了2030 年电网构想(Grid 2030)，即美国未来电网将建立由东岸到西岸、北到加拿大、南到墨西哥，主要采用超导技术、电力储能技术和更先进的直流输电技术的骨干网架。
中国风力资源丰富地区主要集中在东北、华北、西北等区域。
但这些地区大多负荷水平较低、调峰能力有限，大规模风电就地利用困难，需要远距离大容量输送，并在大区以至全国范围内实现电量消纳。
这对中国发展HVDC电网技术提出了迫切的需求。
随着HVDC 输电技术向HVDC 电网的发展，对整个系统的可靠性和稳定、安全运行也提出了更高的要求。
其中所面临的巨大挑战就是HVDC 电网中短路电流的开断问题。
与交流系统相比，HVDC 电网中时间常数小，短路电流上升速度快，同时造成直流电压的跌落，甚至引起换流器和短路电流的失控，而且直流电流由于缺乏自然过零点而难以开断。
能够实现快速切除或隔离短路故障的高压直流断路器已成为HVDC 电网发展的瓶颈问题。
一、直流电网发展对高压直流断路器的需求随着直流输电技术向HVDC电网的发展，对整个系统的可靠性和稳定、安全运行也提出了更高的要求，其中所面临的巨大挑战就是HVDC 电网中短路电流的开断问题，这对高压直流断路器的研究和开发提出了非常迫切的需求。
高压直流断路器及其关键技术
高压直流断路器及其关键技术随着电力系统的不断发展，高压直流断路器在保护电力系统安全运行方面发挥着越来越重要的作用。
本文将详细介绍高压直流断路器的背景、概述、关键技术以及应用领域，帮助读者更好地了解这一重要技术。
高压直流断路器是直流输电系统中不可或缺的一部分，主要作用是在系统发生故障时迅速切断电流，保护电力系统免受损坏。
随着直流输电技术的广泛应用，高压直流断路器的性能和可靠性成为了影响整个电力系统安全运行的关键因素。
高压直流断路器是一种能够在大气压或更高电压下切断直流电流的开关设备。
其基本原理是通过强制换流或机械开关的断开来实现电流的切断。
高压直流断路器可以根据不同的分类标准进行划分。
根据操作性质，可分为电磁操作断路器和机械操作断路器；根据断口数量，可分为单断口断路器和多断口断路器。
每种类型的断路器都有其独特的特点和适用场合。
高压直流断路器广泛应用于电力系统的各个领域，如工业、商业和家用电器等。
在这些领域中，它扮演着保护电路和防止故障扩散的重要角色。
开关技术是高压直流断路器的核心，其性能直接影响到断路器的切断能力和可靠性。
目前，常用的开关技术包括真空开关、六氟化硫开关和金属氧化物电阻器等。
保护技术是高压直流断路器的另一个重要方面。
在系统发生故障时，保护技术可以迅速切断电流，防止故障扩大。
常用的保护技术包括电流保护、电压保护和功率保护等。
测量技术是高压直流断路器的重要组成部分，能够准确检测电路中的电流、电压和功率等参数。
常用的测量技术包括电流互感器、电压互感器和功率因数表等。
控制技术是高压直流断路器的关键之一，它能够控制断路器的操作和保护动作。
常用的控制技术包括继电器、接触器和微处理器等。
在工业应用领域中，高压直流断路器主要用于保护各种工业设备，如电机、变压器和电路等。
它还可以保护工业生产过程中的各种自动化设备和流水线。
在商业应用领域中，高压直流断路器主要用于保护各种商业设施的电路和设备，如写字楼、商场和酒店等。
高压直流输电系统的关键技术研究
高压直流输电系统的关键技术研究引言：随着能源需求的不断增长和电网远距离输电的需求，高压直流输电技术逐渐成为一项备受关注的领域。
高压直流输电系统以其低损耗、远距离输送和环境友好性等优势，被普遍认为是能源输送的未来。
一、技术背景高压直流输电是一种通过直流方式将电能从发电站点远距离输送到用户终端的电力传输方式。
