交直流斷路器混用

1、低壓斷路器是否可以用于直流電交流斷路器用于直流：1.過(guò)載脫扣器發(fā)熱效果基本無(wú)影響， 可用。2.瞬時(shí)脫扣器直流整 定值約為交流的1.3倍，故原來(lái)101 n要調(diào)至131 n. 3.電子式和智能式不能用， 4.直流沒(méi)有 過(guò)零點(diǎn)，滅弧困難，短路分?jǐn)嗄芰档?。下面是交流斷路器在直流電路中的具體應(yīng)用，轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，請(qǐng)參考！隨著終端保護(hù)電器的小型交流斷路器越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，直流電路的保護(hù)對(duì)斷路器的需求也日趨增加。除了小型直流斷路器外，小型交流斷路器也大量地使用在直流電路中，本文以施耐德電氣公司生產(chǎn)的小型交流斷路器為例說(shuō)明如何在直流電路中使用交流斷路器及應(yīng)注意 的問(wèn)題。一、直流電路熄弧原理由于直流電路的電流不存在過(guò)

2、零點(diǎn)，所以在熄弧時(shí)必須強(qiáng)制直流燃弧電流等于零，或使電流接近于零(E時(shí)側(cè)ciia”L + iaR 0 ,故必然有d；a/df E ,電弧電流開(kāi)始減少，直到電弧熄滅。直流電弧熄弧的要點(diǎn)在于：電源電壓越小對(duì)熄弧越有利 ；斷路器應(yīng)使電弧電壓快速上升，盡快達(dá)到和超過(guò)電源電壓， 上升和超過(guò)電源電壓快慢決定電流熄弧的快慢。二、直流電路中的電感和時(shí)間常數(shù)對(duì)直流電弧熄弧的影響眾所周知，直流電路中電感是個(gè)儲(chǔ)能元件，在燃弧時(shí)，電感要向電路和電弧中釋放其線圈儲(chǔ)存的能量。電路的電感越大，釋放的能量越大，電弧越難熄滅。I等式的左項(xiàng)表示電弧燃弧時(shí)的能量；右邊第1項(xiàng)表示電源能量；第2項(xiàng)表示電阻消耗的能量第3項(xiàng)表示電感儲(chǔ)存能量

3、。上式表明電弧燃燒時(shí)，電感儲(chǔ)存的能量（正號(hào)）的作用同電源相同，向電弧提供能量，增加電弧燃燒的能量。同時(shí)，電阻的作用在電弧燃燒時(shí)消耗電弧能量（負(fù)號(hào)）。T = 0為純阻性負(fù)載，電弧最容電路的時(shí)間常數(shù) t = L / R 間接表示了電路的負(fù)載性質(zhì)和電路電感的大小，電感越大分?jǐn)?時(shí)電弧的能量越大，熄弧越困難。相反電弧容易熄滅。如 易熄滅。有關(guān)交直流兩用的小型斷路器的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC60898-2 : 2000中對(duì)直流電路規(guī)定了兩種時(shí)間常數(shù)t = 4 ms或t = 15 ms ，它表示短路時(shí)短路直流電流上升到0. 63 倍最大峰值電流時(shí)所需的時(shí)間，t = L / R （ms）（ 見(jiàn)圖3）。圖3肖流時(shí)間常數(shù)

4、由于電感限制電流具有突變的特性，以及時(shí)間常數(shù)和電路電感的正比關(guān)系，時(shí)間常數(shù)的大小間接表示了電路電感的大小，時(shí)間常數(shù)越大電流的變化越慢，在實(shí)際應(yīng)用中斷路器分?jǐn)喽搪冯娏髟嚼щy。所以，短路試驗(yàn)中IEC6089822 : 2000就規(guī)定了 1500A的較大短路電流對(duì)應(yīng) 較小的時(shí)間常數(shù) t = 4 ms進(jìn)行試驗(yàn)，w 1500A可采用 4ms或15 ms任何一種時(shí)間常數(shù)進(jìn) 行試驗(yàn)。從該標(biāo)準(zhǔn)可以看出，時(shí)間常數(shù)對(duì)于斷路器分?jǐn)喽搪冯娏鞯挠绊?。三、交流和直流瞬時(shí)脫扣值的區(qū)別小型交流斷路器瞬時(shí)脫扣特性中規(guī)定B、C D等不同類(lèi)別。例如 C類(lèi)的小型交流斷路器瞬時(shí)脫扣值規(guī)定為額定電流510倍，工廠瞬時(shí)脫扣值是按照有效值整

