直流系统基础知识讲解课件

各位领导、各位老师：大家好！我是北京人民电器厂董事长，南寅。现被聘任于直流装置标准化技术委员会委员；中国电工技术学会低压电器专委会委员；机械工业船用电机电器标准化技术委员会委员。今天十分荣幸地参加我们这次直流系统技术研讨会,能与各位共同探讨直流电源系统保护电器的性能和特点，并借此机会向各位学习，在此表示衷心的感谢。各位领导、各位老师：根据国家电网公司直流电源系统管理规范一、《直流电源系统技术标准》中的要求：5.3.2元器件的要求5.3.2.5直流空气断路器、熔断器应具有安——秒特性曲线，上下级应大于2级的配合级差，并应满足动作选择性的要求。5.3.2.6直流系统中应防止同一条支路中空气断路器的下级使用熔断器。防止在回路故障时失去动作选择性。二、《直流电源系统运行规范》中的要求：第十二条运行管理（八）直流熔断器和空气断路器应采用质量合格的产品，其熔断体或定值应按有关规定分级配置和整定，并定期进行核对，防止因其不正确动作而扩大事故。（九）直流电源系统同一条支路中熔断器与空气断路器不应混用，尤其不应在空气断路器的下级使用熔断路。防止在回路故障时失去动作选择性。严禁直流回路使用交流断路器。直流电源系统运行规范编制说明：根据国家电网公司直流电源系统管理规范一、《直流电源系统技术标第四章设备运行维护管理（九）据调查，部分制造厂和用户还存在在直流回路使用交流空气断路器问题，给运行带来了较大的安全隐患。由于交流电弧与直流电弧具有不同的灭弧机理，决定了交流和直流空气断路器的灭弧室具有根本的差异，交流空气断路器不具备熄灭直流短路电弧的能力。因此，直流回路中严禁使用交流空气断路器。由于交直流两用断路器质量差异较大，应慎重选用。当使用交直流两用断路器时，其性能既应满足开断直流回路短路要求，还应满足动作选择性的要求。直流电源系统中应防止同一条支中熔断器与空气断路器混用的规定为新增内容。空气断路器与熔断路混合保护的级差配合比较困难，由于无时限的空气断路器的脱扣速度基本不变，而熔断器的动作具有反时限特性，电流越大，动作时间越短。无论空气断路器安装在熔断器之前后，总在某些短路电流值范围内会出现失去动作选择性。因此，应尽量避免这种组合保护方式。根据国家电网公司直流电源系统管理规范第四章设备运行维护管理根据国家电网公司直流电源系统管理规范三、《直流电源系统技术监督规定》中的要求第十六条生产厂家对直流电源设备内所选的自动空气断路器和熔断器，在安装前应进行安秒特性和动作电流级差配合校验。第二十七条应加强直流熔断器的管理，熔断器应按有关规定分级配置。一个厂、站的直流熔断器或自动空气断路器，原则上应选用同一厂家系列产品。……….编制说明：第十四条直流电源系统设备内的装置和元器件的质量对运行可靠性有重要影响，不合格的元器件会影响设备整体性能,频繁的故障既降低了设备影响可靠性和可用率，以增加了生产厂家的现场服务成本,影响企业产品信誉，也增加了运行单位的负担。因此，要求生产厂家对直流电源系统设备内的装置和元器件在安装前应进行严格筛选和试验，并对产品的整体质量承担责任。如果进行设备监造，该项也作为监造内容之一。根据国家电网公司直流电源系统管理规范三、《直流电源系统技术监督规定》中的要求根据国家电网公司直流第四十九条运行单位应建立直流电源系统技术监督告警制度，按故障性质、危害性质、可能引发事故的机率等因素，分为三级告警。（一）当直流电流系统出现下列情况之一者，可视为一级告警、应立即消除：1蓄电池短路、开路；2蓄电池总熔断器熔断；四、《变电站直流电源系统技术改造指导意见》中指出A2.2.2直流电源系统空气断路器、熔断器使用不符合要求a）直流电源系统中存在使用交流空气断路器、空气断路器与熔断器混用且未经过级差配合校核等现象。b）直流电源系统中空气断路器、熔断器级差配合不当，在直流回路发生短路故障时无选择动作，扩大影响甚至造成失压。根据国家电网公司直流电源系统管理规范第四十九条运行单位应建立直流电源系统技术监督告警制度，按根据国家电网直流电源系统管理规范宣贯材料第9~10页：在实际运行中，直流回路保护越级动作、空气断路器烧毁或起火等故障比较普遍，因此，直流回路保护的级差配合应引起高度重视。根据国家电网直流电源系统管理规范宣贯材料宣贯材料综上所述，归纳有以下12个关键词三类问题：第一类熔断器和断路器的机理及特性(图1)第二类规定和要求(图2)第三类故障引发的危害(图3)

1◆安—秒特性曲线◆2级的配合级差◆动作选择性◆灭弧机理3◆一级告警：1蓄电池短路、开路；2蓄电池总熔断器熔断造成失压、烧毁或起火◆严禁直流回路使用交流断路器◆交直流两用断路器应满足动作选择性的要求◆