相比交流输电，直流输电可以有效解决输电线路的电流激励问题，减少输电线路的电阻和电感损耗，降低输电线路的电压损失，提高输电效率。
同时，直流输电还可以实现跨国、跨海洋的长距离输电，具备高度的灵活性和稳定性。
二、关键技术研究1. 高压直流输电线路设计技术高压直流输电线路的设计是整个系统的核心，直接影响着输电效率和稳定性。
研究人员需要考虑线路的电压等级、输电距离和负荷要求等因素，优化线路的导线材料、绝缘结构和接地方式等技术。
此外，还需要考虑特殊环境下的线路故障检测和故障定位技术，确保输电线路的安全运行。
2. 高压直流换流站技术高压直流换流站是直流输电系统中的重要设备，负责将交流电转换为直流电并进行控制。
研究人员需要关注换流站的换流装置、控制技术和保护装置等关键技术。
此外，为了提高系统的可靠性和稳定性，还需要研究换流站的故障检测和故障处理技术。
3. 高压直流输电系统稳定控制技术高压直流输电系统对于外部电网的扰动具有较高的敏感性，因此需要研究系统的稳定控制技术。
研究人员需要借助控制算法和智能装置，实时监控和调节系统的电压、电流和功率等参数。
此外，还需要研究系统的无功补偿和电压调节技术，以提高系统的稳定性和响应能力。
4. 高压直流输电绝缘技术高压直流输电系统的绝缘技术是技术研究的重要方向之一。
要实现系统的高效稳定运行，需要研究绝缘材料的性能和可靠性，设计合理的绝缘结构和绝缘检测技术。
此外，还需要研究高温、低温等极端环境下的绝缘技术，确保系统在各种工况下都能够正常运行。
结论：高压直流输电系统的关键技术研究对于实现长距离、大容量电力输送具有重要意义。
高压直流断路器关键技术研究分析
高压直流断路器关键技术研究分析发布时间：2023-03-17T02:08:22.289Z 来源：《中国科技信息》2022年10月第20期作者：俞正存(一作) 赵文豪吴艳[导读]俞正存(一作) 赵文豪吴艳浙江德菱科技股份有限公司；325600摘要：高压直流电路相比于传统的交流电，有着巨大优越性。
从能源视角上来讲，高压直流电路更符合如今全球能源的发展方向和趋势，特别对以燃煤发电为主要发电方式的国家来说有着至关重要的意义。
正基于此，以下对高压直流断路器试验技术研究情况进行了讨论，以供参考。
关键词：高压直流断路器；试验技术；直流输电；研究分析随着高压输电技术的迅速发展，使得高压直流输电设备在电源行业中实现了应用。
相比于传统高压交流输电技术而言，直流输电技术表现出功率因数调节简便、输电损失较低、安全性高等优点，在大规模、长距离输电的条件下也具有良好适应性。
要发挥高压直流输电技术的优势，就必须加强对其试验与关键技术的研发，使该技术能够合理地运用于整个输电体系中，并在断路器作用下，完成对多端直流输配电网络的完善构建。
一、高压直流断路器的技术原理高压直流断路器是为解决直流电流故障扩散问题应运而生的产品。
高压直流断路器的主要功能就是实现对高压电网的有效开断，特别是在当高压电网发生故障时会有效截断故障电压，其功能主要通过交流断路器进行适当的改装而形成，类似于中国目前最常使用的交流断路器空气开关。
高压直流断路器大致包括了三个种类——机械式、拓扑式和混合型，而随着高压直流技术的进展，对它的研发与改进也日益引起了有关领域专家们的关注。
目前高压直流断路器大多使用在高压直流输电系统，依据的主要原则为迭加振荡电流法。
目前，已开发的较为成熟的产品有真空断路器、六氟化硫断路器和产气断路器等，但由于产气断路器是实验内的重要产品，因此目前还不宜进行大面积普及，而真空断路器和六氟化硫断路器则是目前使用最普遍、工艺最完善的产品，几乎可以垄断全世界的断路器领域[1] 。
特高压直流输电系统最后断路器保护及关键技术分析
