DC 회로 차단기

이들은 직류로 공급되는 회로에서 단락 및 과전류로부터 보호하는 기계적 스위치입니다. 이들은 고장 발생 시 DC 전기 시스템의 전류 흐름을 차단하도록 설계되었습니다.

그들은 전류를 제한하고 과전류로 인한 아크를 소멸시킬 수 있는 메커니즘을 적용합니다. 이를 통해 회로의 차등 타이밍이 크게 개선됩니다.

DC 기본을 위한 회로 차단기

DC 회로 차단기 기호

우리는 이러한 기호를 주로 사용합니다 전기 회로.

· DC 회로 차단기 배선도

하지만 배선도의 경우 이와 같은 3D 이미지를 볼 수 있습니다.

DC 시스템에서 회로 차단기의 기능

그들의 이름에서 우리가 그런 것을 사용한다는 것이 분명합니다. 전기 차단기 직류를 사용하여 작동하는 시스템을 보호합니다. 이러한 시스템은 AC 시스템과 달리 일정한 전압 출력을 갖습니다.

그들은 DC 시스템을 보호하기 위해 자기 및 열 원리를 결합합니다. 전류가 정격 값을 초과하면 차단기가 열 보호를 사용하여 트립됩니다.

회로 내에서 발생하는 모든 현재 오류를 일시적으로 차단하도록 설계되었습니다. 또한 과도한 전압으로 인해 발생하는 모든 아크를 빠르게 끄는 데에도 사용됩니다.

차단기 열 보호는 시스템의 과부하 전류에 대한 장애 안전 장치입니다. 강한 고장 전류를 처리할 때 빠른 자기 보호가 차단기를 트립합니다..

DC 회로에 일정한 전류가 흐른다는 것은 접점이 한계를 넘어 완전히 열려 있어야 한다는 것을 의미합니다. 이는 과도한 전류의 흐름이 완전히 차단되도록 하기 위한 것입니다.

즉, 차단기는 DC 시스템을 모든 오류나 단락으로부터 보호합니다. 이러한 단락은 과부하보다 더 큰 경향이 있습니다.

DC 회로 차단기 유형

DC 아크 억제 회로 차단기

아크 억제를 소화하는 데 있어서 DC 아크가 가장 어렵습니다. 우리는 직류를 지속적으로 공급하기 때문에 매우 넓은 갭에서 매우 안정적입니다.

아크 효과를 줄이려면 스위칭 메커니즘이 접점을 매우 빠르게 분리하도록 해야 합니다. 이렇게 하면 개방 시 아크를 소멸시키는 공기 간격이 생성되어야 합니다.

차단기의 접점은 개방 시 발생하는 동일한 문제를 피하기 위해 매우 빠른 동작이 필요합니다. 제조업체는 항상 차단기에 DC 정격을 표시합니다.

이 차단기의 모든 단락은 작동 전류가 증가하여 단락 전류가 됨을 의미합니다. 이 모든 것은 단락 루프 인덕턴스와 저항에 의존합니다.

고속 DC 회로 차단기

이 차단기는 주로 견인 변전소와 단위에 적용됩니다. 최대 정격 값에 도달하기 직전에 전류를 차단하도록 설계되었습니다.

단락이 발생하면 차단기는 정격 값을 초과하는 상승 전류 레벨에 의해 트리거됩니다. 이로 인해 전류가 제한되고 결국 차단됩니다.

DC 솔리드 스테이트 회로 차단기

이 차단기는 전기 기계식 차단기의 진보된 대체품입니다. 빠른 전류 차단을 통해 전력 제어에 사용되는 반도체로 이동 부품을 대체합니다.

고급 소프트웨어 기술을 통해 매우 빠른 중단 후 몇 초 만에 오류를 해결할 수 있습니다. 주로 에너지 저장 시스템이 있는 전기 그리드에서 오류로 인한 가동 중단의 영향을 줄이는 데 사용됩니다.