断路器的下级使用熔断器◆

其熔断体或定值应按有关规定分级配置和整定，并定期进行核对，级差配合校核◆

原则上应选用同一厂家系列产品2宣贯材料综上所述，归纳有以下12个关键词三类问题：1◆安—秒目录下面我就三类12个关键词17个问题，与大家共同探讨和分析，提出一些建议，尽可能地解决电源系统中存在的故障隐患4直流、交流断路器的灭弧机理231为什么断路器下级不能使用熔断器熔断器在直流系统中运行的产品种类，熔断器选择性好，为什么大驱势不用了？为什么熔断体或定值应按有关规定分级配置和整定，并定期进行核对，要进行级差配合校核直流断路器的作用目录下面我就三类12个关键词17个问题，与大家共8目录6直流断路器的十大优点795为什么直流回路严禁使用交流、交直流两用断路器直流断路器的选择性什么是选择性保护？选择性的分类？它的重要作用直流断路器容易产生的故障和解决方法8目录6直流断路器的十大优点795为什么直流回路严禁使用交流目录121311选择性级差配合可靠性分析10三段保护式直流断路器的机理、特性和作用对三段保护断路器的改进三段保护和二段保护断路器的比较原则上应选用同一厂家系列产品有什么好处14目录121311选择性级差配合可靠性分析10三段保护式直流断目录18G系列直流断路器电气技术参数17G系列直流断路器全选择性保护方案16短路短延时对蓄电池的影响15北京人民电器厂直流断路器可靠性设计目录18G系列直流断路器电气技术参数17G系列直流断路器全选一、为什么断路器下级不能使用熔断器（一）1、熔断器的种类一、为什么断路器下级不能使用熔断器（一）1、熔断器的种类一、为什么断路器下级不能使用熔断器（二）2、目前在电网使用的直流断路器现状厂家北京人民电器厂西门子ABB梅兰日兰产品外观型号GMG100GMN20RGM32GMB325SX52S252SC32H额定电流20、25、32、40A1、2、3、4、6A1、3、6、10、16、20、25、32、40A16、20、25、32、40A3、4、6、8、10、13、16、20、25、32、40、50A3、4、6、8、10、13、16、20、25、32、40、50A3、4、6、8、10、13、16、20、25、32、40、50A额定电压DC250VDC250VDC250VDC250VDC220V/440VAC400VDC125/250VDC250V额定短路分断能力――4.5kAM型：15kAH型：20kAM型：15kAH型：20kA4.5kA10kA10kA产品宽度2P36mm2P18mm2P36mm2P72mm2P36mm2P36mm2P36mm一、为什么断路器下级不能使用熔断器（二）2、目前在电网使厂家北京人民电器厂西门子ABB梅兰日兰产品外观型号GMG隔离开关GM塑壳断路器GMB三段保护塑壳断路器SHS互锁机构5SX52S3NNS160N使用类型直流专用直流专用直流专用――交直流两用交直流两用交直流两用额定电压DC250VDC250VDC440VDC660VDC1140V――AC220/380/690VDC250VDC125/250VDC250V额定运行短路分断能力（直流）Ics――M型：15kAH型：20kAR型：35kA――22kA50kA50kA一、为什么断路器下级不能使用熔断器（三）2、目前在电网使用的直流断路器现状厂家北京人民电器厂西门子ABB梅兰日兰产品外观型号GMG隔离一、为什么断路器下级不能使用熔断器（四）3、熔断器和断路器的安秒特性比较一、为什么断路器下级不能使用熔断器（四）3、熔断器和断路器一、为什么断路器下级不能使用熔断器（五）以上级为直流断路器20A与下级为RT14-4A为例：故障电流为200~300A时分断时间分断。◆断路器瞬动脱扣器的不可返回性：故障电流经过一个磁线圈，将电流转化为磁通量，时间只需要1~3ms。微型断路器的瞬动值为140A左右（IEC规定C型曲线断路器的额定瞬时动作值5~10In，5In不动，10In必动）。◆熔断器弧前时间大约需1.5～2.5ms，全分断时间在4ms左右。因我们现在大多数采用的是交流熔断器和交流断路器的时间-电流带，分断直流电弧的时间要比交流电弧要长1ms左右。根据试验总结：只要熔断器弧前时间超过2ms,断路器肯定动作。所以，只要故障电流达到断路器动作值，熔断器和断路器会同时分断，甚至是断路器先跳。结论：熔断器不能用在断路器的下级。一、为什么断路器下级不能使用熔断器（五）以上级一、为什么断路器下级不能使用熔断器（六）情况：上级：20A断路器，下级：4A熔断器结论：电流大于200A，断路器越级动作。一、为什么断路器下级不能使用熔断器（六）情况：上级：20A断一、为什么断路器下级不能使用熔断器（七）情况：上级：20A断路器，下级：6A熔断器结论：电流大于200A，断路器越级动作。一、为什么断路器下级不能使用熔断器（七）情况：上级：20A断一、为什么断路器下级不能使用熔断器（八）情况：上级：16A断路器，下级：4A熔断器结论：电流大于160A，断路器越级动作。一、为什么断路器下级不能使用熔断器（八）情况：上级：16A断二、熔断器在直流系统中运行的产品种类，熔断器选择好，为什么大驱势不用了（一）大熔断器与小熔断器的焦尔积分的区分明显，使得熔断器的选择性很好，但大趋势为什么不用了熔断器本身设计上的缺陷，熔体的老化现象：·无冶金效应的熔体老化现象由于熔断体反复负载使熔体受到加热和冷却的循环，产生热膨胀和冷却收缩，使熔体受到机械应力，引起熔体金属材料晶格粗化、扭曲，导致电阻率增加而使特性变坏。·有冶金效应的熔体老化现象有冶金效应的熔体，不仅受到上述的老化影响，由于熔体通过电流时温度的增加，还会使熔体材料的分子溶解到溶剂中去，产生合金现象，改变了熔点，而使特性变坏。由于熔断器受环境温度和湿度的影响较大，熔断时间分散性大。与基座的安装接触力的变化，接触表面氧化等使接触电阻变化很大。二、熔断器在直流系统中运行的产品种类，熔断器选择好，为什么在使用或安装中，已因外力破坏致部分熔片折断或受伤，内部电阻增大，成为熔断器的薄弱点，熔断器整体性能下降，导致越级动作，使全站失压预防方法太复杂有运行经验的基层单位在现场运行规程中，明确规定：当熔断器受到短路电流冲击后应进行检查或更换，以及运行中应定期进行检查。(往往不可能实现)二、熔断器在直流系统中运行的产品种类，熔断器选择性好，为什么大驱势不用了（二）在使用或安装中，已因外力破坏致部分熔片折断或受伤，内部电阻增三、直流断路器的作用

当直流电源系统出现短路故障时，要求断路器能迅速、准确、可靠地将故障区从系统中切除、使故障区域缩小到最小范围，要求断路器即不能拒动、也不能误动、更不能越级动作。三、直流断路器的作用当直流电源系统出现四、直流、交流断路器的灭弧机理（一）一）电弧的产生和熄灭电弧的产生电弧是一种气体放电的特殊形式。产生电弧的条件是电路内的电流和电压必须大于某一最小起弧电流和最小起弧电压。电弧的产生是由于气体的游离。游离的原因有热发射、冷发射、碰撞游离和热游离电弧的熄灭电弧的熄灭是由于气体的消游离，而消游离主要是复合和扩散的作用。

1、复合就是异性离子互相结合而中和。中和+离子-离子四、直流、交流断路器的灭弧机理（一）一）电弧的产生和熄灭中和四、直流、交流断路器的灭弧机理（二）2、扩散就是电弧表面的离子扩散到周围冷介质中去。电弧的熄灭是在消游离的速度超过游离时才能实现。因此，从电的方面来说，要求介质恢复速度（即空气中恢复成中性分子的速度）大于触头两端的电压恢复速度，使电弧不致于因发热形成的热发射和热游离而复燃。在热的方面要使散热速度大于发热速度，使电弧不致因热发射和热游离而复燃。

四、直流、交流断路器的灭弧机理（二）2、扩散就是电弧表面的离常用交流断路器的灭弧措施有以下几点：常用直流断路器的灭弧措施有以下几点：1、依靠触头的迅速分开，在交流电流自然过零时灭弧；2、利用导体回路电动力使电弧迅速移动和拉长；3、采用金属栅片造成许多串联的短弧；4、将电弧拉入灭弧室，利用栅片将其冷却以增大电弧电阻。直流电弧稳定燃烧的条件是输入弧隙的能量等于因冷却而输出的能量，电弧处于能量平衡状态。而弧隙中是游离和消游离处于动态平衡。要使直流电弧熄灭，必须使弧隙内的消游离速度超过游离速度。直流电弧熄灭常采取的途径：1、拉长电弧使电弧伏安特性向上移，也即电弧拉长，使要维持电弧燃烧所需的电弧电压增大，如电弧电压超过外施电压，则电弧就可熄灭。2、强冷电弧直流电弧稳定燃烧，电弧功率几乎全部转变为热功率，通过传导，辐射和对流，将热功率散失到周围介质中。要使电弧熄灭，应该人为加强传导、辐射和对流（或磁吹）等三种散热的强度，使消游离速度超过游离速度。四、直流、交流断路器的灭弧机理（三）交流断路器与直流断路器灭弧措施比较常用交流断路器的灭弧措施有以下几点：常用直流断路器的灭弧措施四、直流、交流断路器的灭弧机理（四）1、直流电弧的熄灭的方式：直流电弧熄灭的方式与电路的工作条件、电流和电压的大小有关。直流电弧熄灭的方式有两种：一是自然灭弧；二是强制灭弧。自然灭弧是靠电器本身的机械力或电弧电流本身的电磁力把电弧拉长或移动而使电弧熄灭；电弧熄灭时的时间长度与电流有关，而与拉长的速度无关。强制灭弧主要措施是运用外加磁场，以加强电弧的运动速度，简称磁吹。微型直流断路器在应用磁吹外，还用窄缝和灭弧栅式灭弧室等，以更好地限制和熄灭电弧和弧焰。

