直流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)講解課件

各位領(lǐng)導(dǎo)、各位老師：大家好！我是北京人民電器廠董事長(zhǎng)，南寅?，F(xiàn)被聘任于直流裝置標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員；中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)低壓電器專委會(huì)委員；機(jī)械工業(yè)船用電機(jī)電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員。今天十分榮幸地參加我們這次直流系統(tǒng)技術(shù)研討會(huì),能與各位共同探討直流電源系統(tǒng)保護(hù)電器的性能和特點(diǎn)，并借此機(jī)會(huì)向各位學(xué)習(xí)，在此表示衷心的感謝。根據(jù)國家電網(wǎng)公司直流電源系統(tǒng)管理規(guī)范一、《直流電源系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中的要求：5.3.2元器件的要求5.3.2.5直流空氣斷路器、熔斷器應(yīng)具有安——秒特性曲線，上下級(jí)應(yīng)大于2級(jí)的配合級(jí)差，并應(yīng)滿足動(dòng)作選擇性的要求。5.3.2.6直流系統(tǒng)中應(yīng)防止同一條支路中空氣斷路器的下級(jí)使用熔斷器。防止在回路故障時(shí)失去動(dòng)作選擇性。二、《直流電源系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)范》中的要求：第十二條運(yùn)行管理（八）直流熔斷器和空氣斷路器應(yīng)采用質(zhì)量合格的產(chǎn)品，其熔斷體或定值應(yīng)按有關(guān)規(guī)定分級(jí)配置和整定，并定期進(jìn)行核對(duì)，防止因其不正確動(dòng)作而擴(kuò)大事故。（九）直流電源系統(tǒng)同一條支路中熔斷器與空氣斷路器不應(yīng)混用，尤其不應(yīng)在空氣斷路器的下級(jí)使用熔斷路。防止在回路故障時(shí)失去動(dòng)作選擇性。嚴(yán)禁直流回路使用交流斷路器。直流電源系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)范編制說明：第四章設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理（九）據(jù)調(diào)查，部分制造廠和用戶還存在在直流回路使用交流空氣斷路器問題，給運(yùn)行帶來了較大的安全隱患。由于交流電弧與直流電弧具有不同的滅弧機(jī)理，決定了交流和直流空氣斷路器的滅弧室具有根本的差異，交流空氣斷路器不具備熄滅直流短路電弧的能力。因此，直流回路中嚴(yán)禁使用交流空氣斷路器。由于交直流兩用斷路器質(zhì)量差異較大，應(yīng)慎重選用。當(dāng)使用交直流兩用斷路器時(shí)，其性能既應(yīng)滿足開斷直流回路短路要求，還應(yīng)滿足動(dòng)作選擇性的要求。直流電源系統(tǒng)中應(yīng)防止同一條支中熔斷器與空氣斷路器混用的規(guī)定為新增內(nèi)容?？諝鈹嗦菲髋c熔斷路混合保護(hù)的級(jí)差配合比較困難，由于無時(shí)限的空氣斷路器的脫扣速度基本不變，而熔斷器的動(dòng)作具有反時(shí)限特性，電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短。無論空氣斷路器安裝在熔斷器之前后，總在某些短路電流值范圍內(nèi)會(huì)出現(xiàn)失去動(dòng)作選擇性。因此，應(yīng)盡量避免這種組合保護(hù)方式。根據(jù)國家電網(wǎng)公司直流電源系統(tǒng)管理規(guī)范第四十九條運(yùn)行單位應(yīng)建立直流電源系統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督告警制度，按故障性質(zhì)、危害性質(zhì)、可能引發(fā)事故的機(jī)率等因素，分為三級(jí)告警。（一）當(dāng)直流電流系統(tǒng)出現(xiàn)下列情況之一者，可視為一級(jí)告警、應(yīng)立即消除：

1蓄電池短路、開路；2蓄電池總?cè)蹟嗥魅蹟?；四、《變電站直流電源系統(tǒng)技術(shù)改造指導(dǎo)意見》中指出A2.2.2直流電源系統(tǒng)空氣斷路器、熔斷器使用不符合要求a）直流電源系統(tǒng)中存在使用交流空氣斷路器、空氣斷路器與熔斷器混用且未經(jīng)過級(jí)差配合校核等現(xiàn)象。b）直流電源系統(tǒng)中空氣斷路器、熔斷器級(jí)差配合不當(dāng)，在直流回路發(fā)生短路故障時(shí)無選擇動(dòng)作，擴(kuò)大影響甚至造成失壓。根據(jù)國家電網(wǎng)公司直流電源系統(tǒng)管理規(guī)范根據(jù)國家電網(wǎng)直流電源系統(tǒng)管理規(guī)范宣貫材料第9~10頁：在實(shí)際運(yùn)行中，直流回路保護(hù)越級(jí)動(dòng)作、空氣斷路器燒毀或起火等故障比較普遍，因此，直流回路保護(hù)的級(jí)差配合應(yīng)引起高度重視。宣貫材料綜上所述，歸納有以下12個(gè)關(guān)鍵詞三類問題：第一類熔斷器和斷路器的機(jī)理及特性(圖1)第二類規(guī)定和要求(圖2)第三類故障引發(fā)的危害(圖3)