정전 중에는 아크 플래시가 발생하지 않습니다. 이는 에너지가 전혀 방출되지 않기 때문입니다.

고전압 DC 회로 차단기

HVDC 차단기는 고전압 DC 회로에서 고장 전류 보호의 유일한 목적을 제공합니다. DC 회로의 전류와 전압은 결코 0이 아니라는 점에 유의해야 합니다.

즉, 접점 분리 시 전류와 전압은 일반적으로 접점 간에 매우 높습니다. 접점은 아크로 인해 과열되고 차단기가 파괴됩니다.

이를 방지하기 위해 이 차단기와 병렬로 저전류 회로를 도입합니다. 회로를 끊으려면 회로에 인공적인 제로 전류가 생성됩니다.

전류와 전압 레벨이 아크 강도에 직접 비례한다는 것을 알고 있으므로 외부 회로를 사용합니다. 이렇게 하면 고장 전류를 0으로 줄인 직후 회로가 끊어집니다.

자기 DC 회로 차단기

이것은 과전류 보호 장치의 한 형태입니다. 내부의 소형 자석을 사용하여 접점을 닫고 여는 방식으로 설계되었습니다.

철로 만든 플런저를 둘러싼 밀폐된 와이어 코일로 구성되어 있습니다. 플런저에는 또한 접점이 고정되어 있습니다.

코일에 전류가 흐르면 접점이 코일 쪽으로 당겨집니다. 솔레노이드 접점은 이 메커니즘으로 닫히고 열립니다.

정격 전류 값을 초과하면 트립 레버가 매우 강한 자기 인력에 의해 트리거됩니다. 이는 회로를 열고 과부하를 제거한 후 트립 레버 핸들을 재설정하여 닫을 수 있습니다.

열 DC 회로 차단기

이것은 연결된 바이메탈 스트립을 포함하는 래치 메커니즘을 사용합니다. 바이메탈 스트립은 두 개의 다른 금속 구성 요소가 서로 다른 속도로 팽창하여 열에 반응합니다.

회로는 바이메탈 스트립이 접점에서 구부러질 때 열립니다. 직접 가열은 회로 전류에서 발생하고 간접적으로는 높은 회로 전류로 인한 높은 온도에서 발생합니다.

푸시 버튼을 사용하여 회로 차단기를 재설정하려면 바이메탈 스트립을 식혀야 합니다. 이는 일반적인 실내 온도에서 발생합니다.

열-자기 DC 회로 차단기

이 차단기는 두 가지 메커니즘을 적용합니다. 과부하 보호는 열 트리핑으로 달성되고 자기 트리핑은 단락을 방지합니다.

우리는 이를 역시간 차단기라고 부를 수도 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이 과부하가 높을수록 차단기의 개방 시간이 단축됩니다.

과부하가 발생하면 과도한 전류로 인해 열이 발생합니다. 바이메탈 소자가 이를 포착하고 정격을 초과하면 차단기가 트립됩니다.

단락이 발생하면 전자기 센서가 고장 전류를 감지합니다. 그런 다음 회로를 분리하여 대응합니다.

하이브리드 DC 회로 차단기

이것은 세 개의 별도 분기가 병렬로 구성되어 서로 다른 브레이커 작업을 수행하는 DC 브레이커입니다. 첫 번째 분기에는 정격 전류를 전달하는 데 사용되는 기계적 스위치가 있습니다.

또한 전도 손실에 의해 기계적 회로 차단기처럼 작동하는 금속으로 만든 접점이 있습니다. 두 번째 분기는 반도체를 사용하여 효율적인 스위칭 작업을 수행합니다.

세 번째 분기의 유일한 목적은 과도 전압을 억제하는 것입니다. 그것은 다음으로 구성됩니다. 금속산화물 바리스터 (MOV) 또한 시스템의 자기 에너지를 흡수합니다.