GM100GMB32四、直流、交流断路器的灭弧机理（四）1、直流电弧的熄灭的方式四、直流、交流断路器的灭弧机理（五）直流断路器最难分断直流电弧是临界直流电弧，（如在日常中我们经常遇到，DC220V-1A的小电流，不用直流开关很难分开）、（IEC规定从4倍的额定电流开始，以50%的递减做分断试验，至3%的额定电流值，要求每次的分断时间不大于额定电流分断时间的2倍以上）因电弧电流本身的电磁力很小，主要靠机械力，所以，一个优异的灭弧室高度至关重要，人民电器厂设计的具有专利的灭弧系统，解决了塑壳断路器的直流灭弧难题。GM32MGMN20R四、直流、交流断路器的灭弧机理（五）直流断路器最四、直流、交流断路器的灭弧机理（六）1）铁灭弧栅片窄缝式灭弧室的作用：窄缝交叉式铁灭弧栅片是人民厂的又一创新：应用平行板电极间电弧的熄灭原理，制成了铁栅片灭弧装置。我厂的直流断路器是铁片镀铜后再镀镍制成，在这种工艺下，电弧的运动的轨迹是将电弧拉到灭弧栅，先偏向片的边缘，沿交叉的窄缝边缘向前拉长，此时电弧电流所产生的磁力线，将电弧包围在内，在铁片上，电弧的作用力使电弧靠近铁片中间。这样，促使了电弧迅速运动，起到拉长和强制冷却作用。2）灭弧栅片绝缘的作用：灭弧栅片绝缘的作用限制了弧柱直径，强制电弧向前方出气口喷射，提高了电压梯度，电弧运动速度加大（消游离速度加大），使燃弧时间缩短，弧室的内壁损失少。四）创新的北京人民电器厂直流断路器的灭弧原理：铁灭弧栅片窄缝式灭弧室+灭弧栅片绝缘+VJC原理四、直流、交流断路器的灭弧机理（六）1）铁灭弧栅片窄缝式灭弧四、直流、交流断路器的灭弧机理（七）不加绝缘的铁灭弧栅片（交流灭弧室），在分断直流电弧时，具有稳定燃烧条件，因为铁灭弧栅片的后部份与动触头的距离最近，而且铁栅片的左右没有出气口，在电弧功率转变为热功率后，很难通过辐射和对流将热功率散失到周围介质中，电弧处于能量平衡状态，输入弧隙的能量等于因冷却而输出的能量。这就是交流灭弧室应用到直流故障电流分断时，会烧毁灭弧室的原因之一。直流断路器GM100俯视图红色隔片为人民厂独有的直流灭弧室绝缘隔片四、直流、交流断路器的灭弧机理（七）不加绝缘的铁四、直流、交流断路器的灭弧机理（八）3）VJC原理（人民厂专利）利用触点包容物产生的惰性气体，增大电弧电阻。同时，惰性气体的压力可以加速电弧的运动速度。利用惰性气体的压强加速触头的分离。GM100直流灭弧室剖面图GM100交流灭弧室剖面图四、直流、交流断路器的灭弧机理（八）3）VJC原理（人民厂专五、为什么直流回路严禁使用交流、交直流两用断路器（一）一）怎样确定是交直流两用断路器LGABB标牌标识上面标注先是AC----400V，下面标注是DC----250V，应该判定为交流断路器，或交直流两用断路器。生产厂家在生产断路器时，因其是交流为主保护、所以出厂试验时以交流电流去试验断路器的过载和短路保护特性。所以交直流两用断路器还是交流断路器梅兰日兰五、为什么直流回路严禁使用交流、交直流两用断路器（一）一）怎五、为什么直流回路严禁使用交流、交直流两用断路器（二）二）交流、交直流两用断路器在直流系统中使用会出现什么问题？1、油阻尼液压式：交流、交直流两用断路器过载脱扣器动作特性不准确。2、交流、交直流两用断路器短路瞬时脱扣器动作特性不准确。3、交流灭弧室灭弧能力差、容易烧毁。五、为什么直流回路严禁使用交流、交直流两用断路器（二）二）交五、为什么直流回路严禁使用交流、交直流两用断路器（三）油阻尼液压式热动电磁式双金属片磁轭二）交流、交直流两用断路器在直流系统中使用会出现什么问题？1、断路器过载短路保护脱扣器形式分为：五、为什么直流回路严禁使用交流、交直流两用断路器（三）五、为什么直流回路严禁使用交流、交直流两用断路器（四）2、油阻尼液压式断路器保护特性不准确：a）延时过载脱扣器：油阻尼液压式脱扣器交流断路器使用于直流电网时，延时脱扣器的脱扣电流值按1.3～5倍的交流有效值波动。其原因是，直流电不像交流电流那样有过零点的交变曲线，因而动铁心（衔铁）就没有那种震动的因素存在（交流电流过零点或在零点附近，吸力减弱，当吸力小于弹簧反力就释放，过零点后电流上升，吸力大于弹簧反力又吸合，这种交变就会产生振动，振动有助于脱扣。而这类的脱扣器的铁心或衔铁上是不装分磁环的）。直流既然无过零点的特性，即无此振动现象，而且直流通常是经交流整流后得到的，这种直流与交流有倍的差异，所以直流电网用的长延时脱扣器其油杯内的铁心的位置要适当调整，调整可通过试验来确定它的适用范围。交直流两用断路器的延时过载保护特性不准确b）瞬时脱扣器：对于直流用的瞬时动作脱扣器的动作电流整定值，应是交流有效值的倍（经交流整流后的整流电流等于交流有效值），即原用于交流的瞬时脱扣器的脱扣值是10倍In，现在通过整流为直流。若仍为10In（In为直流电流），则交流线路的电流要提高到10×。而实际上变电所里使用的是蓄电池组，大约是1.3倍（即比＝1.414倍要小）。因此有些按交流电路设计的断路器，在整流之前的瞬动值提高到1.3×10＝13倍In，就能适用于直流电路的瞬动整定值（经整流，滤波后用于直流正好是10倍In）。交直流两用断路器的短路瞬时保护特性不准确二）交流、交直流两用断路器在直流系统中使用会出现什么问题？五、为什么直流回路严禁使用交流、交直流两用断路器（四）2、油五、为什么直流回路严禁使用交流、交直流断路器（五）3热动电磁型断路器短路保护特性不准确a）延时过载脱扣器（热动）：是由双金属原件受热、弯曲而推动断路器动作的，双金属原件发热（受热）与i2R有关。交流和直流的差别几乎可以不考虑。因为交流的有效值与直流的平均值电流是相等的。b）短路瞬动脱扣器：瞬动脱扣器的电流值应是交流值的倍（如果直流电源是经蓄组，则应为1.3倍）。三）交流、直流断路器的灭弧原理不一样。（见第四节）结论：特性不准确，容易产生拒动和烧毁断路器。所以严禁将交流断路器在直流回路里使用。热动电磁式五、为什么直流回路严禁使用交流、交直流断路器（五）3六、G系列直流断路器的十个优点具有良好的防护性能，小型断路器已达到适用于未受过训练的人员使用，无需进行维护的国标要求。体积小、操作方便，可以不频繁分断直流额定电流10000次。具有较高的直流短路电流耐受能力和分断能力。良好的直流短路电流的灭弧能力，ms级的全分断时间。和熔断器一样具有短路瞬动保护结构并能快速切断短路故障。重复使用的热元件不受外力影响，不易折断受损。采用短路短延时功能，可以方便的实现级差配合。加装报警触点可以实现事故跳闸的自动报警。加装辅助触点可以实现自动化监控。需要时可以灯光监视工作状态，具有用途标识的视窗结构。六、G系列直流断路器的十个优点具有良好的防护性能，小型断路器七、直流断路器容易产生的故障和解快方法一是拒动：为满足级差需要，将断路器额定电流选得很大，随着蓄电池的老化，容量降低，各个接点的压力松懈，电阻增大，短路电流达不到动作值，此时产生拒动；致使线路和仪器损坏，甚至产生着火等现象。二是误动：因上下级配置不合理：如熔断器受损或特性变化；断路器下级配置熔断器；选用没有经过级差配合验证过的直流断路器；使用交流或交直流两用断路器等。在额定电流时，过载时、短路时都会产生的越级跳闸误动现象，最严重时会导致全站失压。三是解决的办法：根据国网公司直流电源系统管理规范的上述要求：最关键是要有选择性保护，熔断路虽然选择性好，但因其自身缺陷和管理上的难度，使用不科学，已有多起因熔断器引发的事故。直流断路器也因其过载和瞬动特性的缺陷，很容易造成越级误动。经广东、北京、吉林、湖南、河北、浙江等省的试验已被证实。选择一个即有熔断器的选择性，又有断路器的安全性、重复性、稳定性的产品是大家关心的事情，也就是选择性保护电器的选用。七、直流断路器容易产生的故障和解快方法一是拒动：八、什么是选择性保护？选择性的分类？它的重要作用？选择性保护：对保护装置进行协调配合，以使电网中某点的故障可以被故障上一级的保护装置消除，且仅由其单独消除。