1◆安—秒特性曲線◆

2級(jí)的配合級(jí)差◆動(dòng)作選擇性◆滅弧機(jī)理3◆一級(jí)告警：1蓄電池短路、開路；2蓄電池總?cè)蹟嗥魅蹟嘣斐墒骸龤Щ蚱鸹稹魢?yán)禁直流回路使用交流斷路器◆交直流兩用斷路器應(yīng)滿足動(dòng)作選擇性的要求◆

斷路器的下級(jí)使用熔斷器◆

其熔斷體或定值應(yīng)按有關(guān)規(guī)定分級(jí)配置和整定，并定期進(jìn)行核對(duì)，級(jí)差配合校核◆

原則上應(yīng)選用同一廠家系列產(chǎn)品28目錄6直流斷路器的十大優(yōu)點(diǎn)795為什么直流回路嚴(yán)禁使用交流、交直流兩用斷路器直流斷路器的選擇性什么是選擇性保護(hù)？選擇性的分類？它的重要作用直流斷路器容易產(chǎn)生的故障和解決方法目錄121311選擇性級(jí)差配合可靠性分析10三段保護(hù)式直流斷路器的機(jī)理、特性和作用對(duì)三段保護(hù)斷路器的改進(jìn)三段保護(hù)和二段保護(hù)斷路器的比較原則上應(yīng)選用同一廠家系列產(chǎn)品有什么好處14目錄18G系列直流斷路器電氣技術(shù)參數(shù)17G系列直流斷路器全選擇性保護(hù)方案16短路短延時(shí)對(duì)蓄電池的影響15北京人民電器廠直流斷路器可靠性設(shè)計(jì)一、為什么斷路器下級(jí)不能使用熔斷器（二）2、目前在電網(wǎng)使用的直流斷路器現(xiàn)狀廠家北京人民電器廠西門子ABB梅蘭日蘭產(chǎn)品外觀型號(hào)GMG100GMN20RGM32GMB325SX52S252SC32H額定電流20、25、32、40A1、2、3、4、6A1、3、6、10、16、20、25、32、40A16、20、25、32、40A3、4、6、8、10、13、16、20、25、32、40、50A3、4、6、8、10、13、16、20、25、32、40、50A3、4、6、8、10、13、16、20、25、32、40、50A額定電壓DC250VDC250VDC250VDC250VDC220V/440VAC400VDC125/250VDC250V額定短路分?jǐn)嗄芰ΘD―4.5kAM型：15kAH型：20kAM型：15kAH型：20kA4.5kA10kA10kA產(chǎn)品寬度2P36mm2P18mm2P36mm2P72mm2P36mm2P36mm2P36mm廠家北京人民電器廠西門子ABB梅蘭日蘭產(chǎn)品外觀型號(hào)GMG隔離開關(guān)GM塑殼斷路器GMB三段保護(hù)塑殼斷路器SHS互鎖機(jī)構(gòu)5SX52S3NNS160N使用類型直流專用直流專用直流專用――交直流兩用交直流兩用交直流兩用額定電壓DC250VDC250VDC440VDC660VDC1140V――AC220/380/690VDC250VDC125/250VDC250V額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Γㄖ绷鳎㊣cs――M型：15kAH型：20kAR型：35kA――22kA50kA50kA一、為什么斷路器下級(jí)不能使用熔斷器（三）2、目前在電網(wǎng)使用的直流斷路器現(xiàn)狀一、為什么斷路器下級(jí)不能使用熔斷器（四）3、熔斷器和斷路器的安秒特性比較一、為什么斷路器下級(jí)不能使用熔斷器（六）情況：上級(jí)：20A斷路器，下級(jí)：4A熔斷器結(jié)論：電流大于200A，斷路器越級(jí)動(dòng)作。一、為什么斷路器下級(jí)不能使用熔斷器（七）情況：上級(jí)：20A斷路器，下級(jí)：6A熔斷器結(jié)論：電流大于200A，斷路器越級(jí)動(dòng)作。一、為什么斷路器下級(jí)不能使用熔斷器（八）情況：上級(jí)：16A斷路器，下級(jí)：4A熔斷器結(jié)論：電流大于160A，斷路器越級(jí)動(dòng)作。在使用或安裝中，已因外力破壞致部分熔片折斷或受傷，內(nèi)部電阻增大，成為熔斷器的薄弱點(diǎn)，熔斷器整體性能下降，導(dǎo)致越級(jí)動(dòng)作，使全站失壓預(yù)防方法太復(fù)雜有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基層單位在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)程中，明確規(guī)定：當(dāng)熔斷器受到短路電流沖擊后應(yīng)進(jìn)行檢查或更換，以及運(yùn)行中應(yīng)定期進(jìn)行檢查。(往往不可能實(shí)現(xiàn))二、熔斷器在直流系統(tǒng)中運(yùn)行的產(chǎn)品種類，熔斷器選擇性好，為什么大驅(qū)勢(shì)不用了（二）三、直流斷路器的作用

