Чи можна використовувати автоматичний вимикач змінного струму в ланцюзі постійного струму?

Незалежно від того, розробляють панелі керування для важкої техніки чи мікромережі з відновлюваними джерелами енергії, багато промислових електриків стикалися з цим питанням на певному етапі своєї кар’єри. Використання неправильного типу захисного пристрою, звичайно, не закінчиться добре, але це те, що робить змінний і постійний струм автоматичні вимикачі різні? Давайте зануримося в технічні деталі цієї проблеми, яка часто виникає в комерційних і промислових програмах.

Основи AC vs DC

Як підтвердження, змінний струм (AC) періодично змінює полярність і величину синусоїдальної форми з часом, тоді як постійний струм (DC) безперервно тече в одному напрямку. Це фундаментальне розрізнення впливає на роботу автоматичних вимикачів і запобіжників, щоб розірвати несправні ланцюги.

Автоматичні вимикачі змінного струму покладаються на електромагнетизм – коли струм коливається через нульові перетини синусоїдальної хвилі, магнітне поле слабшає, а контакти вимикача розмикаються. Однак постійний струм не коливається через нуль, тому простого моніторингу величини струму недостатньо для захисту ланцюга. Інші технічні міркування вимагають спеціальних вимикачів постійного струму.

Використання автоматичного вимикача змінного струму в ланцюзі постійного струму

Ось кілька міркувань, про які слід пам’ятати, використовуючи ланцюг змінного та постійного струму:

Механізми відключення

Ключова відмінність полягає у внутрішньому механізмі відключення, який використовується для розриву ланцюга. У вимикачах змінного струму це зазвичай термомагнітний тип, який сприймає тепло і магнітні сили від потоку змінного струму. Навпаки, вимикачі постійного струму часто використовують плавкі сплави або біметалеві стрічки для перетворення струму в тепло, яке фізично розширює механізм.

Відсутність струмового переходу через нуль означає, що вимикачі постійного струму не мають електромагнітної допомоги для надійного гасіння дуги, коли контакти роз'єднуються. Необхідний механізм очищення, який працює незалежно від напрямку струму. Простіше кажучи, спрацьовування вимикача змінного струму залежить від унікальних властивостей змінного струму, які не застосовуються до застосувань постійного струму.

Зверніться до Arcing

Інша проблема виникає через дугу, коли контакти ланцюга розмикаються. Дуги змінного струму природним чином згасають двічі за цикл через зміну полярності. Але дуги постійного струму продовжують конструктивно працювати, доки не буде вимушений розрив, який може знову запалити дугу, якщо її швидко не погасити. Це явище підкреслює необхідність інтегрованих дугогасильних камер, вентиляційних отворів або спеціальних контактів у вимикачах постійного струму для безпечного гасіння розрядів високої енергії.

Рейтинги та розміри

Відмінності також впливають на розміри компонентів і налаштування відключення. На відміну від синусоїдально змінного струму, постійний струм залишається незмінним за величиною після встановлення. Таким чином, вимикачі постійного струму повинні мати належний номінальний струм на основі фактичних умов навантаження, а не враховувати зміни змінного значення піку/середньоквадратичного значення. Занижена оцінка може призвести до ранньої відмови або відсутності захисту.

Напруга також впливає на конструкцію та номінали вимикача. У той час як мережева напруга змінного струму стандартизована, рівні постійного струму значно відрізняються залежно від застосування. У промислових системах можуть використовуватися вищі напруги, що потребує посиленої ізоляції та дугогасіння в рамах і контактах вимикачів постійного струму. Правильний вибір класу напруги має вирішальне значення.

Зауваження щодо затвердження

Варто також зазначити, що регулюючі органи, такі як UL, пропонують різні стандарти безпеки продукції для автоматичних вимикачів змінного та постійного струму, враховуючи їх різні принципи роботи та режими відмови. Заміна типів вимикачів робить недійсними будь-які сертифікати безпеки або списки, що створює проблеми з відповідністю залежно від середовища кінцевого використання та вимог клієнтів.

Висновок

У світлі розглянутих тут технічних факторів використання вимикача змінного струму на джерелі постійного струму не рекомендовано. Без урахування цих відмінностей автоматичний вимикач може не забезпечувати надійний захист від перевантаження або короткого замикання через несумісні механізми відключення, характеристики дуги та параметри компонентів. Потенційно це може призвести до передчасного виходу з ладу, відсутності контролю дуги, неправильного розмикання або загрози безпеці.

Отримавши глибшу технічну оцінку цих системних відмінностей, інженери та спеціалісти можуть бути впевненими у визначенні правильних захисних пристроїв для будь-якої комерційної чи промислової установки, що працює від мережі змінного або постійного струму. 

Контакт з TOSUNLux сьогодні, щоб отримати автоматичні вимикачі промислового класу для будь-якого застосування.