극의 수

2극 DC 회로 차단기

2개의 극을 포함하고 부하를 분리하는 능력으로 회로를 단락으로부터 보호합니다. 일반적으로 에너지 저장에 사용되며 일반적으로 인버터와 배터리 사이에 배치됩니다.

4극 DC 회로 차단기

이들은 다른 극이 회로 보호를 제공하는 동안 하나의 중성 극으로 독특하게 설계되었습니다. 부적절한 전류를 감지한 후 즉시 모든 극을 트립하고 분리합니다.

3상 및 4상 와이어 분배에 적용하면 극성에 민감하지 않습니다. 보호가 필요한 병원과 같은 전기 장비를 사용하는 장소에서 중요합니다.

DC 미니 회로 차단기/DC 미니어처 회로 차단기

DC의 디자인 엠씨비(MCB) 직류를 사용하는 특정 회로 차단기입니다. 전기 장비를 단락 및 과전류로부터 보호합니다.

작동 및 기능은 AC MCB와 유사하다는 점에 유의해야 합니다. 그러나 적용 분야는 다릅니다.

DC MCB의 적용은 주로 태양광 발전(PV)과 같은 직류로 작동하는 시스템에 적용됩니다. 차단기는 12-500V 사이의 전압 범위 내에서 작동합니다.

차단기에는 양수와 음수 기호가 표시되어 있습니다. 또한 전류 방향도 표시되어 있습니다.

DC 몰드 케이스 회로 차단기

우리는 대부분 DC를 사용합니다 MCCB 에너지 저장이 필요한 애플리케이션에서. 또한 산업용 DC 회로에서 사용하기에 가장 좋은 선택입니다.

DC 공기 회로 차단기

다른 차단기와 마찬가지로 전기 장치의 과전류 및 단락 회로로부터 보호합니다. 보호 메커니즘은 주로 공기 분사를 사용하여 아크의 영향을 제한하는 것입니다.

작동 원리는 일반 회로 차단기와 다릅니다. 이상하지만 이것을 살펴보세요. 아크를 차단할 때 공급 전압을 제공하는 대신 아크 전압을 생성합니다.

아크 전압은 아크를 유지하는 데 필요한 최소 전압입니다. 전압을 증가시키는 방법 중 하나는 아크를 여러 시리즈로 찢는 것입니다.

또한 아크 경로를 길게 만들어 저항을 증가시킬 수 있습니다. 이렇게 하면 경로에 추가 아크 전압이 필요하므로 전압이 증가합니다.

브레이커는 전류를 전달하는 주 구리 접촉부와 두 쌍의 접촉부를 가지고 있습니다. 다른 접촉부는 탄소로 만들어졌습니다.

주 접점은 브레이커가 열리자마자 바로 열리는 첫 번째 접점이며 아크 접점은 그대로 유지됩니다. 접점이 분리되면 아크가 즉시 시작됩니다.

직류용 회로 차단기 부품

다양한 유형의 회로 차단기의 구성 요소는 기본적으로 동일합니다.

자세히 살펴보겠습니다.

액자 – 보통 매우 강하고 단단합니다. 주된 목적은 내부 구성 요소를 환경적 극단으로부터 보호하는 것입니다. 또한 단열재 역할도 합니다.

토글/핸들 – 일반적으로 DC 차단기를 닫거나 여는 데 사용됩니다. 더 큰 차단기의 경우 운영자는 보호를 위해 2단계 프로세스를 사용할 수 있습니다.

콘택트 렌즈 – 연결되면 전류 흐름을 담당합니다. 저전압 차단기에서 접점은 아크 차단을 수용하는 챔버에 위치합니다.

아크 소화기 – 차단기가 고장으로 인해 트립되면 생성된 아크를 소멸시킵니다. 아크가 발생하는 것을 막을 수 없으므로 차단기가 할 수 있는 최선은 아크를 제어하는 것입니다.