當(dāng)直流電源系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時(shí)，要求斷路器能迅速、準(zhǔn)確、可靠地將故障區(qū)從系統(tǒng)中切除、使故障區(qū)域縮小到最小范圍，要求斷路器即不能拒動(dòng)、也不能誤動(dòng)、更不能越級(jí)動(dòng)作。四、直流、交流斷路器的滅弧機(jī)理（一）一）電弧的產(chǎn)生和熄滅電弧的產(chǎn)生電弧是一種氣體放電的特殊形式。產(chǎn)生電弧的條件是電路內(nèi)的電流和電壓必須大于某一最小起弧電流和最小起弧電壓。電弧的產(chǎn)生是由于氣體的游離。游離的原因有熱發(fā)射、冷發(fā)射、碰撞游離和熱游離電弧的熄滅電弧的熄滅是由于氣體的消游離，而消游離主要是復(fù)合和擴(kuò)散的作用。

1、復(fù)合就是異性離子互相結(jié)合而中和。中和+離子-離子常用交流斷路器的滅弧措施有以下幾點(diǎn)：常用直流斷路器的滅弧措施有以下幾點(diǎn)：1、依靠觸頭的迅速分開，在交流電流自然過零時(shí)滅?。?、利用導(dǎo)體回路電動(dòng)力使電弧迅速移動(dòng)和拉長(zhǎng)；3、采用金屬柵片造成許多串聯(lián)的短?。?、將電弧拉入滅弧室，利用柵片將其冷卻以增大電弧電阻。直流電弧穩(wěn)定燃燒的條件是輸入弧隙的能量等于因冷卻而輸出的能量，電弧處于能量平衡狀態(tài)。而弧隙中是游離和消游離處于動(dòng)態(tài)平衡。要使直流電弧熄滅，必須使弧隙內(nèi)的消游離速度超過游離速度。直流電弧熄滅常采取的途徑：1、拉長(zhǎng)電弧使電弧伏安特性向上移，也即電弧拉長(zhǎng)，使要維持電弧燃燒所需的電弧電壓增大，如電弧電壓超過外施電壓，則電弧就可熄滅。2、強(qiáng)冷電弧直流電弧穩(wěn)定燃燒，電弧功率幾乎全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊峁β剩ㄟ^傳導(dǎo)，輻射和對(duì)流，將熱功率散失到周圍介質(zhì)中。要使電弧熄滅，應(yīng)該人為加強(qiáng)傳導(dǎo)、輻射和對(duì)流（或磁吹）等三種散熱的強(qiáng)度，使消游離速度超過游離速度。四、直流、交流斷路器的滅弧機(jī)理（三）交流斷路器與直流斷路器滅弧措施比較四、直流、交流斷路器的滅弧機(jī)理（四）1、直流電弧的熄滅的方式：直流電弧熄滅的方式與電路的工作條件、電流和電壓的大小有關(guān)。直流電弧熄滅的方式有兩種：一是自然滅??；二是強(qiáng)制滅弧。自然滅弧是靠電器本身的機(jī)械力或電弧電流本身的電磁力把電弧拉長(zhǎng)或移動(dòng)而使電弧熄滅；電弧熄滅時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)度與電流有關(guān)，而與拉長(zhǎng)的速度無關(guān)。強(qiáng)制滅弧主要措施是運(yùn)用外加磁場(chǎng)，以加強(qiáng)電弧的運(yùn)動(dòng)速度，簡(jiǎn)稱磁吹。微型直流斷路器在應(yīng)用磁吹外，還用窄縫和滅弧柵式滅弧室等，以更好地限制和熄滅電弧和弧焰。

