《柔性直流系统用高压直流断路器的共用技术要求》（GB/T 38328-2019）规定了柔性直流系统用高压直流断路器的使用环境条件、术语和定义、额定值、设计与结构、型式试验、出厂试验、选用导则等。该标准适用于直流6kV及以上电压等级柔性直流系统用的户内、户外安装的机械式高压直流断路器、电力电子式高压直流断路器和混合式高压直流断路器。该标准不适用于在与直流断路器有关的产品标准中另有规定的特定类型直流断路器。

柔性直流系统用高压直流断路器的共用技术要求编制进程

• 标准计划

2017年7月21日，国家标准计划《柔性直流系统用高压直流断路器的共用技术要求》（20171011-T-604）下达，项目周期24个月，由中国电器工业协会提出，TC65（全国高压开关设备标准化技术委员会）归口上报及执行，主管部门为中国电器工业协会。

• 发布实施

2019年12月10日，国家标准《柔性直流系统用高压直流断路器的共用技术要求》（GB/T 38328-2019）由中华人民共和国国家市场监督管理总局、中华人民共和国国家标准化管理委员会发布。

2020年7月1日，国家标准《柔性直流系统用高压直流断路器的共用技术要求》（GB/T 38328-2019）实施。

柔性直流系统用高压直流断路器的共用技术要求制定依据

国家标准《柔性直流系统用高压直流断路器的共用技术要求》（GB/T 38328-2019）依据中国国家标准《标准化工作导则—第1部分：标准的结构和编写规则》（GB/T 1.1-2009）规则起草。

柔性直流系统用高压直流断路器的共用技术要求起草工作

主要起草单位：西安高压电器研究院有限责任公司、西安西电开关电气有限公司、南方电网科学研究院有限责任公司、ABB（中国）有限公司、南京南瑞继保电气有限公司、全球能源互联网研究院有限公司、西安交通大学、清华大学、平高集团有限公司、新东北电气集团高压开关有限公司、华仪电气股份有限公司、西安西电电力系统有限公司、中国电力科学研究院有限公司、中国南方电网有限责任公司超高压输电公司、国网陕西省电力公司电力科学研究院、伊顿电气有限公司。

主要起草人：颜莉萍、陈志彬、陈名、刘平、胡治龙、邢娜、冯武俊、张子骁、邓娜、王景、杨兵、刘彬、丁骁、陈龙龙、刘志远、王振兴、屈鲁、王向克、韩桂全、张浩、赵麟、宗世煜、李新春、焦振江、封磊、张振乾、黄忠庭、李振军、杨韧、陈洪飞。

《柔性直流系统用高压直流断路器的共用技术要求》（GB/T 38328-2019）有利于为中国直流电网的规划、建设、运行提供技术支持和装备基础，有利于为直流开断技术的发展和应用打下坚实理论和实践基础，能够较大推动中国电工行业自主创新能力。推动高压直流断路器的发展，不但可以有效解决多端直流短路电流开断的问题，还可改善电网中各种电器设备的热稳定和动稳定条件，延长设备的使用寿命。进而有利于提高电力系统运行的安全、稳定性和供电可靠性。 2100433B

高压直流断路器结论

直流断路器作为迅速有效处理直流故障的关键设备，将在未来多端直流输电和直流电网技术的发展中起到关键作用。直流断路器理论和拓扑的研究己经开展很长时间，但直流灭弧、电力电子器件串联均压和能量吸收等一系列问题仍有待解决。高压直流输电电网的迅速发展对高压直流断路器也提出了越来越迫切的需求。从各种直流断路器的技术特征和目前的研究水平来看，混合式直流开断技术和基于人工过零的直流开断技术是最具工程应用潜力的方案。

高压直流断路器展望

高压直流断路器理论研究和样机研制尚未成熟，在实际工程中还未得到广泛应用，对其关键技术的研究仍存在诸多不足之处：

（1）对直流网络的建模是基于简化的单向潮流模型，实际的直流输、配电网结构复杂，潮流方向也具有不确定性。如何建立更为详细的系统模型并在此基础上对故障电流特性进行更准确的描述，为直流断路器设计提供更为可靠的依据是后续研究的重点。

（2）在电力电子器件串联均压问题的研究中，重点考察关断过程动态均压问题和负载侧吸收电路，其他状态下的均压问题和栅极主动均压策略仍有待研究。

（3）未对直流断路器能量吸收支路避雷器进行详细研究，仿真中采用通用模型，而实际中避雷器参数设置对直流断路器可靠运行起着关键作用；此外本文的研究仍处于理论分析和仿真模拟阶段，下一步将开展样机设计和试验验证。

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阻，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，此外还可以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、栅极内阻和杂散电感等，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。

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扑，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。

《柔性直流输电用变压器技术规范》（GB/T 37011-2018）规范了柔性直流输电变压器设备技术要求，在充分总结吸收世界特高压直流输电及柔性直流输电用变压器技术要求的基础上，使变压器技术要求最合理，确保变压器的可靠性、安全性以及维护简便，为中国柔性直流输电变压器提供设计、生产、试验依据和技术支持。