Skirtumų ir pranašumų/trūkumų skirtumų ir trūkumų analizė tarp kintamosios srovės grandinės pertraukiklių ir nuolatinės srovės grandinės pertraukiklių

I. Pagrindiniai skirtumai tarp AC ir DC grandinių pertraukiklių

1. ARC gesinimo metodai

AC grandinės pertraukikliai:

Kintamosios srovės srovė turi kelis nulinio perėjimo taškus per sekundę (pvz., 50Hz kintama 100 kartų 100 kartų per sekundę), leidžiant lankai natūraliai užgesinti.

Įprasti tipai apima oro grandinės pertraukiklius, alyvos grandinės pertraukiklius ir SF6 pertraukiklius, kurie panaudoja nulinio perėjimo greitą lanko pertraukimą.

DC grandinės pertraukikliai:

DC neturi natūralaus nulinio kirtimo, todėl lanko slopinimas yra sudėtingesnis.

Įprasti lanko gesinimo būdai apima:

Magnetinis išpūtimas (naudojant magnetinius laukus, kad ištemptų ir atvėsintų lanką)

Dujų pagrindu pagamintas ARC gesinimas (pvz., SF6)

Kietojo kūno perjungimas (pvz., IGBT/MOSFET pagrįsti hibridiniai pertraukikliai)

2. Struktūrinis dizainas

AC grandinės pertraukikliai:

Santykinai paprasta struktūra, mažesnės išlaidos.

Paprastai naudokite mechaninius kontaktus + lanko kepsninius.

DC grandinės pertraukikliai:

Reikalauti stipresnio lanko slopinimo, dėl kurio atsiranda sudėtingesni dizainai (pvz., Magnetinės ritės, specializuoti lanko kepsniai).

Aukštos įtampos nuolatinės srovės sistemos (pvz., Saulės ūkiai, HVDC transmisija) dažnai naudoja hibridinius pertraukiklius (mechaninius jungiklius + puslaidininkių jungiklius).

3. Įtampos įvertinimai ir lūžio talpa

AC grandinės pertraukikliai:

Naudojami žemos įtampos (pvz., 220 V gyvenamosiose) aukštos įtampos (pvz., 110 kV tinklo) programose.

KA (kiloamperes) matuojama lūžio pajėgumas, pvz., Buitų pertraukikliai paprastai 6kA - 10ka.

DC grandinės pertraukikliai:

Pirmiausia mažos ir vidutinės įtampos sistemoms (pvz., 12 V- 1500 V saulės/EV programose).

Laužymo pajėgumas yra kritiškesnis dėl nuolatinio lanko, reikalaujančio specializuotų dizainų.

4. Taikymo scenarijai

Grandinės pertraukiklio tipas Tipiškos programos

AC grandinės pertraukikliai Gyvenamosios/pramoninės energijos paskirstymas, komerciniai tinklai

DC grandinės pertraukikliai Saulės PV sistemos, akumuliatorių laikymas, EV įkrovimas, geležinkelio tranzitas (pvz., „Metro Power“)

Iii. Privalumų ir trūkumų palyginimas

1. AC grandinės pertraukiklių pranašumai

✅ Mažesnės išlaidos: paprastesnės konstrukcijos sumažina gamybos ir priežiūros išlaidas.

✅ Subrendusi technologija: standartizuoti dizainai dėl plačiai paplitusio kintamosios srovės tinklo naudojimo.

✅ Lengvesnis gesinimas: Natūralus nulinio keitimas užtikrina patikimą veikimą.

2. AC grandinės pertraukiklių trūkumai

❌ Negalima naudoti nuolatinės srovės grandinėse: gali nepavykti nutraukti nuolatinės srovės lankų, keliant pavojų ugniai.

3. DC grandinės pertraukiklių pranašumai

✅ Skirta nuolatinės srovės sistemoms: efektyvus lanko slopinimas saugiam veikimui.

✅ Būtina atsinaujinantiems energijos šaltiniams: kritiška saulės, laikymo ir EV įkrovimo.

✅ Aukštas patikimumas: Pažangios gesinimo metodai užtikrina apsaugą.

4. DC grandinės pertraukiklių trūkumai

❌ Didesnės išlaidos: sudėtingi dizainai daro juos 2–5x brangesnius nei AC pertraukikliai.

❌ Technologiškai reikalaujanti: didelės srovės nuolatinės srovės pertraukikliai (pvz., HVDC) reikalauja pažangių medžiagų.

Iv. Kaip pasirinkti tarp kintamos srovės ir nuolatinės srovės grandinės pertraukiklius?

Dabartinis tipas:

Kintamosios srovės galia (namų ūkis/pramoninis) → kintamosios srovės grandinės pertraukiklis

„DC Power“ (saulės/akumuliatorius/eV) → DC grandinės pertraukiklis

Lūžio pajėgumas:

DC sistemoms reikia aukštesnio įvertinimo pertraukiklių (pvz., 1000 V/20A saulės energijai).

Sertifikatai:

AC pertraukikliai: laikykitės IEC 60898 (gyvenamojo namo) arba IEC 60947 (pramoninis).

„DC Breakers“: atitinka UL 489B arba IEC 60947-2 standartus.

V. Ateities tendencijos

Hibridiniai pertraukikliai: sujungti mechaninio ir kietojo kūno perjungimą, kad būtų geresnis nuolatinės srovės našumas.

Išmaniosios funkcijos: integruotas nuotolinio valdymo stebėjimas (pvz., Išmanieji PV pertraukikliai).

Aukštesnės įtampos palaikymas: „HVDC Breaker“ technologijos tobulinimas tinklelio masto programoms.

Išvada

AC ir DC grandinių pertraukikliai labai skiriasi dėl jų tvarko srovių pobūdžio. AC pertraukikliai dominuoja tradiciniuose tinkluose dėl jų ekonomiškumo ir patikimumo, o DC pertraukikliai yra būtini atsinaujinančios energijos sistemose, nepaisant didesnių jų išlaidų. Tinkamo tipo pasirinkimas yra labai svarbus užtikrinant elektros saugą ir sistemos stabilumą.