交流斷路器用于直流電路和高頻電路的有關(guān)問(wèn)題分析

交流斷路器用于直流電路和高頻電路的有關(guān)問(wèn)題分析
1 交流斷路器使用于直流電路的問(wèn)題
隨著社會(huì)主義建設(shè)的發(fā)展，應(yīng)用直流電的區(qū)域和部門(mén)越來(lái)越多，如發(fā)配電系統(tǒng)、城市和礦山的牽引車(chē)、電氣化鐵道、化工、冶金及國(guó)防工業(yè)等。按交流50Hz設(shè)計(jì)的塑料外殼式斷路器(以及萬(wàn)能式斷路器)能否使用于直流電路作線(xiàn)路保護(hù)之用呢?經(jīng)歷多年的實(shí)踐說(shuō)明，可以使用，但其電流的整定值及接線(xiàn)等需要作一些更改或修正。 1．1 保護(hù)特性
1．1．1 過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)特性
(1)熱動(dòng)式(雙金屬元件脫扣器)
由雙金屬元件直接加熱(直熱式)或由發(fā)熱元件發(fā)熱，熱量傳給旁邊的雙金屬元件(旁熱式)，由于直流電流平均值與交流的有效值的發(fā)熱效果是相同的，因此交流與直流基本上無(wú)變化。但當(dāng)額定電流大于1500A時(shí)，因集膚效應(yīng)等因素，
交流電流有效值產(chǎn)生的熱量要大于直流，但影響不是太大，所以熱動(dòng)式的雙金屬元件脫扣器用于直流是不需要作任何更改的。但是熱動(dòng)式中的有一些規(guī)格，例如額定電流600A及以上采用CT式(電流互感器式)，利用互感器的副邊電流供給雙金屬元件或發(fā)熱元件作發(fā)熱源，則不可能用于直流電路。
(2)全電磁式(液壓式，即俗稱(chēng)的油杯式脫扣器)
由于以上原因，斷路器的負(fù)載能力(額定電流)，將按式(1)變化：
式中 fx高于50Hz的電網(wǎng)頻率
In（fx）頻率為人時(shí)的負(fù)載能力(額定電流)
In（50Hz）頻率為50艙時(shí)的負(fù)載能力(額定電流)
按式(1)計(jì)算得出表1的允許工作電流值與頻率的關(guān)系，如表1示。
由表1可知，大約從100Hz起，為保持允許的發(fā)熱極限，其允許的工作電流(額定電流)必須相應(yīng)地降低。 2．2 母線(xiàn)排的負(fù)載能力
在頻率超過(guò)50Hz時(shí)，母線(xiàn)排的允許工作電流(額定電流)可按式(2)得出：
式(2)反映了導(dǎo)體截面的利用率
1kHz時(shí)，In (1000Hz)＝22％In (50Hz)；
10kHz時(shí)，In (1000Hz)＝7％In (50Hz)。 2．3 高頻時(shí)斷路器的短路分?jǐn)嗄芰?br/>交流電器開(kāi)斷短路電流時(shí)，使電弧熄滅在于電流的過(guò)零點(diǎn)，只有在過(guò)零點(diǎn)后采用滅弧手段，阻止電弧重燃，才能有效地分?jǐn)嚯娀　ｎl率較高時(shí)，電流迅速地一個(gè)又一個(gè)地過(guò)零，縮短了每個(gè)半波的電弧周期，斷口間隙(打開(kāi)的動(dòng)、靜觸頭之間)中的電離度，小于50Hz時(shí)的電離度，由于周期短，高頻時(shí)的去游離度也小于50Hz時(shí)的去游離度，因此高頻時(shí)，電弧的熄滅，較50Hz有利有弊，根據(jù)實(shí)測(cè)，從50100Hz的這個(gè)范圍，短路分?jǐn)嗄芰旧献兓淮螅词故?00400Hz，分?jǐn)嗄芰Φ慕档停膊贿^(guò)在10％左石。