选择性的分类：时间选择性：电流选择性。选择性的重要作用：消除直流电源越级跳闸误动的危害；国家电力公司的要求；相关标准的制订（DL/T5044-2004）；随着运行经验的日益丰富和电力系统技术运行管理水平的日益提高，越来越多的技术专家意识到直流电源系统选择性保护的重要性。八、什么是选择性保护？选择性的分类？它的重要作用？九、直流断路器的选择性

（一）1、电流选择性保护（这里指断路器）在直流回路中发生短路过载故障，短路所产生的故障电流值均超过第一级和第二级的瞬动脱扣器动作设定值（流过所有断路器的电流是一样的），此时下级瞬时脱扣器驱动跳闸机构，断路器跳闸，上级不跳闸，这称电流选择性。根据试验得出结果：断路器之间级差为四级时，此时上级断路器的瞬时动作值可提升到150%。电流如再大后，上级断路器就会动作。也称为局部选择性。也称二段（A类）保护特性：过载长延时保护+短路瞬时保护。2、时间选择性保护在直流回路中发生短路过载故障，短路所产生的故障电流值均超过第一级和第二级的瞬动脱扣器动作设定值（大于上级断路器的瞬时动作值的150%，只有电流选择性时，上下级断路器同时跳闸），此时，在回路中加入一个由瞬动脱扣器驱动的电子延时电路，此时下级在规定的时间内跳闸，上级延时返回不跳闸，这称时间选择性。根据试验得出结果：断路器之间级差为0级差时，当短路电流流过线圈，产生电磁力使铁芯克服弹簧力向下运动，解锁锁定装置并触发四连杆机构打开动静触头。九、直流断路器的选择性（一）1、电流选择性保护（这里指断九、直流断路器的选择性（二）短路电流大于上级断路器的瞬动值15In，上级断路器也不会动作。这称为短路故障时间选择性。我们电器行业称呼为三段（B类）保护特性：

过载长延时保护+短路瞬时保护+短路短延时保护。图中：红线（虚线）表示：未加装延时装置前的电磁脱扣器动作时间；蓝线表示：加装延时装置后的电磁脱扣器动作时间；红线与相应蓝线之间的距离为延时装置的定时长度；相邻蓝线之间的距离为相邻两级断路器的脱扣时间偏移Z。九、直流断路器的选择性（二）短路电流大于上级断路器的瞬动值十、三段保护直流断路器的机理、特性和作用脱扣若故障电流持续10ms，则发出电信号。1．电磁线圈：若短路电流达到10In，线圈吸合。2．高精度线路板：若电磁线圈吸合，则线路板开始计时，延时时间一到，如10ms，则发出电信号，控制脱扣线圈脱扣。短路短延时系统双金属片：当过载电流＞过载整定值时，双金属片变形，脱扣机构动作。脱扣电磁线圈：当短路电流＞瞬动整定值，线圈吸合，脱扣机构动作。脱扣过载、短路保护系统十、三段保护直流断路器的机理、特性和作用脱扣若故障电流持续1十一、选择性级差配合可靠性分析（一）二段保护级差分析：100AhDM1aDM2bDM3cLda=1100ALdb=920ALdb=640A短路电流分析图（蓄电池容量为100Ah，电压为DC220V）在分析断路器短路瞬时脱扣器的动作情况时遵循如下原则:以灵敏度系数Kl为判定依据式中：Id为短路电流KgIn为瞬时脱扣器整定值,断路器瞬动脱扣器整定为额定电流的10倍,允许有±20%的误差；规定：当0.8≤KL≤1.25时断路器可能动作；当KL＜0.8时瞬动脱扣器可靠不动作：当KL＞1.25时瞬动脱扣器可靠动作。十一、选择性级差配合可靠性分析（一）二段保护级差分析：100十一、选择性级差配合可靠性分析（二）十一、选择性级差配合可靠性分析（二）十一、选择性级差配合可靠性分析（三）十一、选择性级差配合可靠性分析（三）十一、选择性级差配合可靠性分析（四）解决直流电源系统保护级差配合及满足动作选择性的要求，有两个途径：一是靠动作电流配合（级差配合）；二是靠动作时间（短延时保护）；两者必须有机、合理地选择及配置，才能最大限度地实现直流电源系统全选择性的要求；才能最大限度地发挥功能价格比的优势。一般情况下，蓄电流出口、直流屏和分电屏选择三段保护断路器，其短延时保护时间分别选择60.30.10毫秒。假如采用G系列全选择性三段保护直流断路器，通常情况下可按标准规范选择。对于蓄电池组电源系统的级差配合，可简化短路电流计算，不需要再考虑回路电阻、电缆截面、电缆热稳定等参数。直流电源系统上下级断路器只要按照额定电流等级选择，就能实现直流电源系统全选择性三段保护。直流二段保护和三段保护断路器的合理配置，可满足100~3000Ah蓄电池直流电源系统从蓄电池出口至负荷处，1~4级的各级保护级差配合的要求。可以满足直流电源系统保护级差配合实现全选择性的要求。G系列全选择性三段保护直流断路器优势十一、选择性级差配合可靠性分析（四）解决直流电十一、选择性级差配合可靠性分析（五）十一、选择性级差配合可靠性分析（五）十一、选择性级差配合可靠性分析（六）十一、选择性级差配合可靠性分析（六）三段保护的动作波形GMB32-2P-40A十一、选择性级差配合可靠性分析（七）三段保护的动作波形GMB32-2P-40A十一、选择性级差二段保护的动作波形GM32-2P-40A十一、选择性级差配合可靠性分析（八）二段保护的动作波形GM32-2P-40A十一、选择性级差配三段保护的动作波形GMB225-2P-200A十一、选择性级差配合可靠性分析（九）三段保护的动作波形GMB225-2P-200A十一、选择性十二、三段保护和二段保护断路器的比较（一）两段保护直流断路器（L+I）三段选择性保护直流断路器（L+I+S）图示（微断）脱扣器分类脱扣器：L+IL．过载长延时脱扣器I．短路瞬时脱扣器脱扣器：L+I+SL．过载长延时脱扣器I．短路瞬时脱扣器S．短路短延时脱扣器动作值整定级差配合时需计算各级断路器处最大短路电流，计算时要考虑断路器内阻和连接电阻，如不进行计算，就有可能出现误动或拒动。短路短延时脱扣器动作值选取为5In或10In，断路器上下级的短路短延时时间按相差1倍以上选择，不需计算各级短路电流值和回路内阻。延时匹配特性靠调整瞬时脱扣器电流动作值来实现上、下级匹配，如果制造中出现联结松动、铜材质变化或截面积不够等影响，会使回路电阻值产生很大变化，原计算的短路电流值会降低从而产生拒动。如上级为熔断器，此时熔断器会熔断,出现越级误动，造成事故扩大。靠选择短路短延时时间来实现上下级匹配。0；10；30；60m短延时时间保护选择性不易实现选择性可靠实现选择性十二、三段保护和二段保护断路器的比较（一）两段保护直流断路A类：二段直流断路器保护特性曲线十二、三段保护和二段保护断路器的比较（二）