GM100GMB32四、直流、交流斷路器的滅弧機(jī)理（七）不加絕緣的鐵滅弧柵片（交流滅弧室），在分?jǐn)嘀绷麟娀r(shí)，具有穩(wěn)定燃燒條件，因?yàn)殍F滅弧柵片的后部份與動(dòng)觸頭的距離最近，而且鐵柵片的左右沒有出氣口，在電弧功率轉(zhuǎn)變?yōu)闊峁β屎?，很難通過輻射和對(duì)流將熱功率散失到周圍介質(zhì)中，電弧處于能量平衡狀態(tài)，輸入弧隙的能量等于因冷卻而輸出的能量。這就是交流滅弧室應(yīng)用到直流故障電流分?jǐn)鄷r(shí)，會(huì)燒毀滅弧室的原因之一。直流斷路器GM100俯視圖紅色隔片為人民廠獨(dú)有的直流滅弧室絕緣隔片四、直流、交流斷路器的滅弧機(jī)理（八）3）VJC原理（人民廠專利）利用觸點(diǎn)包容物產(chǎn)生的惰性氣體，增大電弧電阻。同時(shí)，惰性氣體的壓力可以加速電弧的運(yùn)動(dòng)速度。利用惰性氣體的壓強(qiáng)加速觸頭的分離。GM100直流滅弧室剖面圖GM100交流滅弧室剖面圖五、為什么直流回路嚴(yán)禁使用交流、交直流兩用斷路器（一）一）怎樣確定是交直流兩用斷路器LGABB標(biāo)牌標(biāo)識(shí)上面標(biāo)注先是AC----400V，下面標(biāo)注是DC----250V，應(yīng)該判定為交流斷路器，或交直流兩用斷路器。生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)斷路器時(shí)，因其是交流為主保護(hù)、所以出廠試驗(yàn)時(shí)以交流電流去試驗(yàn)斷路器的過載和短路保護(hù)特性。所以交直流兩用斷路器還是交流斷路器梅蘭日蘭五、為什么直流回路嚴(yán)禁使用交流、交直流兩用斷路器（二）二）交流、交直流兩用斷路器在直流系統(tǒng)中使用會(huì)出現(xiàn)什么問題？1、油阻尼液壓式：交流、交直流兩用斷路器過載脫扣器動(dòng)作特性不準(zhǔn)確。2、交流、交直流兩用斷路器短路瞬時(shí)脫扣器動(dòng)作特性不準(zhǔn)確。3、交流滅弧室滅弧能力差、容易燒毀。五、為什么直流回路嚴(yán)禁使用交流、交直流兩用斷路器（三）

油阻尼液壓式

熱動(dòng)電磁式雙金屬片磁軛二）交流、交直流兩用斷路器在直流系統(tǒng)中使用會(huì)出現(xiàn)什么問題？1、斷路器過載短路保護(hù)脫扣器形式分為：五、為什么直流回路嚴(yán)禁使用交流、交直流兩用斷路器（四）2、油阻尼液壓式斷路器保護(hù)特性不準(zhǔn)確：a）延時(shí)過載脫扣器：油阻尼液壓式脫扣器交流斷路器使用于直流電網(wǎng)時(shí)，延時(shí)脫扣器的脫扣電流值按1.3～5倍的交流有效值波動(dòng)。其原因是，直流電不像交流電流那樣有過零點(diǎn)的交變曲線，因而動(dòng)鐵心（銜鐵）就沒有那種震動(dòng)的因素存在（交流電流過零點(diǎn)或在零點(diǎn)附近，吸力減弱，當(dāng)吸力小于彈簧反力就釋放，過零點(diǎn)后電流上升，吸力大于彈簧反力又吸合，這種交變就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)有助于脫扣。而這類的脫扣器的鐵心或銜鐵上是不裝分磁環(huán)的）。直流既然無過零點(diǎn)的特性，即無此振動(dòng)現(xiàn)象，而且直流通常是經(jīng)交流整流后得到的，這種直流與交流有倍的差異，所以直流電網(wǎng)用的長(zhǎng)延時(shí)脫扣器其油杯內(nèi)的鐵心的位置要適當(dāng)調(diào)整，調(diào)整可通過試驗(yàn)來確定它的適用范圍。交直流兩用斷路器的延時(shí)過載保護(hù)特性不準(zhǔn)確b）瞬時(shí)脫扣器：對(duì)于直流用的瞬時(shí)動(dòng)作脫扣器的動(dòng)作電流整定值，應(yīng)是交流有效值的倍（經(jīng)交流整流后的整流電流等于交流有效值），即原用于交流的瞬時(shí)脫扣器的脫扣值是10倍In，現(xiàn)在通過整流為直流。若仍為10In（In為直流電流），則交流線路的電流要提高到10×。而實(shí)際上變電所里使用的是蓄電池組，大約是1.3倍（即比＝1.414倍要?。Ｒ虼擞行┌唇涣麟娐吩O(shè)計(jì)的斷路器，在整流之前的瞬動(dòng)值提高到1.3×10＝13倍In，就能適用于直流電路的瞬動(dòng)整定值（經(jīng)整流，濾波后用于直流正好是10倍In）。交直流兩用斷路器的短路瞬時(shí)保護(hù)特性不準(zhǔn)確二）交流、交直流兩用斷路器在直流系統(tǒng)中使用會(huì)出現(xiàn)什么問題？五、為什么直流回路嚴(yán)禁使用交流、交直流斷路器（五）3熱動(dòng)電磁型斷路器短路保護(hù)特性不準(zhǔn)確a）延時(shí)過載脫扣器（熱動(dòng)）：是由雙金屬原件受熱、彎曲而推動(dòng)斷路器動(dòng)作的，雙金屬原件發(fā)熱（受熱）與i2R有關(guān)。交流和直流的差別幾乎可以不考慮。因?yàn)榻涣鞯挠行е蹬c直流的平均值電流是相等的。b）短路瞬動(dòng)脫扣器：瞬動(dòng)脫扣器的電流值應(yīng)是交流值的倍（如果直流電源是經(jīng)蓄組，則應(yīng)為1.3倍）。三）交流、直流斷路器的滅弧原理不一樣。（見第四節(jié)）結(jié)論：特性不準(zhǔn)確，容易產(chǎn)生拒動(dòng)和燒毀斷路器。所以嚴(yán)禁將交流斷路器在直流回路里使用。熱動(dòng)電磁式六、G系列直流斷路器的十個(gè)優(yōu)點(diǎn)具有良好的防護(hù)性能，小型斷路器已達(dá)到適用于未受過訓(xùn)練的人員使用，無需進(jìn)行維護(hù)的國標(biāo)要求。體積小、操作方便，可以不頻繁分?jǐn)嘀绷黝~定電流10000次。具有較高的直流短路電流耐受能力和分?jǐn)嗄芰?。良好的直流短路電流的滅弧能力，ms級(jí)的全分?jǐn)鄷r(shí)間。和熔斷器一樣具有短路瞬動(dòng)保護(hù)結(jié)構(gòu)并能快速切斷短路故障。重復(fù)使用的熱元件不受外力影響，不易折斷受損。采用短路短延時(shí)功能，可以方便的實(shí)現(xiàn)級(jí)差配合。加裝報(bào)警觸點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)事故跳閘的自動(dòng)報(bào)警。加裝輔助觸點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控。需要時(shí)可以燈光監(jiān)視工作狀態(tài)，具有用途標(biāo)識(shí)的視窗結(jié)構(gòu)。七、直流斷路器容易產(chǎn)生的故障和解快方法一是拒動(dòng)：為滿足級(jí)差需要，將斷路器額定電流選得很大，隨著蓄電池的老化，容量降低，各個(gè)接點(diǎn)的壓力松懈，電阻增大，短路電流達(dá)不到動(dòng)作值，此時(shí)產(chǎn)生拒動(dòng)；致使線路和儀器損壞，甚至產(chǎn)生著火等現(xiàn)象。二是誤動(dòng)：因上下級(jí)配置不合理：如熔斷器受損或特性變化；斷路器下級(jí)配置熔斷器；選用沒有經(jīng)過級(jí)差配合驗(yàn)證過的直流斷路器；使用交流或交直流兩用斷路器等。在額定電流時(shí)，過載時(shí)、短路時(shí)都會(huì)產(chǎn)生的越級(jí)跳閘誤動(dòng)現(xiàn)象，最嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致全站失壓。三是解決的辦法：根據(jù)國網(wǎng)公司直流電源系統(tǒng)管理規(guī)范的上述要求：最關(guān)鍵是要有選擇性保護(hù)，熔斷路雖然選擇性好，但因其自身缺陷和管理上的難度，使用不科學(xué)，已有多起因熔斷器引發(fā)的事故。直流斷路器也因其過載和瞬動(dòng)特性的缺陷，很容易造成越級(jí)誤動(dòng)。經(jīng)廣東、北京、吉林、湖南、河北、浙江等省的試驗(yàn)已被證實(shí)。選擇一個(gè)即有熔斷器的選擇性，又有斷路器的安全性、重復(fù)性、穩(wěn)定性的產(chǎn)品是大家關(guān)心的事情，也就是選擇性保護(hù)電器的選用。八、什么是選擇性保護(hù)？選擇性的分類？它的重要作用？選擇性保護(hù)：對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行協(xié)調(diào)配合，以使電網(wǎng)中某點(diǎn)的故障可以被故障上一級(jí)的保護(hù)裝置消除，且僅由其單獨(dú)消除。