여행 단위 – 단락 또는 과부하가 길면 작동 메커니즘은 트립 유닛에 의해 개방됩니다. 이들은 전자식이거나 전기 기계식으로 작동할 수 있습니다.

DC 회로 차단기 작동 원리

DC 차단기의 주요 기능은 고장 전류 또는 과전류로부터 회로를 보호하는 것입니다. 이를 달성하기 위해 열 또는 자기 보호 메커니즘을 사용합니다.

과전류가 발생하면 DC 브레이커는 열 보호로 인해 트립됩니다. 즉, 전류가 정격 브레이커 값을 초과했다는 의미입니다.

가열하면 팽창하는 두 가지 다른 금속으로 만들어진 바이메탈 스트립이 있습니다. 팽창의 차이로 인해 바이메탈 스트립이 구부러지고 접촉기와의 접촉이 끊어집니다.

열 보호 메커니즘은 과부하 전류에만 작동합니다. 이는 기존 작동 전류를 초과했음을 의미합니다.

자기 보호는 회로에 큰 고장 전류가 있을 때 사용됩니다. DC 회로 차단기를 트립하고 동작이 빠르고 즉각적입니다.

핸들이나 토글을 사용하여 회로 차단기를 다시 켤 수 있습니다. 이는 과부하 또는 단락을 정류한 후에 수행해야 합니다.

DC 회로 차단기 정격

적절한 DC 회로를 결정하려면 전기 시스템의 총 전압 정격을 고려해야 합니다. 모든 포트에서 가장 높은 적용 가능한 전압을 취하여 이러한 정격을 계산할 수 있습니다.

전압을 계산할 때, 차단기와 전압 분배를 어떻게 통합할 것인지도 고려해야 합니다. 차단기의 전압 정격은 모든 최종 애플리케이션 요구 사항을 처리할 만큼 충분해야 합니다.

차단기 전류도 정격에서 매우 중요합니다. 부하 요구 사항에 따라 차단기는 100%에서 작동해야 합니다.

그러나 부하 전류가 120%인 차단기를 선택하면 최대 작동을 달성할 수 있습니다. 이는 전력 시스템에서 방출되는 열을 완화하는 데 도움이 됩니다.

DC 회로 차단기 크기

DC 회로 차단기 크기를 조정하는 것은 매우 어려운 작업으로 판명될 수 있습니다. 그러나 결코 불가능한 작업은 아닙니다.

우리는 차단기 크기가 필요한 부하 전류를 수용할 만큼 충분히 커야 한다는 것을 충분히 알고 있습니다. 차단기 크기를 작게 하면 전기 화재가 발생할 위험이 있습니다.

걱정하지 마세요. 몇 가지 규칙만 있으면 DC 차단기의 크기를 편안하게 조절할 수 있습니다.

그것들은 다음과 같습니다:

80% 브레이커 규칙

이 규칙은 기본적으로 전류 정격 전류 용량의 80%만 가질 수 있다고 말합니다. 40A 차단기의 예를 들어보겠습니다.

허용할 수 있는 가장 안전한 최대 전류는 32A입니다. 이 안전 조치는 차단기가 타는 것을 방지합니다.

와트수에서 암페어 계산

사용하는 모든 전자 기기에는 정격 와트수가 표시되어 있습니다. 2000W 토스터를 예로 들어보겠습니다.

브레이커 사이징은 모두 암페어에 관한 것이므로 와트수를 암페어로 변환해야 합니다. 240V로 공급한다고 가정하면 전류는 2000W/240v로 8.33A가 됩니다.

이 두 가지 규칙을 지키는 데 문제가 없다면, 브레이커 크기를 계산하는 것은 공원에서 산책하는 것과 마찬가지입니다. 이제 예를 사용하여 브레이커 크기를 계산해 보겠습니다.

2000W 토스터가 8.33A를 소모한다고 가정해 보겠습니다. 80% 브레이커 규칙을 적용하면 8.33A가 됩니다.