A类：二段直流断路器保护特性曲线十二、三段保护和二段保护断路B类：三段直流断路器保护特性曲线十二、三段保护和二段保护断路器的比较（三）B类：三段直流断路器保护特性曲线十二、三段保护和二段保护断路直流二段保护与三段保护断路器的合理配置、可满足100～3000Ah蓄电池直流电源系统从蓄电池出口至负荷处1～4级的各级保护级差配合的要求。可以满足直流系统保护级差配合实现全选择性要求十二、三段保护和二段保护断路器的比较（四）直流二段保护与三段保护断路器的合理配置、可满足100两段保护特性的断路器称为A类保护断路器（即：过载长延时保护+短路瞬时保护）三段保护特性的断路器称为B类保护断路器（即：过载长延时保护+短路短延时保护+短路瞬时保护）断路器型号断路器额定电流短延时电流整定值断路器型号断路器额定电流短延时电流整定值短延时间整定值msGM321、3、6、10、16、20、25、32、4010InGMB3216、20、25、32、4010In~1.2KA（16、20）10In~1.8KA10In~2.5KA（32、40）10GM10010、16、20、25、32、40、50、63、80、10010InGMB10050、63、80、10010In~6KA10、30、60GM225100、125、140、160、180、200、22510InGMB225100、125、140、160、180、200、22510In~8KA10、30、60GM400250、315、350、40010InGMB400250、315、350、40010In~15KA30、60GM800400、500、630、700、8005nGMB800400、500、630、700、8005In~20KA30、60GM1250800、1000、12505nGMB1250800、1000、12505In~20KA30、60十二、三段保护和二段保护断路器的比较（五）两段保护特性的断路器称为A类保护断路器（即：过载长延时保护+十三、对三段保护断路器的改进1特点及用途

GM5B-32系列微型三段保护直流断路器（简称断路器）适用于电力工程蓄电池直流标称电压110V或220V，最高工作电压不超过250V，额定电流至32A及以下的线路中，用来对线路设施和电气设备进行过电流保护，亦可用于不频繁的通断操作。本产品适用于电力工程专业人员使用。该断路器具有体积小、短延时动作特性与电源电压无关，只取决于短路电流大小等特点，填补了我国三段保护微型直流断路器的空白。十三、对三段保护断路器的改进1特点及用途GM5十三、对三段保护断路器的改进2尺寸对比GM5-63两段保护断路器GM5B-32新式三段保护断路器GMB—32老式三段保护断路器十三、对三段保护断路器的改进2尺寸对比GM5-63两段保护断十三、对三段保护断路器的改进3内部机构重新设计十三、对三段保护断路器的改进3内部机构重新设计产品照片型号GM5B-32GM5-63OF、SD、OF+OF、OF+SD极数2P（45mm）1P（18mm）、2P（36mm）0.5P（９mm）额定工作电流In16～32A1～63A额定工作电压ＤＣ２２０V、DC110VDC440V、DC２２０V、DC110V极限短路分断能力Ｉｃｎ4.5kA（T=4ms）DC440V＝10kA－２ＰＤＣ２２０Ｖ＝２０ＫＡ（T=4ms）短路瞬时电流整定值Ii1200A10In短路短延时电流整定值Isd10In～1.2kA--短路短延时时间整定值Tsdｔ=10ms--符合标准IEC９４７-2

GB１４０４８.2IEC60898-2、GB10963.2十三、对三段保护断路器的改进4产品参数表电流形式使用范围额定工作电压（V）/额定工作电流（A）ＡＣＡＣ－１５２４／６１１０／６２３０／６２３０／４４００／３４１５／３５０／６０ＨｚＤＣＤＣ－１４２４／３６０／３１１０／３２２０／１型号GM5B-32GM5-63OF、SD、OF+OF、OF+十三、对三段保护断路器的改进5使用与维护⑴断路器的正负极性不可接错，电源端与负载端不可接反；⑵断路器左上角附有试验按钮（蓝色），用于检查短延时功能是否正常。当断路器"+"、"-"极接入电源"+"、"-"时，合上断路器（不接负载），然后按下试验按钮，断路器应自动脱扣，表示断路器短延时功能正常，如不能自动脱扣，原因可能是：

a.断路器电源“+”、“-”极接反；

b.断路器内部短延时控制系统失灵。⑶在断路器正式投入运行时，不允许用按试验按钮使断路器脱扣的方法来断开电路。⑷断路器各种特性由制造厂整定，在使用中不可调节；⑸断路器在正常工作条件和额定值使用时，断路器不需要特殊维护。十三、对三段保护断路器的改进5使用与维护⑴断路器的正负极性不十四、原则上选用同一厂家系列产品的好处原则上选用同一厂家系列产品的好处1）由于每个厂家制造断路器时所选零部件材料、结构、内阻值、分断速度、特性校验的标准等等不同，因此导致各个厂家的断路器的动作曲线不同。2）每个厂家的上下级断路器是配套生产的，使用同一厂家生产的系列断路器，在分断特性能配合，如IEC要求瞬动值5~10In，有些厂家按5In不动10In动去生产，而人民电器厂根据直流电源的独特性，出厂的瞬动值8In不动，10In动更符合实际需求。又在大型直流实验站做过大量的级差配合实验，均能可靠实现级差配合，而下级换成其它厂家的断路器，则不能实现整个直流系统的全选择性保护。十四、原则上选用同一厂家系列产品的好处原则上选用同一厂家系列可靠性设计与制造十五、北京人民电器厂直流断路器的可靠性设计与制造可靠性设计与制造十五、北京人民电器厂直流断路器的可靠性设计与十五、北京人民电器厂直流断路器的可靠性设计与制造作为一个重要的保护器件，直流断路器的质量需要从各个方面进行保证。这里以三段保护直流断路器为例子，介绍以下我们在以下几个方面所开展的工作：短路短延时时间的保证断路器内部机械机构的可靠性保证电子线路的可靠性设计1、直流断路器的可靠性保证十五、北京人民电器厂直流断路器的可靠性设计与制造作为一个重2、机械机构的可靠性保证GMB32脱扣机构高技术产品：带有自润滑功能，受力条件下机械磨擦试验40000次以后磨擦系数不变，大大提高产品的机械寿命。GMB塑壳断路器十五、北京人民电器厂直流断路器的可靠性设计与制造2、机械机构的可靠性保证GMB32脱扣机构高技术产品：带有自十五、北京人民电器厂直流断路器的可靠性设计与制造3、电子线路的可靠性设计电子线路板电源控制开关只有在短路电流产生时才闭合。正常电流时，整个电子线路都不带电。不会产生误动。十五、北京人民电器厂直流断路器的可靠性设计与制造3、电子线路十六、短延时对蓄电池有无影响？三段保护断路器毫秒级的延时，不会影响蓄电池的使用寿命和相关特性。■北京人民电器厂试验站 上万次大电流短路进行活化维护后，容量仍在95%以上理论依据试验证明■蓄电池大电流放电检验标准规定：30倍率放电，1分钟（60000ms)不能损坏通讯电源规定为3分钟（18000ms)不能损坏∫I2t,按照热容量积分来考虑，蓄电池完全可以承受这样的短时间电流十六、短延时对蓄电池有无影响？三段保护断路器毫秒级的延时，不十七、G系列直流断路器全选择性保护方案十七、G系列直流断路器全选择性保护方案十八、G系列直流断路器电气技术参数（一）十八、G系列直流断路器电气技术参数（一）十八、G系列直流断路器电气技术参数（二）十八、G系列直流断路器电气技术参数（二）北京人民电器厂企业简介北京人民电器厂企业简介北京人民电器厂A厂区北京人民电器厂A厂区为总装厂区，企业行政管理、产品装配、自动化检测流水线、综合实验站等坐落于此。北京人民电器厂A厂区北京人民电器厂A厂区北京人民电器厂B厂区北京人民电器厂B厂区为零部件生产厂区，承担企业所有产品关键零部件的生产与制造，为北京人民电器厂全资子公司。北京人民电器厂B厂区北京人民电器厂B厂区荣誉证书荣誉证书荣誉证书ISO9001ISO14000OHSAS18001荣誉证书ISO9001ISO14000OHSAS18001生产设备EMC实验室

