2．2  电路故障原理

10kV馈线或设备的故障主要有相间短路故障和单相接地故障[14]。而根据电流特性，可以分为速断故障，过流故障和零序电流故障。

相间故障短路电流大，可以通过采集A、C相电流与过流整定值比较来判断过流故障，控制输出分闸命令。保护动作后为了避免因为瞬时故障而长时间停电，需要进行重合闸。

单相接地故障则根据零序电流判断。通过整定合适的零序电流，采集线路零序电流与整定值比较，若零序电流超过定值可以判断接地故障在控制器界内，则断路器需要进行动作，而若零序电流低于整定值则判断故障在界外，不应产生分闸动作。

2．3  IGBT桥式驱动电路原理

随着全控型器件IGBT的发展成熟，采用IGBT为基础的桥式电路控制电容对线圈放电，具有开断时间准确，分散性小，体积小，保护简单，利于安装等优点，应用场合广泛。如图2.2所示的四个IGBT驱动模块构成桥式电路，IGBT驱动模块根据系统送出的分合闸逻辑电平转换为IGBT栅极的得电状态以此控制IGBT的导通和关断。

图2.2  IGBT桥式驱动电路示意图

    合闸时，控制Q1、Q4导通，Q2、Q3关断，可以使电流向右流过永磁机构中的线圈以进行合闸操作，分闸时，控制Q1、Q4关断，Q2、Q3导通，可以使电流向左流过线圈，从而进行分闸操作。

3  系统总体设计

系统总体需要完成的功能目标是：首先进行系统初始化，之后通过交流采样检测线路上的电流及电压，判断是否故障及故障类型，从而根据逻辑发送分合闸信号，分合闸信号经过逻辑电路控制IGBT的通断，对线圈从不同方向送电，实现永磁机构分合闸动作。为了避免线路因短时故障而永久停电，再根据需要进行重合闸。以此设计需求设计方案，主要包括核心控制模块，电源模块，交流采样模块，电子驱动模块