회로 차단기 크기에 도달하기 위해 1.25 계수를 취하고 인출된 암페어에 곱합니다. 그러면 최소 차단기 크기는 8.33A × 1.25 = 10.42 암페어가 됩니다.

브레이커 전류 용량은 최소 10.42여야 하므로 15 암페어의 브레이커 크기를 사용할 수도 있습니다. 요약하자면 240V에서 공급되는 토스터 2000W 토스터에는 15A 브레이커가 필요합니다.

이렇게 하면 수동으로 브레이커 크기에 도달할 수 있습니다. 그러나 훨씬 빠르고 쉬운 최신 동적 계산기가 있습니다.

더 큰 암페어 드로우를 사용하게 되면 30A 또는 50A 브레이커를 병렬로 두 개 사용할 수 있습니다. 이는 전체 브레이커 암페어 용량이 됩니다.

DC용 회로 차단기의 열 자기 트리핑

전기 회로에서 정격 전류 값을 초과하는 경우 차단기는 열 보호에 의해 트립됩니다. 열 차단기에는 서로 다르게 팽창하는 두 개의 금속이 있는 바이메탈 스트립이 있습니다.

과도한 전류로 인한 열은 바이메탈 스트립을 구부러지게 하고 접촉기와의 접촉을 끊습니다. 이것은 전류 흐름을 차단하여 회로를 끊습니다.

트리핑은 전류에 의해 생성된 열이 바이메탈 스트립에 너무 많기 때문에 빠릅니다. 이것은 작동 전류를 초과하는 과부하 전류에 대한 차단기 보호 메커니즘입니다.

DC MCB 회로 차단기 대 몰드 케이스 회로 차단기(MCCB)

약어는 눈에 띄게 비슷할 수 있지만 속지 마십시오. 응용 프로그램을 더 잘 이해하기 위해 몇 가지 차이점을 살펴보겠습니다.

우선, 용량이 가장 큰 차이점입니다. MCB의 현재 정격은 100A 미만이고 차단 정격은 1800A를 초과하지 않습니다.

게다가, 우리는 주로 저회로에 적용합니다. 이로 인해 트립 특성을 조정하는 것이 불가능합니다.

반면에, 우리는 MMCB의 트립 특성을 쉽게 조정할 수 있습니다. 우리는 주로 고회로 애플리케이션에서 이를 사용하기 때문에 애플리케이션에 따라 약 10-2500A의 암페어 범위를 제공합니다.

그들의 차단 전류 범위는 10000-200000A 사이에서 매우 인상적입니다. 그들은 모터 작동을 위한 원격 명령에 쉽게 반응합니다.

DC 대 AC 회로 차단기

DC와 AC는 모두 동일한 작동 원리를 가지고 있지만 전류에 차이가 있습니다. 둘 다 자기 및 열 보호 기술을 사용하지만 직류 및 교류 전류에 사용합니다.

또한 주목할 점은 두 가지 모두에서 아크 소화 지점이 AC 차단기에서 더 낮다는 것입니다. 이는 DC의 연속 전압이 중단하기 어려운 일정한 아크를 보장하기 때문입니다.

결과? DC 차단기에는 추가 아크 소화 조치가 있습니다. 아크가 길어지고 소산되어 중단이 훨씬 간단해집니다.

반면, AC 회로 차단기는 아크 중단이 매우 쉽습니다. 진폭 진동은 모든 사이클이 중단이 쉽게 발생하는 0에 도달하도록 보장합니다.

DC 시스템에서 회로 차단기의 응용

· DC 전력 전송용 회로 차단기

고전압 DC 차단기는 전력 전송이 장거리일 때 보호 기능을 제공합니다. AC/DC 또는 DC/AC를 변환할 때 필요한 단자는 비용이 많이 들고 보호되어야 합니다. 고장 전류는 연결된 모든 장비에 손상을 줄 수 있으므로 차단기가 필요합니다.