5、定的，但實(shí)際上交流斷路器瞬時(shí)脫扣器是螺管線圈的構(gòu)造，它的脫扣電流是峰值電流，為有效值的1.414 倍。考慮直流的特點(diǎn)，其電流值對(duì)應(yīng)交流有效值。其短路電流不存在類(lèi)似交流的峰值問(wèn)題，所以小型交流斷路器在直流電路中應(yīng)用時(shí)它的瞬時(shí)脫扣值應(yīng)乘以一個(gè)系數(shù)（約1. 4）。例如，C類(lèi)的小型交流斷路器在直流中應(yīng)用時(shí)它的瞬時(shí)脫扣值范圍應(yīng)為1.4 X 5 In1.4 X 10 I n =7 In14 I n 。由此可知，在直流電路中應(yīng)用時(shí)，交流斷路器瞬時(shí)脫扣器的實(shí)際電流脫扣 值要高于在交流電路的瞬時(shí)脫扣值。這也是為什么在直流電路中直流短路電流較交流短路難以分?jǐn)嗟牧硪粋€(gè)原因。表1給出小型交流斷路器在直流線路中瞬時(shí)脫扣

6、值的變化。衣1交亡流瞬時(shí)脫扣整定值肢類(lèi)C類(lèi)D類(lèi)交流電路在流電路3/5 Jn4人U四、選擇斷路器幾個(gè)要點(diǎn)1、直流整流電路過(guò)流保護(hù)直流整流電路的過(guò)流保護(hù)一般考慮采用在交流側(cè)的熔斷器或斷路器的保護(hù)方案，可根據(jù)整流電路、負(fù)載和直流側(cè)工作電流來(lái)選擇交流斷路器的額定電流、額定電壓和分?jǐn)嗄芰Α?、電池組直流電源的過(guò)流保護(hù) 舉例說(shuō)明：一電池組的容量為 500 Ah 。最大放電電壓 240 V (110 塊 2. 2 V 的電池串聯(lián) ) 。每塊電池內(nèi)阻為 0. 5 mQ (電池組內(nèi)阻Ri = 55 mQ)。電源在選擇斷路器時(shí)應(yīng)考慮以下3點(diǎn)：(1)選擇斷路器的工作電流。I = U/ Z，Z為電路和設(shè)備阻抗 Z =

7、 Ri + R = U/ I ，當(dāng)R mRi ,Ri可忽略不計(jì)。R = 20 Q 時(shí)，I = 240 V/ 20 Q = 12 A。斷路器額定工作電流可選擇16 A。(2)選擇斷路器的額定短路能力。leu =U/ Ri = 240 V/ 0. 05 Q = 4 kA?？蛇x擇具有6 kA或 10 kA 的直流短路保護(hù)能力的斷路器。如果電池組的內(nèi)阻未知，可近似計(jì)算所選用的斷路器的短路保護(hù)能力，用公式les = KC , C為電池容量，單位為 Ah , K為系數(shù)，10 K 20 ，一般選擇 10 ，但不超過(guò) 20 ( 如， Ies = 5 kA) 。交流斷路器可采用多極串聯(lián)的方式來(lái)提高其直流分?jǐn)嗄芰?/p>