拥有雷击浪涌发生器、三相网络\去耦网络耦合箱、静电放电测试仪、群脉冲发生器等。生产设备EMC实验室

生产设备大容量高温老化室生产设备大容量高温老化室生产设备高低温试验箱生产设备高低温试验箱生产设备点焊ACB生产线生产设备点焊ACB生产线生产设备GM8塑壳断路器自动化检测流水线生产设备GM8塑壳断路器自动化检测流水线生产设备GＭ5直流断路器自动化检测流水线机械手生产设备GＭ5直流断路器自动化检测流水线机械手生产设备自动化流水线自动化流水线工位生产设备自动化流水线自动化流水线工位生产设备自动化流水线自动化流水线工位生产设备自动化流水线自动化流水线工位生产设备微断特性校验台生产设备微断特性校验台生产设备工具显微镜触摸屏式断路器特性校验台生产设备工具显微镜触摸屏式断路器特性校验台生产设备弹簧拉压试验仪激光测量仪生产设备弹簧拉压试验仪激光测量仪生产设备瑞士阿奇公司生产的全自动电脉冲机生产设备瑞士阿奇公司生产的全自动电脉冲机生产设备大型全自动注塑机生产设备大型全自动注塑机试验设备交流实验站试验设备交流实验站直流试验站直流实验站屏柜直流实验站3000Ah220VDC蓄电池组日本原装进口多功能存储录波仪直流试验站直流实验站屏柜直流实验站3000Ah220VD各位领导、各位老师：大家好！我是北京人民电器厂董事长，南寅。现被聘任于直流装置标准化技术委员会委员；中国电工技术学会低压电器专委会委员；机械工业船用电机电器标准化技术委员会委员。今天十分荣幸地参加我们这次直流系统技术研讨会,能与各位共同探讨直流电源系统保护电器的性能和特点，并借此机会向各位学习，在此表示衷心的感谢。各位领导、各位老师：根据国家电网公司直流电源系统管理规范一、《直流电源系统技术标准》中的要求：5.3.2元器件的要求5.3.2.5直流空气断路器、熔断器应具有安——秒特性曲线，上下级应大于2级的配合级差，并应满足动作选择性的要求。5.3.2.6直流系统中应防止同一条支路中空气断路器的下级使用熔断器。防止在回路故障时失去动作选择性。二、《直流电源系统运行规范》中的要求：第十二条运行管理（八）直流熔断器和空气断路器应采用质量合格的产品，其熔断体或定值应按有关规定分级配置和整定，并定期进行核对，防止因其不正确动作而扩大事故。（九）直流电源系统同一条支路中熔断器与空气断路器不应混用，尤其不应在空气断路器的下级使用熔断路。防止在回路故障时失去动作选择性。严禁直流回路使用交流断路器。直流电源系统运行规范编制说明：根据国家电网公司直流电源系统管理规范一、《直流电源系统技术标第四章设备运行维护管理（九）据调查，部分制造厂和用户还存在在直流回路使用交流空气断路器问题，给运行带来了较大的安全隐患。由于交流电弧与直流电弧具有不同的灭弧机理，决定了交流和直流空气断路器的灭弧室具有根本的差异，交流空气断路器不具备熄灭直流短路电弧的能力。因此，直流回路中严禁使用交流空气断路器。由于交直流两用断路器质量差异较大，应慎重选用。当使用交直流两用断路器时，其性能既应满足开断直流回路短路要求，还应满足动作选择性的要求。直流电源系统中应防止同一条支中熔断器与空气断路器混用的规定为新增内容。空气断路器与熔断路混合保护的级差配合比较困难，由于无时限的空气断路器的脱扣速度基本不变，而熔断器的动作具有反时限特性，电流越大，动作时间越短。无论空气断路器安装在熔断器之前后，总在某些短路电流值范围内会出现失去动作选择性。因此，应尽量避免这种组合保护方式。根据国家电网公司直流电源系统管理规范第四章设备运行维护管理根据国家电网公司直流电源系统管理规范三、《直流电源系统技术监督规定》中的要求第十六条生产厂家对直流电源设备内所选的自动空气断路器和熔断器，在安装前应进行安秒特性和动作电流级差配合校验。第二十七条应加强直流熔断器的管理，熔断器应按有关规定分级配置。一个厂、站的直流熔断器或自动空气断路器，原则上应选用同一厂家系列产品。……….编制说明：第十四条直流电源系统设备内的装置和元器件的质量对运行可靠性有重要影响，不合格的元器件会影响设备整体性能,频繁的故障既降低了设备影响可靠性和可用率，以增加了生产厂家的现场服务成本,影响企业产品信誉，也增加了运行单位的负担。因此，要求生产厂家对直流电源系统设备内的装置和元器件在安装前应进行严格筛选和试验，并对产品的整体质量承担责任。如果进行设备监造，该项也作为监造内容之一。根据国家电网公司直流电源系统管理规范三、《直流电源系统技术监督规定》中的要求根据国家电网公司直流第四十九条运行单位应建立直流电源系统技术监督告警制度，按故障性质、危害性质、可能引发事故的机率等因素，分为三级告警。（一）当直流电流系统出现下列情况之一者，可视为一级告警、应立即消除：1蓄电池短路、开路；2蓄电池总熔断器熔断；四、《变电站直流电源系统技术改造指导意见》中指出A2.2.2直流电源系统空气断路器、熔断器使用不符合要求a）直流电源系统中存在使用交流空气断路器、空气断路器与熔断器混用且未经过级差配合校核等现象。b）直流电源系统中空气断路器、熔断器级差配合不当，在直流回路发生短路故障时无选择动作，扩大影响甚至造成失压。根据国家电网公司直流电源系统管理规范第四十九条运行单位应建立直流电源系统技术监督告警制度，按根据国家电网直流电源系统管理规范宣贯材料第9~10页：在实际运行中，直流回路保护越级动作、空气断路器烧毁或起火等故障比较普遍，因此，直流回路保护的级差配合应引起高度重视。根据国家电网直流电源系统管理规范宣贯材料宣贯材料综上所述，归纳有以下12个关键词三类问题：第一类熔断器和断路器的机理及特性(图1)第二类规定和要求(图2)第三类故障引发的危害(图3)

1◆安—秒特性曲线◆2级的配合级差◆动作选择性◆灭弧机理3◆一级告警：1蓄电池短路、开路；2蓄电池总熔断器熔断造成失压、烧毁或起火◆严禁直流回路使用交流断路器◆交直流两用断路器应满足动作选择性的要求◆