選擇性的分類：時(shí)間選擇性：電流選擇性。

選擇性的重要作用：消除直流電源越級(jí)跳閘誤動(dòng)的危害；國家電力公司的要求；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制訂（DL/T5044-2004）；隨著運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的日益豐富和電力系統(tǒng)技術(shù)運(yùn)行管理水平的日益提高，越來越多的技術(shù)專家意識(shí)到直流電源系統(tǒng)選擇性保護(hù)的重要性。九、直流斷路器的選擇性

（一）1、電流選擇性保護(hù)（這里指斷路器）在直流回路中發(fā)生短路過載故障，短路所產(chǎn)生的故障電流值均超過第一級(jí)和第二級(jí)的瞬動(dòng)脫扣器動(dòng)作設(shè)定值（流過所有斷路器的電流是一樣的），此時(shí)下級(jí)瞬時(shí)脫扣器驅(qū)動(dòng)跳閘機(jī)構(gòu)，斷路器跳閘，上級(jí)不跳閘，這稱電流選擇性。根據(jù)試驗(yàn)得出結(jié)果：斷路器之間級(jí)差為四級(jí)時(shí)，此時(shí)上級(jí)斷路器的瞬時(shí)動(dòng)作值可提升到150%。電流如再大后，上級(jí)斷路器就會(huì)動(dòng)作。也稱為局部選擇性。也稱二段（A類）保護(hù)特性：過載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)+短路瞬時(shí)保護(hù)。2、時(shí)間選擇性保護(hù)在直流回路中發(fā)生短路過載故障，短路所產(chǎn)生的故障電流值均超過第一級(jí)和第二級(jí)的瞬動(dòng)脫扣器動(dòng)作設(shè)定值（大于上級(jí)斷路器的瞬時(shí)動(dòng)作值的150%，只有電流選擇性時(shí)，上下級(jí)斷路器同時(shí)跳閘），此時(shí)，在回路中加入一個(gè)由瞬動(dòng)脫扣器驅(qū)動(dòng)的電子延時(shí)電路，此時(shí)下級(jí)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)跳閘，上級(jí)延時(shí)返回不跳閘，這稱時(shí)間選擇性。根據(jù)試驗(yàn)得出結(jié)果：斷路器之間級(jí)差為0級(jí)差時(shí)，當(dāng)短路電流流過線圈，產(chǎn)生電磁力使鐵芯克服彈簧力向下運(yùn)動(dòng)，解鎖鎖定裝置并觸發(fā)四連桿機(jī)構(gòu)打開動(dòng)靜觸頭。九、直流斷路器的選擇性（二）短路電流大于上級(jí)斷路器的瞬動(dòng)值15In，上級(jí)斷路器也不會(huì)動(dòng)作。這稱為短路故障時(shí)間選擇性。我們電器行業(yè)稱呼為三段（B類）保護(hù)特性：

過載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)+短路瞬時(shí)保護(hù)+短路短延時(shí)保護(hù)。圖中：紅線（虛線）表示：未加裝延時(shí)裝置前的電磁脫扣器動(dòng)作時(shí)間；藍(lán)線表示：加裝延時(shí)裝置后的電磁脫扣器動(dòng)作時(shí)間；紅線與相應(yīng)藍(lán)線之間的距離為延時(shí)裝置的定時(shí)長(zhǎng)度；相鄰藍(lán)線之間的距離為相鄰兩級(jí)斷路器的脫扣時(shí)間偏移Z。十、三段保護(hù)直流斷路器的機(jī)理、特性和作用脫扣若故障電流持續(xù)10ms，則發(fā)出電信號(hào)。1．電磁線圈：若短路電流達(dá)到10In，線圈吸合。2．高精度線路板：若電磁線圈吸合，則線路板開始計(jì)時(shí)，延時(shí)時(shí)間一到，如10ms，則發(fā)出電信號(hào)，控制脫扣線圈脫扣。短路短延時(shí)系統(tǒng)雙金屬片：當(dāng)過載電流＞過載整定值時(shí)，雙金屬片變形，脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作。脫扣電磁線圈：當(dāng)短路電流＞瞬動(dòng)整定值，線圈吸合，脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作。