特高压直流输电系统最后断路器保护及关键技术分析曹丹中国能源建设集团湖南火电建设有限公司Technology analysis of Last Circuit Breaker in Ultra High Voltage Direct Current SystemCao Dan(China Energy Engineering Group Hunan Power Construction Company Limited)摘要：特高压直流输电系统以其输电容量大、送电距离远等优点，目前已成为我国主要的电能传输方式。
当直流逆变站突然切除全部交流线路时，可能导致交流侧的电压急剧升高，破坏系统稳定性。
为此，逆变站配置的最后断路器保护用于快速识别交流侧突然甩负荷的场景，并迅速切断线路与阀组之间联系，从而保障整体系统的稳定运行。
本文对最后断路器保护进行介绍，分析了最后断路器保护运行过程中的相关技术，为相关工作者提供参考借鉴。
关键词：特高压直流输电系统，最后断路器保护1 引言我国幅员辽阔，东西部能源分配极度不平衡，风、光、煤炭等自然能源储备集中分布在西部地区，而高负荷、高密度的用电需求则集中在东部平原地区。
特/超高压直流输电线路以其造价相对较低，具备大容量、远距离的送电能力，且避免了交流输电系统的功角稳定问题，是我国目前交直流混联电网的主要输电网架[1]。
实际上，目前的特/超高压直流输电线路仍然存在一些问题。
在其正常稳定运行的过程中，交流侧线路与换流阀之间的断路器维持闭合状态。
当逆变站设备发生某些故障，导致逆变站交流侧负荷突然全部丢失，即最后一条交流线路发生跳闸。
此时，由于换流母线上通常配有大量无功补偿设备，逆变器仍然继续运行，直流系统持续向逆变测输入电流，大量功率将流向无功补偿设备，从而导致交流电压急剧升高，危及一次设备的安全[2]。
随着我国特高压输电网架的迅速发展，当前的交直流混联系统结构愈加复杂。
逆变站作为特高压直流输电系统的关键核心，其交流侧的甩负荷问题不容忽视。
机械式高压直流断路器技术综述
机械式高压直流断路器技术综述发布时间：2021-03-26T15:17:14.390Z 来源：《电力设备》2020年第32期作者：雷宗昌陈午阳[导读] 摘要：与交流输配电相比，直流输配电网络不仅可以将大规模可再生能源与传统能源连接起来，充分提高可再生能源的利用率，而且还可以减少线路损耗，提高传输能力和距离，同时，解决了系统同步运行的稳定性问题。
（河南平高电气股份有限公司河南省平顶山市 467000）摘要：与交流输配电相比，直流输配电网络不仅可以将大规模可再生能源与传统能源连接起来，充分提高可再生能源的利用率，而且还可以减少线路损耗，提高传输能力和距离，同时，解决了系统同步运行的稳定性问题。
高压直流断路器技术是近年来解决直流输配电问题的热点技术之一。
关键词：机械式高压直流断路器；机械本体；机械电子从高压直流断路器的发展历程来看，可分为三类:基于机械开关的机械高压直流断路器(传统机械断路器)、基于电子器件的全固态高压直流断路器和机械直流断路器通常是在更换交流断路器后获得的，具有稳定运行、负载能力强、切断能力大、电流损耗小等优点。
一、高压直流断路器简介1.高压直流断路器的工作环境。
目前，国家当局正在积极促进可持续经济发展。
然而，经济的迅速发展迫使人们更多地使用能源资源，因此促进可持续经济发展十分重要，交流传统电网再也不能适应经济发展的要求，在国内外大力开展了研究直流输电网，使直流输电在短容量和小容量运输情况下得到有效应用。
这在一定程度上减少了输电过程中电力资源的损失，在一定程度上为电力用户提供了更好的能源资源，加快了中国的经济发展步伐，大大促进了经济的可持续发展。
2.简述直流网络技术的发展。
为了确保国内和国际经济的可持续发展，我们将加紧研究新能源、新材料和新技术，并将其应用于日常经济活动。