· DC 모터 회로 차단기

브레이커는 다양한 용도의 DC 전기 모터를 보호합니다. 대부분은 DC를 사용하는 제어 회로로 빠른 응답 시간으로 자동화됩니다. 이 모든 것은 보호를 위해 DC 브레이커가 필요합니다.

· DC 태양광 회로 차단기

태양광 패널은 일반적으로 여러 개의 직렬 회로로 조립됩니다. 모든 회로에는 전체 회로에서 매우 중요하기 때문에 DC 회로 차단기 보호가 있어야 합니다.

DC용 회로 차단기를 선택하는 방법

시중에는 다양한 DC 회로 차단기가 있습니다. 이러한 옵션을 사용하면 선택하기가 더 쉬워집니다.

하지만 가장 적절한 것을 선택하기 전에 다음 질문을 자문해 보세요.

현재 사용하려는 기기의 정격은 무엇입니까?
차단기에는 몇 개의 극이 필요합니까?

해당 기기에 필요한 전압은 무엇입니까?

회로의 총 전류는 얼마입니까?
비정상적인 운영 조건은 무엇입니까?

자주 묻는 질문

· AC 회로 차단기를 DC 시스템에서 사용할 수 있습니까?

AC와 DC 시스템을 고려하면 두 시스템의 가열 효과는 동일하다는 결론을 내릴 수 있습니다. 그러나 동일한 RMS 값에도 여전히 다양한 매개변수가 포함됩니다.

예를 들어 AC와 전압을 살펴보겠습니다. 회로에 미치는 영향은 같은 전압을 가진 DC 공급과 다릅니다.

따라서 이러한 회로에서 AC 차단기를 사용하는 것은 비실용적입니다. 동일한 원리가 AC 회로에서 DC 차단기를 사용하는 데 적용됩니다.

이제 여기에 관련된 사실을 살펴보겠습니다.

또한 동일한 전압 공급을 고려할 때 일반적으로 AC 시스템은 DC에 비해 더 나은 절연이 필요합니다.

이는 절연 재료를 평가할 때, 특히 정격 전압과 반대 전압에 노출될 때 다양한 반응이 나타날 수 있음을 의미합니다.

DC 차단기는 주파수가 없어도 일정한 전류 값을 갖습니다.

그 후, 방향은 전류나 전압의 영향을 받지 않습니다. 결과? DC 브레이커를 AC 회로에 사용하면 브레이커 접점이 더 빨리 녹습니다.

· DC 차단기의 아크와 AC 차단기의 아크

DC 브레이커를 적용하여 회로를 끊을 때, 접점은 일정한 전자 흐름을 경험합니다. 이는 적용된 전압에서 앞으로의 추력으로 강화됩니다.

효과는 아크의 생성입니다. 전자의 모멘텀은 이 아크를 AC 브레이커에 비해 더 강하게 만듭니다.

또한 AC 차단기의 전자 공급은 흐름이 쉽습니다. 전류와 인가 전압의 불안정한 상태를 염두에 두어야 합니다.

이는 피크에서 피크로 진폭 변동이 있음을 의미합니다. 피크는 양수에서 0으로, 그다음 음수로, 다시 0으로 돌아갑니다.

그 결과 진동 왜곡으로 인해 모멘텀이 생성됩니다. 이로 인해 AC에서 생성된 아크가 DC 브레이커에서 생성된 아크보다 약해집니다.

· DC 회로 차단기 방향성?

일반적으로 DC 회로에서는 전류가 단방향으로만 흐릅니다. 즉, DC 차단기도 단방향이어야 합니다.

이렇게 하면 차단기가 지정된 방향으로만 전하 흐름을 허용합니다. 극성을 바꾸면 심각한 안전 문제로 인해 전기 장치가 손상될 가능성이 큽니다.

DC 차단기는 아크 전압으로 전류를 차단할 수 있도록 설계되었습니다. 이는 전류가 낮을 때 발생합니다.