脫扣過載、短路保護(hù)系統(tǒng)十一、選擇性級(jí)差配合可靠性分析（一）二段保護(hù)級(jí)差分析：100AhDM1aDM2bDM3cLda=1100ALdb=920ALdb=640A短路電流分析圖（蓄電池容量為100Ah，電壓為DC220V）在分析斷路器短路瞬時(shí)脫扣器的動(dòng)作情況時(shí)遵循如下原則:以靈敏度系數(shù)Kl為判定依據(jù)式中：Id為短路電流KgIn為瞬時(shí)脫扣器整定值,斷路器瞬動(dòng)脫扣器整定為額定電流的10倍,允許有±20%的誤差；規(guī)定：當(dāng)0.8≤KL≤1.25時(shí)斷路器可能動(dòng)作；當(dāng)KL＜0.8時(shí)瞬動(dòng)脫扣器可靠不動(dòng)作：當(dāng)KL＞1.25時(shí)瞬動(dòng)脫扣器可靠動(dòng)作。十一、選擇性級(jí)差配合可靠性分析（二）十一、選擇性級(jí)差配合可靠性分析（三）十一、選擇性級(jí)差配合可靠性分析（四）解決直流電源系統(tǒng)保護(hù)級(jí)差配合及滿足動(dòng)作選擇性的要求，有兩個(gè)途徑：一是靠動(dòng)作電流配合（級(jí)差配合）；二是靠動(dòng)作時(shí)間（短延時(shí)保護(hù)）；兩者必須有機(jī)、合理地選擇及配置，才能最大限度地實(shí)現(xiàn)直流電源系統(tǒng)全選擇性的要求；才能最大限度地發(fā)揮功能價(jià)格比的優(yōu)勢(shì)。一般情況下，蓄電流出口、直流屏和分電屏選擇三段保護(hù)斷路器，其短延時(shí)保護(hù)時(shí)間分別選擇60.30.10毫秒。假如采用G系列全選擇性三段保護(hù)直流斷路器，通常情況下可按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范選擇。對(duì)于蓄電池組電源系統(tǒng)的級(jí)差配合，可簡(jiǎn)化短路電流計(jì)算，不需要再考慮回路電阻、電纜截面、電纜熱穩(wěn)定等參數(shù)。直流電源系統(tǒng)上下級(jí)斷路器只要按照額定電流等級(jí)選擇，就能實(shí)現(xiàn)直流電源系統(tǒng)全選擇性三段保護(hù)。直流二段保護(hù)和三段保護(hù)斷路器的合理配置，可滿足100~3000Ah蓄電池直流電源系統(tǒng)從蓄電池出口至負(fù)荷處，1~4級(jí)的各級(jí)保護(hù)級(jí)差配合的要求?？梢詽M足直流電源系統(tǒng)保護(hù)級(jí)差配合實(shí)現(xiàn)全選擇性的要求。G系列全選擇性三段保護(hù)直流斷路器優(yōu)勢(shì)十一、選擇性級(jí)差配合可靠性分析（五）十一、選擇性級(jí)差配合可靠性分析（六）三段保護(hù)的動(dòng)作波形GMB32-2P-40A十一、選擇性級(jí)差配合可靠性分析（七）二段保護(hù)的動(dòng)作波形GM32-2P-40A十一、選擇性級(jí)差配合可靠性分析（八）三段保護(hù)的動(dòng)作波形GMB225-2P-200A十一、選擇性級(jí)差配合可靠性分析（九）十二、三段保護(hù)和二段保護(hù)斷路器的比較（一）兩段保護(hù)直流斷路器（L+I）三段選擇性保護(hù)直流斷路器（L+I+S）圖示（微斷）脫扣器分類脫扣器：L+IL．過載長(zhǎng)延時(shí)脫扣器I．短路瞬時(shí)脫扣器脫扣器：L+I+SL．過載長(zhǎng)延時(shí)脫扣器I．短路瞬時(shí)脫扣器S．短路短延時(shí)脫扣器動(dòng)作值整定級(jí)差配合時(shí)需計(jì)算各級(jí)斷路器處最大短路電流，計(jì)算時(shí)要考慮斷路器內(nèi)阻和連接電阻，如不進(jìn)行計(jì)算，就有可能出現(xiàn)誤動(dòng)或拒動(dòng)。短路短延時(shí)脫扣器動(dòng)作值選取為5In或10In，斷路器上下級(jí)的短路短延時(shí)時(shí)間按相差1倍以上選擇，不需計(jì)算各級(jí)短路電流值和回路內(nèi)阻。延時(shí)匹配特性靠調(diào)整瞬時(shí)脫扣器電流動(dòng)作值來實(shí)現(xiàn)上、下級(jí)匹配，如果制造中出現(xiàn)聯(lián)結(jié)松動(dòng)、銅材質(zhì)變化或截面積不夠等影響，會(huì)使回路電阻值產(chǎn)生很大變化，原計(jì)算的短路電流值會(huì)降低從而產(chǎn)生拒動(dòng)。如上級(jí)為熔斷器，此時(shí)熔斷器會(huì)熔斷,出現(xiàn)越級(jí)誤動(dòng)，造成事故擴(kuò)大?？窟x擇短路短延時(shí)時(shí)間來實(shí)現(xiàn)上下級(jí)匹配。0；10；30；60m短延時(shí)時(shí)間保護(hù)選擇性不易實(shí)現(xiàn)選擇性可靠實(shí)現(xiàn)選擇性A類：二段直流斷路器保護(hù)特性曲線十二、三段保護(hù)和二段保護(hù)斷路器的比較（二）