在这方面，能源需求更稳定，更适合日常活动。
为了降低能源成本和满足需要电力的人的需要，技术人员用直流供电网络取代了传统的备用供电网络，从而大大提高了电网的供电能力，消除了配电误差，由于直流电网寿命短，直流电源技术的研究还处于起步阶段，研究时间延长从长远来看，直流网的性能将大大提高。
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浅析高压直流断路器关键技术摘要：随着可再生能源发电的发展及用户对电能要求的不断提高，传统交流电网已难以满足可再生能源发电和负荷随机波动性对电网快速反应的要求。
随着电压源型高压变流器和高压柔性直流输电技术的迅速发展，国内外对直流输电网的研究正日益深入。
在输电领域，为适应新的能源格局，基于常规直流和柔性直流的多端直流输电系统和直流电网技术成为未来的发展趋势，多端直流输电实现了多电源供电、多落点受电，是一种更灵活、快捷的输电方式以，在此基础上如果将直流输电线路在直流侧互联形成直流电网，可以有效解决新能源并网带来的有功波动等问题，在未来城市智能配电网、微网等领域也具有较大优势，对我国未来电网的建设和发展具有重大意义。
1引言直流侧故障是直流输电系统必须考虑的一种故障类型，影响到设备参数的计算和控制保护策略的设计。
与交流系统相比，直流系统阻抗相对较低，故障渗透速度更快，渗透程度更深，控制保护难度也更大。
随着多端柔性直流输电系统的发展，如何处理直流故障成为王程实践中需要考虑的关键问题。
从原理上讲，直流侧故障处理方法主要有3类：一是通过换流器闭锁实现故障的自清除；二是通过交流断路器的动作使故障点与交流系统隔离；＝是通过直流断路器的动作使故障点与交流系统隔离。
采用晶闸管的常规两端直流输电系统即采用第一类方法，在直流侧故障发生时，通过强制移相使两侧换流器进入逆变方式，使弧道电压、电流迅速降低为零，实现直流侧故障快速消除，可用于易发化闪络等暂时性故障的架空线路，而对于柔性直流输电系统，目前采用的两电平、电平换流器和模块化多电平换流器均不具备闭锁能力，换流器新型拓扑尚未成熟，实际工程中仍采用断开交流侧断路器来清除直流侧故障，但这样往往需要短时停运整个系统，导致交流侧特别是弱交流系统收到较大冲击，增加了系统失稳的风险，同时降低了柔性直流输电系统的可利用率。
2高压直流断路器的技术发展趋势2.1机械式高压直流断路器的发展现状机械式高压断路器通常采用将交流断路器（少油式断路器，真空式断路器等）改造之后用于直流系统之中以实现电路的开断。
直流电不存在电流自然过零点，灭弧困难。
在低压小电流应用场合，可以通过增大电弧电压、分段串接限流电阻或控制磁场气体发电断流等方法实现强迫直流开断熄弧。
但在高压大电流应用场合，上述方法不可行，一般是对常规机械式交流断路器结构做适当改造，并增加能够在开断直流电流过程中自动形成高频振荡电流过零点的振荡换流回路，以解决机械开关切断高压大直流电流时的灭弧问题。
在20世纪年70代初，美国公司的专家就提出了采用振荡换流熄弧的机械式直流断路器基本结构其一般化拓扑结构如图所示，主要由机械开关、振荡换流回路，以及能量吸收与过压放电回路等部分构成。
图1 机械式直流断路器的基本拓扑结构根据是否存在预先向振荡回路中的电容进行充电，机械式直流断路器的灭弧方式一般分为自然振荡灭弧与强制振荡灭弧：（1）自然振荡灭弧自然振荡灭弧直接利用电弧电压随电流增大而下降的非线性负电阻效应，利用结构中的振荡回路以及线路电感来产生振荡电流，从而产生人工过零点，当电流过零点时，可实现电弧熄灭。
其控制方式简单可靠，但对电路参数依赖性大，原件选择要求高，且开断电流能力较弱，不适用于高压大容量系统。
