直流熔断器的详细介说

直流熔断器的详细介说

直流熔断器在电力电子系统中扮演着至关重要的角色。由于直流电流的特性，直流熔断器的设计与交流熔断器有着本质的区别。本文将从多个方面详细阐述直流熔断器的技术特点。

直流电流开断的特殊性

由于直流电流没有电流的过零点，因此在开断故障电流时，只能依靠电弧在石英砂填料强迫冷却的作用下，自行迅速熄灭进行开断，比开断交流电弧要困难许多。熔片的合理设计与焊接方式，石英砂的纯度与粒度配比、熔点高低、固化方式等因素，都决定着对直流电弧强迫熄灭的效能和作用。

直流电弧能量与管体长度的关系

在相同的额定电压下，直流电弧产生的燃弧能量是交流燃弧能量的 2 倍以上。为了保证每一段电弧能够被限制在可控制的距离之内同时迅速熄灭，不会出现各段电弧直接串联导通酿成巨大的能量汇集，导致持续燃弧时间过长发生熔断器炸裂的事故，直流熔断器的管体一般要比交流熔断器长。

直流电压与管体长度的关系

根据国际熔断器技术组织的推荐数据，直流电压每增加 150V，熔断器的管体长度即应增加 10mm。依次类推，直流电压为 1000V 时，管体长度应为 70mm；当直流电压高至 10KV-12KV 时，管体长度至少应在 600--700mm。即使对熔片进行弯折处理，管体长度也应保证在 300mm 左右，否则串联电弧的威胁仍然存在。当今国内外的交流 10--12KV 熔断器管体长度普遍采用 292--442mm，欧美的直流熔断器在 2000V DC 时，圆管体为 127-190mm，方形大电流管体为 170--200mm，都是基于必须保证安全可靠分断的科学选择。

直流回路中的特殊考虑

熔断器在直流回路使用时，必须考虑电感、电容能量存在所产生的复杂影响，因此时间常数 L/R 是不可忽略的重要参数，应根据具体线路系统的短路故障电流发生和衰减率做准确评估，不是随意选大或选小都可以。由于直流熔断器时间常数 L/R 大小决定着分断燃弧能量和分断时间及允通电压，所以管体的粗细与长短必须合理而安全的选择使用，某些厂家限于现有瓷管的尺寸或为降低成本，盲目采用低强度瓷或短管体生产直流高电压熔断器的作法，是不负责和不可取的。

交流熔断器在直流回路中的使用

有些厂家因为没有自成体系的直流熔断器产品，改用交流熔断器代替使用，从实用角度是可行的，但基于以上所述的安全原因，当交流熔断器用在直流回路时，应该降压使用。例如西门子公司的 1000V AC 交流快熔，限定用在 440V DC 回路；法国罗兰的交流 700V 熔断器，用于直流时也遵循 1.3--1.4 的降压系数，只用在 500V DC 的回路，这是国际电工业界公认的一个安全准则。