断路器的下级使用熔断器◆

其熔断体或定值应按有关规定分级配置和整定，并定期进行核对，级差配合校核◆

原则上应选用同一厂家系列产品2宣贯材料综上所述，归纳有以下12个关键词三类问题：1◆安—秒目录下面我就三类12个关键词17个问题，与大家共同探讨和分析，提出一些建议，尽可能地解决电源系统中存在的故障隐患4直流、交流断路器的灭弧机理231为什么断路器下级不能使用熔断器熔断器在直流系统中运行的产品种类，熔断器选择性好，为什么大驱势不用了？为什么熔断体或定值应按有关规定分级配置和整定，并定期进行核对，要进行级差配合校核直流断路器的作用目录下面我就三类12个关键词17个问题，与大家共8目录6直流断路器的十大优点795为什么直流回路严禁使用交流、交直流两用断路器直流断路器的选择性什么是选择性保护？选择性的分类？它的重要作用直流断路器容易产生的故障和解决方法8目录6直流断路器的十大优点795为什么直流回路严禁使用交流目录121311选择性级差配合可靠性分析10三段保护式直流断路器的机理、特性和作用对三段保护断路器的改进三段保护和二段保护断路器的比较原则上应选用同一厂家系列产品有什么好处14目录121311选择性级差配合可靠性分析10三段保护式直流断目录18G系列直流断路器电气技术参数17G系列直流断路器全选择性保护方案16短路短延时对蓄电池的影响15北京人民电器厂直流断路器可靠性设计目录18G系列直流断路器电气技术参数17G系列直流断路器全选一、为什么断路器下级不能使用熔断器（一）1、熔断器的种类一、为什么断路器下级不能使用熔断器（一）1、熔断器的种类一、为什么断路器下级不能使用熔断器（二）2、目前在电网使用的直流断路器现状厂家北京人民电器厂西门子ABB梅兰日兰产品外观型号GMG100GMN20RGM32GMB325SX52S252SC32H额定电流20、25、32、40A1、2、3、4、6A1、3、6、10、16、20、25、32、40A16、20、25、32、40A3、4、6、8、10、13、16、20、25、32、40、50A3、4、6、8、10、13、16、20、25、32、40、50A3、4、6、8、10、13、16、20、25、32、40、50A额定电压DC250VDC250VDC250VDC250VDC220V/440VAC400VDC125/250VDC250V额定短路分断能力――4.5kAM型：15kAH型：20kAM型：15kAH型：20kA4.5kA10kA10kA产品宽度2P36mm2P18mm2P36mm2P72mm2P36mm2P36mm2P36mm一、为什么断路器下级不能使用熔断器（二）2、目前在电网使厂家北京人民电器厂西门子ABB梅兰日兰产品外观型号GMG隔离开关GM塑壳断路器GMB三段保护塑壳断路器SHS互锁机构5SX52S3NNS160N使用类型直流专用直流专用直流专用――交直流两用交直流两用交直流两用额定电压DC250VDC250VDC440VDC660VDC1140V――AC220/380/690VDC250VDC125/250VDC250V额定运行短路分断能力（直流）Ics――M型：15kAH型：20kAR型：35kA――22kA50kA50kA一、为什么断路器下级不能使用熔断器（三）2、目前在电网使用的直流断路器现状厂家北京人民电器厂西门子ABB梅兰日兰产品外观型号GMG隔离一、为什么断路器下级不能使用熔断器（四）3、熔断器和断路器的安秒特性比较一、为什么断路器下级不能使用熔断器（四）3、熔断器和断路器一、为什么断路器下级不能使用熔断器（五）以上级为直流断路器20A与下级为RT14-4A为例：故障电流为200~300A时分断时间分断。◆断路器瞬动脱扣器的不可返回性：故障电流经过一个磁线圈，将电流转化为磁通量，时间只需要1~3ms。微型断路器的瞬动值为140A左右（IEC规定C型曲线断路器的额定瞬时动作值5~10In，5In不动，10In必动）。◆熔断器弧前时间大约需1.5～2.5ms，全分断时间在4ms左右。因我们现在大多数采用的是交流熔断器和交流断路器的时间-电流带，分断直流电弧的时间要比交流电弧要长1ms左右。根据试验总结：只要熔断器弧前时间超过2ms,断路器肯定动作。所以，只要故障电流达到断路器动作值，熔断器和断路器会同时分断，甚至是断路器先跳。结论：熔断器不能用在断路器的下级。一、为什么断路器下级不能使用熔断器（五）以上级一、为什么断路器下级不能使用熔断器（六）情况：上级：20A断路器，下级：4A熔断器结论：电流大于200A，断路器越级动作。一、为什么断路器下级不能使用熔断器（六）情况：上级：20A断一、为什么断路器下级不能使用熔断器（七）情况：上级：20A断路器，下级：6A熔断器结论：电流大于200A，断路器越级动作。一、为什么断路器下级不能使用熔断器（七）情况：上级：20A断一、为什么断路器下级不能使用熔断器（八）情况：上级：16A断路器，下级：4A熔断器结论：电流大于160A，断路器越级动作。一、为什么断路器下级不能使用熔断器（八）情况：上级：16A断二、熔断器在直流系统中运行的产品种类，熔断器选择好，为什么大驱势不用了（一）大熔断器与小熔断器的焦尔积分的区分明显，使得熔断器的选择性很好，但大趋势为什么不用了熔断器本身设计上的缺陷，熔体的老化现象：·无冶金效应的熔体老化现象由于熔断体反复负载使熔体受到加热和冷却的循环，产生热膨胀和冷却收缩，使熔体受到机械应力，引起熔体金属材料晶格粗化、扭曲，导致电阻率增加而使特性变坏。·有冶金效应的熔体老化现象有冶金效应的熔体，不仅受到上述的老化影响，由于熔体通过电流时温度的增加，还会使熔体材料的分子溶解到溶剂中去，产生合金现象，改变了熔点，而使特性变坏。由于熔断器受环境温度和湿度的影响较大，熔断时间分散性大。与基座的安装接触力的变化，接触表面氧化等使接触电阻变化很大。二、熔断器在直流系统中运行的产品种类，熔断器选择好，为什么在使用或安装中，已因外力破坏致部分熔片折断或受伤，内部电阻增大，成为熔断器的薄弱点，熔断器整体性能下降，导致越级动作，使全站失压预防方法太复杂有运行经验的基层单位在现场运行规程中，明确规定：当熔断器受到短路电流冲击后应进行检查或更换，以及运行中应定期进行检查。(往往不可能实现)二、熔断器在直流系统中运行的产品种类，熔断器选择性好，为什么大驱势不用了（二）在使用或安装中，已因外力破坏致部分熔片折断或受伤，内部电阻增三、直流断路器的作用

当直流电源系统出现短路故障时，要求断路器能迅速、准确、可靠地将故障区从系统中切除、使故障区域缩小到最小范围，要求断路器即不能拒动、也不能误动、更不能越级动作。三、直流断路器的作用当直流电源系统出现四、直流、交流断路器的灭弧机理（一）一）电弧的产生和熄灭电弧的产生电弧是一种气体放电的特殊形式。产生电弧的条件是电路内的电流和电压必须大于某一最小起弧电流和最小起弧电压。电弧的产生是由于气体的游离。游离的原因有热发射、冷发射、碰撞游离和热游离电弧的熄灭电弧的熄灭是由于气体的消游离，而消游离主要是复合和扩散的作用。

1、复合就是异性离子互相结合而中和。中和+离子-离子四、直流、交流断路器的灭弧机理（一）一）电弧的产生和熄灭中和四、直流、交流断路器的灭弧机理（二）2、扩散就是电弧表面的离子扩散到周围冷介质中去。电弧的熄灭是在消游离的速度超过游离时才能实现。因此，从电的方面来说，要求介质恢复速度（即空气中恢复成中性分子的速度）大于触头两端的电压恢复速度，使电弧不致于因发热形成的热发射和热游离而复燃。在热的方面要使散热速度大于发热速度，使电弧不致因热发射和热游离而复燃。