（2）强制振荡灭弧强制振荡灭弧则是通过采用外部电源，动作前预先对振荡回路中的电容进行充电，开断时通过控制接入振荡回路，使其产生的高频振荡电流迫使电弧电流强制过零，从而实现断路器的开断。
强制震荡灭弧相对自然振荡灭弧，可产生幅值较大的振荡电流，开断容量较大且成功率高；但每次开断后均需要重新对电容充电，且需增加振荡回路电容预充电与开断时控制产生强制振荡电流等环节，装置控制实现复杂，成本高。
2.2全固态高压直流断路器的发展现状全固断路器是指断路器中没有机械运动部件，完全由半导体器件作为断路器的开关器件。
之后，随着电力电子器件的出现与发展，20世纪90年代末，逐渐出现了以晶闸管作为开关元件的断路器。
80年代到90年代，全控器件的诞生，固态断路器得到了迅速的发展。
随着直流断路器研究的发展，全固态断路器也被运用于直流的场合，相对机械式直流断路器，固态直流断路器具有无触头、投切快速、无孤无声响、开关时剣准确可控、工作可靠性高、寿命长等优点，特别适用于直流输（配）电网等速动性要求高的场合，其结构如图2所示。
虽然目前全固态直流断路器相对于机械式直流断路器的成本较高，但由于其优良的工作性能，以及电力电子技术的不断发展，全固态断路器在直流系统中的应用开始受到关注。
图2 全固态直流断路器的基本拓扑结构根据全固态直流断路器中所电力电子器件类型的不同可主要把全固态直流断路器划分为两类：（1）半控型全固态直流断路器半控型器件主要以功率晶闹管为代表，其原理拓扑结构如图所示。
半控型器件主要以功率晶闸管为代表，具有通断容量大、通态损耗低、通态压降小、成本低廉等优点，是最早用于研发全固态断路器的电力电子器件之一。
这种固态直流断路器理论研究已较比较成熟，其工作原理简单、拓扑结构易于实现，且控制策略容易实现，具有较高的可靠性，工业应用广泛。
但晶间管为半控型器件，实现直流关断需增加振荡换流回路产生电流过零点，电路结构复杂，体积较大；同时晶闸管工作频率相对较低，基于其构成的固态直流断路器开断速度也受到了一定的限制。
图3 半控型全固态直流断路器原理拓扑（2）全控型全固态直流断路器全控型全固态直流断路器属于电流驱动型器件，静态特性好，基于其构成的直流断路器具有通态容量大的特点；但全控型全固态直流断路器通态压降与损耗大、开关时间长、动作速度慢，尤其是门极驱动功率大（特别是关断时）、驱动电路复杂等缺点大大限制了其在直流断路器领域的使用。
全控型全固态直流断路器原理拓扑如下图4所示：图4 全控型全固态直流断路器原理拓扑由于良好的性能优势，全固态断路器在交流领域的某些场合已经得到了商业化应用，同时在直流领域，全固态断路器的应用研究也在不断增多。
2.3混合式高压直流断路器的发展现状混合式直流断路器根据换流关断原理的不同，可分为自然换流关断型与强制换流关断型两种：（1）自然换流关断型混合式直流断路器自然换流关断型混合式直流断路器的固态开关部分一般由全控型电力电子器件构成.（2）强制换流关断型混合式直流断路器强制换流关断型混合式直流断路器类似于机械式直流断路器中所采用的方法，即利用电感电容串并联谐振结构产生谐振电流，利用反向的谐振电流产生电流过零点从而实现在电流过零点处的快速断开与消弧。
3直流断路器关键技术3.1电力电子器件串、并联技术在高电压、大电流的应用场合，需要电力电子器件串联提高耐压能力和并联提高通流能力，由于器件自身参数差异和外围电路影响导致的动、静态均压、均流问题尤为突出。
当电力电子器件作为直流断路器断流主支路时，一般不需要并联即可满足关断电流要求，而为了承受较高的开断过电压，往往需要大量器件串联使用，本节将重点分析串联均压问题。
电力电子器件串联电压不均一般分为两种情况：静态电压不均和动态电压不均。
器件运行过程中会经历开通瞬态、开通稳态、关断瞬态和关断稳态四个工作状态。
