什么是直流断路器？工作原理、类型及应用场景详解

什么是直流断路器？工作原理、类型及应用场景详解

直流断路器是直流配电系统中不可或缺的保护设备，广泛应用于太阳能光伏发电、电池储能系统和新能源汽车充电系统等领域。本文将详细介绍直流断路器的定义、类型、工作原理及其在不同场景中的应用。

什么是直流断路器？

直流断路器是指直流配电系统中使用的断路器，可保护以直流电运行的电气设备，一般适用于太阳能光伏发电及配电系统、电池储能系统、新能源汽车直流充电系统等。Slocable的光伏直流断路器旨在保护位于每组光伏模块和光伏逆变器之间的电缆免受过载和短路直流电路的影响，安装在每串光伏组件末端的串光伏保护外壳中。

断路器的输入电源端子为直流电流的系统。一般直流断路器包括DC MCB（微型断路器）、DC MCCB（直流塑壳断路器）和B型RCD（剩余电流装置）。

直流微型断路器（DC MCB）

直流微型断路器专为直流电路应用而设计，用于电器或电气设备中的过流和短路保护。微型断路器配备了一个特殊的磁铁，它能够迫使电弧进入电弧槽并在很短的时间内熄灭电弧。

直流电路可以通过挂锁装置锁定在 OFF 位置，作为拆卸光伏逆变器的安全措施。由于故障电流可以与工作电流反向流动，因此直流断路器可以检测并防止任何双向电流。在任何情况下，都需要在现场快速采取行动来清除故障电流。

DC MCB 和AC MCB 功能相同。但是，AC MCB 和 DC MCB 的使用场景是不同的。

直流微型断路器主要用于直流系统应用，例如新能源、太阳能光伏和太阳能电池储能系统。 DC MCB的电压状态一般为DC 12V-1500V。

AC MCB和DC MCB主要是产品物理参数上的区别。

交流断路器在产品上标注为 LOAD 和 LINE，直流断路器符号在产品上标注为正（+）、负（-）号和电流方向。

直流微型断路器的作用是什么？

与交流断路器相同的热保护和磁保护原理适用于直流断路器：

当电流超过额定值时，热保护使直流断路器跳闸。在这种保护机制中，双金属触点热量膨胀并使断路器跳闸。热保护功能更快，因为当电流相当大时，会产生更多的热量来膨胀并打开电连接。直流断路器的热保护可防止过载电流略高于典型工作电流。

当存在强故障电流时，磁保护使直流断路器跳闸，并且反应始终是瞬时的。与交流断路器一样，直流断路器的额定分断能力代表可以中断的最重要的故障电流。对于直流断路器来说，被阻止的电流是恒定的，这意味着断路器必须进一步打开电触点以中断故障电流。直流断路器的磁保护可防止比过载更广泛的短路和故障。

为什么直流断路器对光伏系统很重要？

光伏系统有潜力成为一种有效的可再生能源机制。可以使用一个或多个太阳能电池板，或者使用逆变器和其他电气和机械组件来组合它们。必须不惜一切代价维护光伏系统，任何最微小的事故都可能迅速升级为整个系统的重大问题。

因此，直流断路器是光伏系统的重要组成部分，热保护可以在电流过载情况下提供帮助。当存在许多故障电流时，直流断路器中的磁保护会使断路器跳闸。即使在最极端的情况下，直流断路器也可以断开故障电流。磁保护在直流断路器中至关重要，因为它可以防止短路和其他故障。

直流断路器在太阳能光伏面板系统中至关重要。太阳能电池板的电路是光伏系统中昂贵的组成部分。因此，使用直流断路器保护它们至关重要。直流断路器还保护电路和电路板。它可以通过太阳能板将太阳辐射变成直流电，光伏装置需要使用直流断路器。

对于电动汽车，可以使用电动汽车充电站为其电池充电。因此，这些系统需要直流断路器以避免事故，因为它们都需要使用直流电，太阳能电池板和电动汽车可以很好地协同工作，也不需要将该直流电转换为交流电，可以使用直流断路器轻松控制自动系统，快速做出反应。

直流塑壳断路器（DC MCCB）

直流塑壳断路器是储能、运输和工业直流电路的理想选择。塑壳断路器旨在满足最高性能要求，同时提供多种附件以适应不同的现场规格。今天的直流断路器已经扩展了应用，包括太阳能光伏、电动汽车充电站、电池存储和 UPS 系统，以及商业和工业直流配电。

直流塑壳断路器功能与交流塑壳断路器相同，对大电流配电系统具有过载和短路保护功能。

它们还用于未接地的电池供电电路，用于紧急备用和备用电源。 最高可提供 150A、750 VDC 和最高 2000A、600 VDC。 对于太阳能装置中接地光伏系统中使用的直流断路器，应用工程和审查确保满足保护要求。

直流塑壳断路器是一种用于储能、运输和工业直流电路的电路控制保护装置。 它们可应用于接地或不接地系统，满足太阳能系统的更高电压和更低故障电流水平。 Slocable生产高压直流断路器，提供卓越的性能并有助于降低成本，Slocable的直流塑壳可提供高达150-800A、380V-800V的直流电，符合严格的质量标准。

交流断路器可以用于直流吗？

直流电和交流电的主要区别在于直流电的输出电压是恒定的。 相比之下，交流电中的电压输出每秒循环数次，交流电流的信号每秒都在不断变化其数值。 断路器电弧将在 0 V时会熄灭，电路将受到大电流的保护。 但直流电流的信号不是交替的，它工作在一个恒定的状态，只有当电路跳闸或电路降到一定值时电压值才会发生变化。

否则，直流电路将每分钟的一秒钟内提供一个恒定电压值。 因此，由于直流状态下没有 0 伏点，所以不建议在直流状态下使用交流断路器。

购买断路器要注意的事项

由于交流和直流电流的保护机制几乎相同，因此特定断路器的设计可以同时使用两者。然而，再次检查电源和断路器的电流类型是否相同至关重要。如果您放置了错误的断路器，将无法充分保护安装，并可能发生电气事故。

另一个需要考虑的重要因素是将直流断路器连接到受保护电气设备的电缆的额定电流。即使您正确设置了直流断路器，尺寸过小的电缆也会过热、熔化其绝缘层并产生电气故障。

直流断路器虽然不如交流断路器常用，但是同样重要。直流断路器是一项相对较新的技术，因为大多数家用电器使用的都是交流电。直流断路器在 LED 灯、光伏太阳能电池板和电动汽车等高成本节能技术的电气保护中发挥着关键作用。随着这些技术接触到广泛的消费者，直流断路器将拥有更大的市场。另一方面，直流断路器是商业中成熟且众所周知的技术，它们在保护高精度机械和弧焊方面发挥着重要作用。

当电气系统需要使用直流断路器时，通常建议保留专家工程师和技术人员的服务，以确保您可以选择和安装合适的智能直流断路器。