交直流斷路器混用

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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.過載脫扣器發(fā)熱效果基本無影響，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10In要調(diào)至13In.3.電子式和智能式不能用，4.直流沒有過零點(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)過來，請參考！隨著終端保護(hù)電器的小型交流斷路器越來越廣泛的應(yīng)用，直流電路的保護(hù)對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明如何在直流電路中使

2、用交流斷路器及應(yīng)注意的問題。　　一、直流電路熄弧原理由于直流電路的電流不存在過零點(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(<10A)，才能使電弧熄滅。下面簡述有關(guān)直流穩(wěn)態(tài)電流分析短路熄弧原理，穩(wěn)態(tài)電流可以理解為分?jǐn)嚯娐窌r(shí)的額定電流、過載電流或短路電流。其等效電路圖如圖1所示。在電路穩(wěn)態(tài)時(shí)，即觸頭未分?jǐn)嗲?，電流的初始狀態(tài)為ia=E/R，直流電路在分?jǐn)嗳蓟r(shí)的等效方程式如下：從以上的分析中看出，當(dāng)電弧電壓大于電源電壓時(shí)，電弧電流的導(dǎo)數(shù)小于零，說明電弧電流ia呈下降趨勢;當(dāng)電弧電流ia趨近于

3、零時(shí)，電弧趨于熄滅。直流電弧的熄弧條件為：當(dāng)電弧電壓大于電源電壓時(shí)，電弧趨近于熄滅。否則，電弧處于穩(wěn)定燃燒階段，ia=(E-ua)/R，如圖2所示。圖2中，P點(diǎn)ua>E，電弧電流開始減少，直到電弧熄滅。直流電弧熄弧的要點(diǎn)在于：①電源電壓越小對熄弧越有利;②斷路器應(yīng)使電弧電壓快速上升，盡快達(dá)到和超過電源電壓，上升和超過電源電壓快慢決定電流熄弧的快慢?！　《⒅绷麟娐分械碾姼泻蜁r(shí)間常數(shù)對直流電弧熄弧的影響眾所周知，直流電路中電感是個(gè)儲能元件，在燃弧時(shí)，電感要向電路和電弧中釋放其線圈儲存的能量。電路的電感越大，

4、釋放的能量越大，電弧越難熄滅。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)表示電感儲存能量。上式表明電弧燃燒時(shí)，電感儲存的能量(正號)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)。電路的時(shí)間常數(shù)τ=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)鄷r(shí)電弧的能量越大，熄弧越困難。相反電弧容易熄滅。如τ=0為純阻性負(fù)載，電弧最容易熄滅。有關(guān)交直流兩用的小型斷路器的國際標(biāo)準(zhǔn)IEC60898-2：200

5、0中對直流電路規(guī)定了兩種時(shí)間常數(shù)τ=4ms或τ=15ms，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，τ=L/R(ms)(見圖3)。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的較大短路電流對應(yīng)較小的時(shí)間常數(shù)τ=4ms進(jìn)行試驗(yàn)，≤1500A可采用4ms或15ms任何一種時(shí)間常數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)。從該標(biāo)

6、準(zhǔn)可以看出，時(shí)間常數(shù)對于斷路器分?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等不同類別。例如C類的小型交流斷路器瞬時(shí)脫扣值規(guī)定為額定電流5～10倍，工廠瞬時(shí)脫扣值是按照有效值整定的，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?？紤]直流的特點(diǎn)，其電流值對應(yīng)交流有效值。其短路電流不存在類似交流的峰值問題，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類的小型交流斷路器在直流中

7、應(yīng)用時(shí)它的瞬時(shí)脫扣值范圍應(yīng)為1.4×5In～1.4×10In=7In～14In。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)脫扣值的變化。四、選擇斷路器幾個(gè)要點(diǎn)1、直流整流電路過流保護(hù)直流整流電路的過流保護(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

8、電源的過流保護(hù)舉例說明：一電池組的容量為500Ah。最大放電電壓240V(110塊2.2V的電池串聯(lián))。每塊電池內(nèi)阻為0.5mΩ(電池組內(nèi)阻Ri=55mΩ)。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=Ri+R=U/I，當(dāng)RmRi，Ri可忽略不計(jì)。R=20Ω時(shí)，I=240V/20Ω=12A。斷路器額定工作電流可選擇16A。(2)選擇斷路器的額定短路能力。Icu=U/Ri=24