在开通稳态和关断稳态下，串联各器件电压基本保持稳定，属静态均压问题；在开通瞬态和关断瞬态下，串联各器件电压动态变化，属动态均压问题。
由于影响串联均压的因素较为复杂，不同工作状态下应采用不同的均压策略。
（1）静态电压不均原因分析与均压措施当串联各器件处于开通稳态时，只承受很低的通态压降，由器件参数差异引起的电压不均对其安全运行影响较小，一般可以忽略不计；当串联器件处于关断稳态时，各器件可等效为一个阻值较大的电狙，其上只有很小的漏电流通过，此时器件两端电压一般较高，必须采取措施解决电压不均问题。
为实现静态均压，首先应尽量选用参数和特性均一致的器件，此外还可在串联各器件集射极之间并联均压电阻，当该电阻远小于器件漏电阻时，电压分配主要取决于均压电阻值，该阻值通常应远低于器件断态等效电阻，并尽可能的大。
（2）动态电压不均原因分析与均压措施影响串联器件动态电压不均的因素主要分为两类：器件自身参数和外围电路参数。
其中器件自身参数主要包括极间寄生电容、拖尾电流、栅极内狙和杂散电感等，外围电路主要包括栅极驱动电阻、驱动回路寄生电感、驱动信号延迟和吸收电路等。
3.2直流灭弧技术与交流电流相比，直流电流没有自然过零点，在高电压等级和高故障电流等级下，如果用机械开关强制断开直流电流，一方面将产生巨大能量的电弧，对设备安全造成严重威胁，另一方面从机械开关动作到其恢复可靠的耐压能力往往需要数十毫秒，难以满足速动性的要求。
目前为应对灭弧问题多采用以下几种策略；（1）研究直流电弧特性并建立准确的电弧模型，研制灭弧能力更强、速度更快的机械开关。
（2）借鉴交流断路器工作原理．，采用振荡电路等方式人为制造电流过零点。
（3）采用包含机械开关和电力电子器件的混合型拓扑，通过合理的开断时序控制策略，使机械开关实现在极小的电流甚至零电流下开断。
（4）采用只包含电力电子器件的全固态拓巧，避免电弧。
以上策略各有利弊，如何选择合理的灭弧方法是直流断路器面临的重要问题。
3.3直流断路器控制与保护技术（1）故障电流检测与判断直流断路器作为开断故障电流的关键设备，其按制系统应准碗检测回路电流动态变化，可靠识别短路故障、电流暂升和电流波动等各类工况并通速响应。
电流类保护策略主要有过流速断保护、电流增量保护和电流变化率保护等。
过流速断保护检测到电流超过整定值后立即跳闽，一般用于快速切除故障场合，准确性和可靠性较差；电流上升率和电流增量保护根据稳态电流和故障电流上升率之间的差异实现保护，对保护校盤的要求较高，实际中两种保护以同一个电流上升率整定值作为启动条件，启动后进入各自的延时阶段，相互配合完成保护功能。
两种保护的动作过程如下：电流上升率保护通过不断检测电流上升率，当其高于保护阔值巧，保护启动并进入延时阶段。
在延时阶段内，若电流上升率一直高于整定值则保护动作，反之则保护返回。
电流增量俱护和电流上升率保护在同一时刻启动，继电器启动时刻电流为基准计算电流相对增量。
当电流上升率一直高于电流增量保护整定的斜率且在延时后值达到动作闽值，则保护动作。
在电流増量计算过程中，允许电流上升率在短时间内回落到整定值之下，如果送段时间不超过返回延时整定值，保护不返回；反之则保护返回。
（2）分、合阐时序控制策略随着直流断路器巧扑不断发展，其各部分往往包含不同类型的元件，如全控型器件、半控型器件、机械开关和无源、有源电路等。
在直流断路器动作过程中，各元件之间可靠的时序配合控制策略决定了换流过程和关断过程能否正常进行，对电力电子器件运行在安全工作区也具有重要意义。
一般而言，对于含有多条并联支路的直流断路器，合理的分、合闸时序应满足以下基本要求：1）动作时刻按电流阈值整定并考虑各元件动作延时，动作持续时间满足热设计要求。