为什么交流断路器不能用于直流电路?

电器工程 当前的 交流 直流 断路器
2022-01-05 12:33:53

假设我想在直流电路中使用 20 安培 GE 交流断路器。因此,在带有一些负载和电流表 + 钳形直流电流表的直流电路中对其进行测试后,我发现了断路器跳闸的电流。假设作为一个例子,这是 45 安培。那么,是否可以在直流电路中永久使用交流断路器呢?我看过一个 YouTube 剪辑,其中有人使用带有直流电路的交流 6 安培 230V 断路器,加载时它在 13 安培时跳闸。

这种技术是否存在任何重大的安全隐患?我的意思是我在想,因为重要的是电流,也许这些断路器可以与 6V/12V/24V 电路一起使用,在上述情况下,在使用时,电流通常仅低于 20 安培,但在短路时在这种情况下,电流将在 35A 至 55A 范围内,从而导致断路器跳闸。

更新:我在储藏室的旧面板上有这两个断路器。你们说的很对。在 DC 中使用它们似乎也很危险。我有一个能够输出 35 安培的大电流 12/24V 电源。但我只会在 20 安培以下使用它。我用 UPS 变压器制造这些电源。因此,我尝试连接三个电源,并连接到 GE 断路器,简而言之,只需 2 秒通电即可看到它的响应。第一个是 2000VA UPS 中最大的变压器。它有非常厚的低压绕组(可能是 10AWG),交流低压导致断路器在 39-41 毫秒内跳闸。使用来自低压交流侧的 700VA UPS 的另一个变压器,它在大约 1.17 秒时跳闸,最后来自 300VA UPS 变压器低压交流的断路器没有跳闸。现在尝试前两个变压器,我通过一个 50 安培整流器(Imax 峰值 400A 短暂)完全短路断路器,我很惊讶断路器即使在 2 秒后也没有跳闸,我立即放弃了直流断路器的想法。为了安全起见,我会将断路器放在交流低压大电流侧,并添加一个 400 安培的整流器以防万一发生短路。

GE 20 安培断路器

4个回答

直流电更难中断,因为它是连续的。交流电会交替极性,因此它会自行过零,这有助于消除断路器触点打开时产生的电弧。如果它是 DC,则联系人不会获得此帮助,因此联系人必须更加强大。

使用交流继电器/断路器中断直流可能会导致触点焊接关闭或降低导电性。

您当然可以在 DC 上使用 Square D“QO”面板/断路器

您可以这样做的原因是美国保险商实验室 (UL)列出了用于直流服务的断路器,并且标签和说明(经 UL 批准)明确说明了这一点。这得到了 UL 实验室测试的支持。这是在主电源中使用它们的条件 (NEC 110.2)。

当然,您必须阅读说明和数据表,并按照这些说明使用它们(NEC 110.3(B) 和 110.12 要求)。

因此,只要您使用为 DC 列出的断路器,并按照说明进行操作,Bob 就是您的叔叔!

行程曲线

因此,假设在带有一些负载和电流表 + 钳形直流电流表的直流电路中对其进行测试后,我找到了断路器跳闸的电流。假设这是 45 安培。

当前单数? 你以为断路器就这么简单,在 45A 时跳闸不会在 44A 时跳闸?根本不是那样的。

合格的断路器(不是那些 DC 爱好玩具断路器)有两种跳闸机制:

  • 磁脱扣是围绕螺线管芯的线圈。当电流超过一定量时,柱塞拉动并立即跳闸。

  • 热脱扣是电流流过的双金属片。它的尺寸与墙壁中的电线的加热速度大致相同,并且在这些电线引发建筑物火灾之前会稍微跳闸。

这两种机制一起创造了一个相当复杂的跳闸曲线,具有制造公差:

在此处输入图像描述

现在您可以看到 4.5 倍到 8 倍的过载会在 1 秒内导致跳闸。2 倍过载会在 9 到 35 秒内导致跳闸。

现在再看看那个视频。请注意,youtuber 已经以 115% 的轻微过载“预热断路器”。在 2 倍超载时,它在 13 秒内跳闸 - 考虑到之前的“热身”,这几乎是范围的中心

换句话说,该 Euro-DINrail 断路器的跳闸非常符合 Square D QO 类型的规格,该类型实际上额定为 DC。

那为什么这家伙对 200% 的行程感到不安呢?

因为 youtuber 从来没有遇到过断路器跳闸曲线,不知道这是正常的,只是在为相机“编造东西”。

尽管如此,youtuber 是正确的:由于没有为 DC 列出断路器,因此不能与 DC 一起使用。

这是另一个视频,有人通过另一个 6A 电源断路器对 340V 直流电(即 240V 整流和平滑)进行冲击,这种高压直流电绝对没有列出。高压直流是非常讨厌的东西。

不过,最重要的部分是这个 youtuber 首先在交流电上测试断路器,它几乎立即跳闸。但在 DC 上,它的行程要慢得多这是一个巨大的危险信号,表明出现了严重错误,并且断路器不适合该目的。

旅行后的电弧和冒烟是因为 340 伏直流电是一个非常讨厌的客户。这是 600 VDC

显然,如果你做愚蠢的实验,你会得到愚蠢的结果。

根据标签和说明使用组件。不要尝试标签外使用。

寻找 SWD 和 HID 评级

还有一件事。由于您在交易北美股票,请注意 SWD(SWitching Duty)背书;这些被列为每天用作开关。几乎所有的新股票都是这样;它适用于使用专门为灯组供电的子面板并将面板用作灯开关的常见商业应用。

还要寻找 HID(高强度放电)背书,这意味着断路器专门针对日常开关任务进行额定,同时处理在中断高电感负载(例如 HID 或使用老式磁性的荧光灯)时获得的大电感冲击电流互感器镇流器)。今天没有人安装磁镇流器(室内园艺除外),但直流负载存在类似的电弧。因此,如果您正在处理直流额定断路器系列,在所有条件相同的情况下,HID 断路器会更好。

这些视频展示了一个常见的壁挂式交流电灯开关与直流电流一起使用的示例,这些示例有点极端,但随着时间的推移,即使是低压直流电流也会导致故障。在触点之间添加某种缓冲器可能会有所帮助,但随着时间的推移,开关仍可能会发生故障。

https://www.youtube.com/watch?v=CUFVSc5ll4s https://www.youtube.com/watch?v=mQpzwR7wLeo

如果您曾经在负载较重的 DC 工作过。他们有电弧屏蔽和电弧放电器来尝试熄灭这些电弧。它与交流电路完全不同。根据经验,我不小心短路了 240 伏交流电,但什么也没发生,火花和断路器跳闸。我还短路了 250 伏直流电,我的手被烧坏了,不得不从方舟去医院。故事结局