8、。(3) 選擇斷路器的工作電壓?？筛鶕?jù)電池的放電電壓(也認(rèn)為是直流電路的電源電壓) 決定所選擇斷路器的工作電壓。斷路器的額定工作電壓要大于電池組的放電電壓。五、交流斷路器在直流電路中的串聯(lián)使用電路中，單相交流電壓為 220 (230) V 、440V ; 而直流電路電壓為 24 、48 、60 、125 、 220 (250)、440 V。交流斷路器在直流電路中應(yīng)用時(shí)重點(diǎn)要考慮直流電路的電壓?jiǎn)栴}。直流電路的電壓越高， 電弧電壓大于電源電壓的熄弧條件越難滿足， 電弧越不容易熄滅， 故交 流斷路器分?jǐn)嘀绷鞫搪冯娏髟嚼щy。尤其對(duì)于電壓較高的直流電路電交流斷路器在直流電路應(yīng)用中要提高其直流分?jǐn)嗄芰?wèn)題

9、，壓，簡(jiǎn)單有效的辦法是將多極斷路器串聯(lián)使用。(1)選擇斷路器的工作電流。I = U/ Z , Z為電路和設(shè)備阻抗 Z = Ri + R = U/ I ，當(dāng)R mRi ,Ri可忽略不計(jì)。R = 20 Q 時(shí)，I = 240 V/ 20 Q = 12 A。斷路器額定工作電流可選擇16 A。(2)選擇斷路器的額定短路能力。leu =U/ Ri = 240 V/ 0. 05 Q = 4 kA?？蛇x擇具有6 kA或 10 kA 的直流短路保護(hù)能力的斷路器。如果電池組的內(nèi)阻未知，可近似計(jì)算所選用的斷路器的短路保護(hù)能力，用公式les = KC , C為電池容量，單位為 Ah , K為系數(shù)，10 K 220

10、V直流電壓應(yīng)考慮斷路器的二極串聯(lián)使用。從更安全的角度上講建議當(dāng)直流電壓為125V時(shí)使用二極串聯(lián)使用， 125 V時(shí)，可考慮三極和四極斷路器串聯(lián)，以提高斷路器的分?jǐn)嗄芰?。?為交流斷路器多極串聯(lián)時(shí)的直流分?jǐn)嗄芰?。表上交流斷路器多極串聯(lián)時(shí)的直流分?jǐn)嗄芰?交 流 嵌定 直流分能力(r = 15 ms)/kA型號(hào)/A$0 V社極125 V2極串聯(lián)125 V3極串聯(lián)250 VC6516320254050NC100631002030斗020由表2可見(jiàn)：串聯(lián)的極數(shù)和直流電源電壓成正比，直流電壓越高，需要交流斷路器的串聯(lián)極數(shù)越多；同一直流電源電壓下，串聯(lián)的極數(shù)越多，斷路器的直流分?jǐn)嗄芰υ礁?；一般直流電源電壓

11、在 60 V及以下時(shí)，選擇單極斷路器即可，在125 V時(shí)可以選擇使用 2極串聯(lián)，在250 V及以上時(shí)可以選擇 3極或4極串聯(lián)使用；表2給出的是在時(shí)間常數(shù)t =15 ms條件下的試驗(yàn)參數(shù)，t對(duì)斷路器分?jǐn)嗄芰Φ挠绊懸?jiàn)第3節(jié)的敘述;從表2的數(shù)據(jù)可見(jiàn)，串聯(lián)后的直流短路分?jǐn)嗄芰σh(yuǎn)高于交流斷路器本身的分?jǐn)嗄芰?。若無(wú)需過(guò)高分?jǐn)嗄芰筛鶕?jù)負(fù)載和電路電壓的情況減少斷路器的串聯(lián)極數(shù)。參考IEC6089822 : 2000，提出常用幾種直流電路應(yīng)用見(jiàn)表 3。賈電豐聞斗箕Zf-H1EU電詡懺電1E二、L* 宀 /3/kJ/z 1-疋115匸九鍛二問(wèn)L工1 = 1匕 V)11 - 23ULEtg；-J4u1.V)戸 口掃/ :rviEft燈地2 離機(jī)a 125 V)曲19元眾肛/腫 朋-hIWJi