四、直流、交流断路器的灭弧机理（二）2、扩散就是电弧表面的离常用交流断路器的灭弧措施有以下几点：常用直流断路器的灭弧措施有以下几点：1、依靠触头的迅速分开，在交流电流自然过零时灭弧；2、利用导体回路电动力使电弧迅速移动和拉长；3、采用金属栅片造成许多串联的短弧；4、将电弧拉入灭弧室，利用栅片将其冷却以增大电弧电阻。直流电弧稳定燃烧的条件是输入弧隙的能量等于因冷却而输出的能量，电弧处于能量平衡状态。而弧隙中是游离和消游离处于动态平衡。要使直流电弧熄灭，必须使弧隙内的消游离速度超过游离速度。直流电弧熄灭常采取的途径：1、拉长电弧使电弧伏安特性向上移，也即电弧拉长，使要维持电弧燃烧所需的电弧电压增大，如电弧电压超过外施电压，则电弧就可熄灭。2、强冷电弧直流电弧稳定燃烧，电弧功率几乎全部转变为热功率，通过传导，辐射和对流，将热功率散失到周围介质中。要使电弧熄灭，应该人为加强传导、辐射和对流（或磁吹）等三种散热的强度，使消游离速度超过游离速度。四、直流、交流断路器的灭弧机理（三）交流断路器与直流断路器灭弧措施比较常用交流断路器的灭弧措施有以下几点：常用直流断路器的灭弧措施四、直流、交流断路器的灭弧机理（四）1、直流电弧的熄灭的方式：直流电弧熄灭的方式与电路的工作条件、电流和电压的大小有关。直流电弧熄灭的方式有两种：一是自然灭弧；二是强制灭弧。自然灭弧是靠电器本身的机械力或电弧电流本身的电磁力把电弧拉长或移动而使电弧熄灭；电弧熄灭时的时间长度与电流有关，而与拉长的速度无关。强制灭弧主要措施是运用外加磁场，以加强电弧的运动速度，简称磁吹。微型直流断路器在应用磁吹外，还用窄缝和灭弧栅式灭弧室等，以更好地限制和熄灭电弧和弧焰。

GM100GMB32四、直流、交流断路器的灭弧机理（四）1、直流电弧的熄灭的方式四、直流、交流断路器的灭弧机理（五）直流断路器最难分断直流电弧是临界直流电弧，（如在日常中我们经常遇到，DC220V-1A的小电流，不用直流开关很难分开）、（IEC规定从4倍的额定电流开始，以50%的递减做分断试验，至3%的额定电流值，要求每次的分断时间不大于额定电流分断时间的2倍以上）因电弧电流本身的电磁力很小，主要靠机械力，所以，一个优异的灭弧室高度至关重要，人民电器厂设计的具有专利的灭弧系统，解决了塑壳断路器的直流灭弧难题。GM32MGMN20R四、直流、交流断路器的灭弧机理（五）直流断路器最四、直流、交流断路器的灭弧机理（六）1）铁灭弧栅片窄缝式灭弧室的作用：窄缝交叉式铁灭弧栅片是人民厂的又一创新：应用平行板电极间电弧的熄灭原理，制成了铁栅片灭弧装置。我厂的直流断路器是铁片镀铜后再镀镍制成，在这种工艺下，电弧的运动的轨迹是将电弧拉到灭弧栅，先偏向片的边缘，沿交叉的窄缝边缘向前拉长，此时电弧电流所产生的磁力线，将电弧包围在内，在铁片上，电弧的作用力使电弧靠近铁片中间。这样，促使了电弧迅速运动，起到拉长和强制冷却作用。2）灭弧栅片绝缘的作用：灭弧栅片绝缘的作用限制了弧柱直径，强制电弧向前方出气口喷射，提高了电压梯度，电弧运动速度加大（消游离速度加大），使燃弧时间缩短，弧室的内壁损失少。四）创新的北京人民电器厂直流断路器的灭弧原理：铁灭弧栅片窄缝式灭弧室+灭弧栅片绝缘+VJC原理四、直流、交流断路器的灭弧机理（六）1）铁灭弧栅片窄缝式灭弧四、直流、交流断路器的灭弧机理（七）不加绝缘的铁灭弧栅片（交流灭弧室），在分断直流电弧时，具有稳定燃烧条件，因为铁灭弧栅片的后部份与动触头的距离最近，而且铁栅片的左右没有出气口，在电弧功率转变为热功率后，很难通过辐射和对流将热功率散失到周围介质中，电弧处于能量平衡状态，输入弧隙的能量等于因冷却而输出的能量。这就是交流灭弧室应用到直流故障电流分断时，会烧毁灭弧室的原因之一。直流断路器GM100俯视图红色隔片为人民厂独有的直流灭弧室绝缘隔片四、直流、交流断路器的灭弧机理（七）不加绝缘的铁四、直流、交流断路器的灭弧机理（八）3）VJC原理（人民厂专利）利用触点包容物产生的惰性气体，增大电弧电阻。同时，惰性气体的压力可以加速电弧的运动速度。利用惰性气体的压强加速触头的分离。GM100直流灭弧室剖面图GM100交流灭弧室剖面图四、直流、交流断路器的灭弧机理（八）3）VJC原理（人民厂专五、为什么直流回路严禁使用交流、交直流两用断路器（一）一）怎样确定是交直流两用断路器LGABB标牌标识上面标注先是AC----400V，下面标注是DC----250V，应该判定为交流断路器，或交直流两用断路器。生产厂家在生产断路器时，因其是交流为主保护、所以出厂试验时以交流电流去试验断路器的过载和短路保护特性。所以交直流两用断路器还是交流断路器梅兰日兰五、为什么直流回路严禁使用交流、交直流两用断路器（一）一）怎五、为什么直流回路严禁使用交流、交直流两用断路器（二）二）交流、交直流两用断路器在直流系统中使用会出现什么问题？1、油阻尼液压式：交流、交直流两用断路器过载脱扣器动作特性不准确。2、交流、交直流两用断路器短路瞬时脱扣器动作特性不准确。3、交流灭弧室灭弧能力差、容易烧毁。五、为什么直流回路严禁使用交流、交直流两用断路器（二）二）交五、为什么直流回路严禁使用交流、交直流两用断路器（三）油阻尼液压式热动电磁式双金属片磁轭二）交流、交直流两用断路器在直流系统中使用会出现什么问题？1、断路器过载短路保护脱扣器形式分为：五、为什么直流回路严禁使用交流、交直流两用断路器（三）五、为什么直流回路严禁使用交流、交直流两用断路器（四）2、油阻尼液压式断路器保护特性不准确：a）延时过载脱扣器：油阻尼液压式脱扣器交流断路器使用于直流电网时，延时脱扣器的脱扣电流值按1.3～5倍的交流有效值波动。其原因是，直流电不像交流电流那样有过零点的交变曲线，因而动铁心（衔铁）就没有那种震动的因素存在（交流电流过零点或在零点附近，吸力减弱，当吸力小于弹簧反力就释放，过零点后电流上升，吸力大于弹簧反力又吸合，这种交变就会产生振动，振动有助于脱扣。而这类的脱扣器的铁心或衔铁上是不装分磁环的）。直流既然无过零点的特性，即无此振动现象，而且直流通常是经交流整流后得到的，这种直流与交流有倍的差异，所以直流电网用的长延时脱扣器其油杯内的铁心的位置要适当调整，调整可通过试验来确定它的适用范围。交直流两用断路器的延时过载保护特性不准确b）瞬时脱扣器：对于直流用的瞬时动作脱扣器的动作电流整定值，应是交流有效值的倍（经交流整流后的整流电流等于交流有效值），即原用于交流的瞬时脱扣器的脱扣值是10倍In，现在通过整流为直流。若仍为10In（In为直流电流），则交流线路的电流要提高到10×。而实际上变电所里使用的是蓄电池组，大约是1.3倍（即比＝