B類：三段直流斷路器保護(hù)特性曲線十二、三段保護(hù)和二段保護(hù)斷路器的比較（三）直流二段保護(hù)與三段保護(hù)斷路器的合理配置、可滿足100～3000Ah蓄電池直流電源系統(tǒng)從蓄電池出口至負(fù)荷處1～4級(jí)的各級(jí)保護(hù)級(jí)差配合的要求?？梢詽M足直流系統(tǒng)保護(hù)級(jí)差配合實(shí)現(xiàn)全選擇性要求十二、三段保護(hù)和二段保護(hù)斷路器的比較（四）兩段保護(hù)特性的斷路器稱為A類保護(hù)斷路器（即：過載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)+短路瞬時(shí)保護(hù)）三段保護(hù)特性的斷路器稱為B類保護(hù)斷路器（即：過載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)+短路短延時(shí)保護(hù)+短路瞬時(shí)保護(hù)）斷路器型號(hào)斷路器額定電流短延時(shí)電流整定值斷路器型號(hào)斷路器額定電流短延時(shí)電流整定值短延時(shí)間整定值msGM321、3、6、10、16、20、25、32、4010InGMB3216、20、25、32、4010In~1.2KA（16、20）10In~1.8KA10In~2.5KA（32、40）10GM10010、16、20、25、32、40、50、63、80、10010InGMB10050、63、80、10010In~6KA10、30、60GM225100、125、140、160、180、200、22510InGMB225100、125、140、160、180、200、22510In~8KA10、30、60GM400250、315、350、40010InGMB400250、315、350、40010In~15KA30、60GM800400、500、630、700、8005nGMB800400、500、630、700、8005In~20KA30、60GM1250800、1000、12505nGMB1250800、1000、12505In~20KA30、60十二、三段保護(hù)和二段保護(hù)斷路器的比較（五）十三、對(duì)三段保護(hù)斷路器的改進(jìn)1特點(diǎn)及用途

