Waarom kunnen AC-stroomonderbrekers niet rechtstreeks worden gebruikt voor DC-toepassingen?

International Energy Agency: Global Electricity Demand Will Continue To Grow Strongly

Bij het routineonderhoud en de uitrustingsselectie van energiesystemen hebben veel mensen deze gedachte: AC-stroomonderbrekers en DC-stroomonderbrekers zien er hetzelfde uit, dus ik kan er gewoon één vervangen en hij zou moeten werken, toch? Dit idee is uiterst gevaarlijk. Een AC gebruikenstroomonderbrekerin een DC-circuit is niet simpelweg een kwestie van ‘doen’, maar een fataal misverstand over ‘nuldoorgangen’ en ‘boogdoving’.

Het ‘natuurlijke voordeel’ van wisselstroom: nuldoorgangen

Om de oorzaak van het probleem te begrijpen, moeten we eerst kijken naar de essentiële verschillen tussen de twee soorten stroom. De grootte en richting van wisselstroom veranderen sinusoïdaal en periodiek in de tijd. Bij de stroomfrequentie van 50 Hz in mijn land passeert de stroom op natuurlijke wijze 100 nul-momenten per seconde-dit is de 'nuldoorgang'.

Wanneer een ACstroomonderbrekereen foutstroom onderbreekt, wordt de tussen de contacten gegenereerde boog automatisch en tijdelijk gedoofd bij elke nuldoorgang. Op dit moment komt het boog-doofapparaat in de stroomonderbreker tussenbeide, waardoor de boog wordt verlengd en afgekoeld, waardoor wordt voorkomen dat deze opnieuw ontsteekt wanneer de volgende halve- golf arriveert, waardoor de onderbreking gemakkelijk wordt voltooid. Er kan worden gezegd dat het gehele boog-blussysteem van een ACstroomonderbrekeris op maat-gemaakt rond dit 'nul--kenmerk.

De 'fatale fout' van DC: geen nul-doorgang

De richting en grootte van de gelijkstroom blijven constant, zonder spontane nul-doorgangen. Zodra de contacten loskomen en er een boog ontstaat, vormt de boog, onder continue stroomtoevoer, een stabiel brandend 'plasmakanaal', met vrijwel geen mogelijkheid tot zelfdovend -.

Wanneer een ACstroomonderbrekerwordt gebruikt om een DC-fout te onderbreken, zijn de boog-bluskamer en contactstructuur volstrekt ontoereikend om deze continue boog aan te kunnen. De hoge- temperatuurboog in de contactopening kan niet effectief worden verlengd en gekoeld, wat vaak resulteert instroomonderbrekerburn-out, contactlassen of zelfs ernstige elektrische branden.

Incompatibiliteit van beschermingskenmerken

Naast het verschil in boogdovende mogelijkheden, is de beschermingslogica van de twee ook incompatibel. De instelwaarde van de elektromagnetische uitschakeleenheid (gebruikt voor onmiddellijke kortsluitbeveiliging-) van een ACstroomonderbrekeris ontworpen op basis van de relatie tussen de effectieve waarde en de piekwaarde van de wisselstroom. Het direct leveren van gelijkstroom zal de werkingskarakteristieken van het magnetische circuitsysteem aanzienlijk afwijken, wat leidt tot een verandering in de beveiligingsdrempel. Dit kan resulteren in een voortijdige valse uitschakeling of een vertraagde uitschakeling, waardoor de beoogde nauwkeurige beveiligingsfunctie verloren gaat.

Kortom, hoewel AC en DC beide vormen van elektrische energie zijn, resulteert het fundamentele verschil in de aard van de stroom in aanzienlijke verschillen in de interne structuur van stroomonderbrekers. Kies voor uitrusting en persoonlijke veiligheid altijd speciaalstroomonderbrekerswaarvan de naamplaatjes duidelijk DC-parameters aangeven (zoals "DC 250V").