研究人员正寻找合适的直流电网断路器

佐治亚理工学院（Georgia Tech）将开发适用于风力发电场、电动飞机和电动船的，功率大于1kV的，大于1MW直流电网断路器。

直流电力传输比交流电力更有效率，但是大功率直流电比交流电力更难以中断——没有电流过零可以切换，而且有足够的f型电弧。

该大学正与佛罗里达州立大学合作，采用“混合”断路器路线，将机械断路器与半导体开关并联，例如一堆串并联碳化硅晶体管。

虽然机械开关通常会携带所有电流，但晶体管能够短暂地短路开关，在开关断开时转移电流。

然而，晶体管的尺寸无法长时间承受负载，这就要求机械电路的运行速度极快——正因如此，压电驱动器正在开发中。

“我们需要非常快，”乔治亚州的研究员卢卡斯·格雷伯说。“我们必须单独的联系人在250μs和完全打破当前500μs内。因此，我们不能使用通常用于交流断路器的弹簧或液压执行机构。依靠压电效应的设备可以做到这一点。”

佐治亚理工学院也在寻找能够应对极端温度的绝缘体，这张照片是Graber(左)和研究人员Chanyeop Park在等离子体中研究这些材料，等离子体是低能氩等离子体。

如果一切按计划进行，样机将在三年内在佛罗里达州立大学的5MW测试设施进行评估。

这项研究有工业合作伙伴，另外还有美国政府的ARPA-E组织资助的330万美元。who的断路器(制造可靠的电子设备以安全实现千伏有效额定值)项目也在支持其它中断高功率直流的方法。

大于等于99.97%的效率和大于等于60MW/m3的密度(被动或强制风冷)是断路器下研制的断路器的目标，寿命至少为3万周期30年。妨害绊倒必须小于0.1%。

根据ARPA-E，超过1000公里的直流电路应该只会损耗3.5%的电力，而交流电则是6.7%。直流电路还需要两个而不是三个导体，对于相同的导体和绝缘体，可以传输1.4倍的电力。

材料在低压等离子体中评估

佐治亚理工学院正在低压等离子体中评估一种用于新型直流断路器的材料。在等离子体中引入了一种钨探针。(图:罗伯·费尔特，佐治亚理工学院)

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