GM5B-32系列微型三段保護(hù)直流斷路器（簡(jiǎn)稱斷路器）適用于電力工程蓄電池直流標(biāo)稱電壓110V或220V，最高工作電壓不超過250V，額定電流至32A及以下的線路中，用來對(duì)線路設(shè)施和電氣設(shè)備進(jìn)行過電流保護(hù)，亦可用于不頻繁的通斷操作。本產(chǎn)品適用于電力工程專業(yè)人員使用。該斷路器具有體積小、短延時(shí)動(dòng)作特性與電源電壓無關(guān)，只取決于短路電流大小等特點(diǎn)，填補(bǔ)了我國三段保護(hù)微型直流斷路器的空白。十三、對(duì)三段保護(hù)斷路器的改進(jìn)2尺寸對(duì)比GM5-63兩段保護(hù)斷路器GM5B-32新式三段保護(hù)斷路器GMB—32老式三段保護(hù)斷路器十三、對(duì)三段保護(hù)斷路器的改進(jìn)3內(nèi)部機(jī)構(gòu)重新設(shè)計(jì)產(chǎn)品照片型號(hào)GM5B-32GM5-63OF、SD、OF+OF、OF+SD極數(shù)2P（45mm）1P（18mm）、2P（36mm）0.5P（９mm）額定工作電流In16～32A1～63A額定工作電壓ＤＣ２２０V、DC110VDC440V、DC２２０V、DC110V極限短路分?jǐn)嗄芰Γ桑悖?.5kA（T=4ms）DC440V＝10kA－２ＰＤＣ２２０Ｖ＝２０ＫＡ（T=4ms）短路瞬時(shí)電流整定值Ii1200A10In短路短延時(shí)電流整定值Isd10In～1.2kA--短路短延時(shí)時(shí)間整定值Tsdｔ=10ms--符合標(biāo)準(zhǔn)IEC９４７-2

GB１４０４８.2IEC60898-2、GB10963.2十三、對(duì)三段保護(hù)斷路器的改進(jìn)4產(chǎn)品參數(shù)表電流形式使用范圍額定工作電壓（V）/額定工作電流（A）ＡＣＡＣ－１５２４／６１１０／６２３０／６２３０／４４００／３４１５／３５０／６０ＨｚＤＣＤＣ－１４２４／３６０／３１１０／３２２０／１十三、對(duì)三段保護(hù)斷路器的改進(jìn)5使用與維護(hù)⑴斷路器的正負(fù)極性不可接錯(cuò)，電源端與負(fù)載端不可接反；⑵斷路器左上角附有試驗(yàn)按鈕（藍(lán)色），用于檢查短延時(shí)功能是否正常。當(dāng)斷路器"+"、"-"極接入電源"+"、"-"時(shí)，合上斷路器（不接負(fù)載），然后按下試驗(yàn)按鈕，斷路器應(yīng)自動(dòng)脫扣，表示斷路器短延時(shí)功能正常，如不能自動(dòng)脫扣，原因可能是：

a.斷路器電源“+”、“-”極接反；

b.斷路器內(nèi)部短延時(shí)控制系統(tǒng)失靈。⑶在斷路器正式投入運(yùn)行時(shí)，不允許用按試驗(yàn)按鈕使斷路器脫扣的方法來斷開電路。⑷斷路器各種特性由制造廠整定，在使用中不可調(diào)節(jié)；⑸斷路器在正常工作條件和額定值使用時(shí)，斷路器不需要特殊維護(hù)。十四、原則上選用同一廠家系列產(chǎn)品的好處原則上選用同一廠家系列產(chǎn)品的好處1）由于每個(gè)廠家制造斷路器時(shí)所選零部件材料、結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻值、分?jǐn)嗨俣?、特性校?yàn)的標(biāo)準(zhǔn)等等不同，因此導(dǎo)致各個(gè)廠家的斷路器的動(dòng)作曲線不同。2）每個(gè)廠家的上下級(jí)斷路器是配套生產(chǎn)的，使用同一廠家生產(chǎn)的系列斷路器，在分?jǐn)嗵匦阅芘浜?，如IEC要求瞬動(dòng)值5~10In，有些廠家按5In不動(dòng)10In動(dòng)去生產(chǎn)，而人民電器廠根據(jù)直流電源的獨(dú)特性，出廠的瞬動(dòng)值8In不動(dòng)，10In動(dòng)更符合實(shí)際需求。又在大型直流實(shí)驗(yàn)站做過大量的級(jí)差配合實(shí)驗(yàn)，均能可靠實(shí)現(xiàn)級(jí)差配合，而下級(jí)換成其它廠家的斷路器，則不能實(shí)現(xiàn)整個(gè)直流系統(tǒng)的全選擇性保護(hù)?？煽啃栽O(shè)計(jì)與制造十五、北京人民電器廠直流斷路器的可靠性設(shè)計(jì)與制造十五、北京人民電器廠直流斷路器的可靠性設(shè)計(jì)與制造