關(guān)于光伏直流斷路器的動(dòng)靜觸頭的接法效果測(cè)試

電工行業(yè)的朋友都知道在接光伏系統(tǒng)的線路時(shí)，光伏直流斷路器是必須要添加到光伏系統(tǒng)中的，那么接了那么多次的直流斷路器，你有研究過為啥通常情況下電源側(cè)接靜觸頭，負(fù)荷側(cè)接動(dòng)觸頭？?jī)H僅是因?yàn)閮烧叻催^來接，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)的電弧增大，會(huì)增加安全隱患？對(duì)此，有人做了比較詳細(xì)的測(cè)試，下面我們一起來了解下：

以上海華坤電器有限公司生產(chǎn)的光伏直流斷路器圖，我們來分析下斷路器的動(dòng)靜觸頭的位置：

我們從圖中看到，它的上樁頭就是靜觸頭，下樁頭就是動(dòng)觸頭。一般來說，上樁頭接電源，而下樁頭接負(fù)載。如果反過來，下樁頭接電源，上樁頭接負(fù)載，許多種類的開關(guān)就需要降容。

這里面有許多知識(shí)點(diǎn)。

第一個(gè)知識(shí)點(diǎn)：滅弧能力的差別

我們先來仔細(xì)看斷路器的觸頭，如下：

注意到一個(gè)現(xiàn)象：靜觸頭一般都是整塊的平面，而動(dòng)觸頭則有較小的弧面。它會(huì)形成不均勻電場(chǎng)氣體擊穿過程。

由于動(dòng)觸頭具有相對(duì)尖銳的電極面，而靜觸頭則是一塊平板。尖銳電極面的電場(chǎng)強(qiáng)度比板面要高。我們把這種電極對(duì)叫做極不均勻電場(chǎng)電極對(duì)，對(duì)應(yīng)的氣體擊穿電壓叫做極不均勻電場(chǎng)中氣體的極性效應(yīng)。

由于其中牽涉到許多理論知識(shí)，例如氣體的擊穿理論、電子崩理論和流注理論，并且有許多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)，這些內(nèi)容十分繁難。我們只看具體結(jié)果吧：

1）極不均勻電極對(duì)的一個(gè)極叫做棒極，另一個(gè)叫做板極；

2）當(dāng)棒極電壓為正而板極為負(fù)時(shí)，氣體擊穿電壓較低，氣體介質(zhì)更容易擊穿；

3）當(dāng)棒極電壓為負(fù)而板極為正時(shí)，氣體擊穿電壓較高，氣體介質(zhì)的擊穿電壓相對(duì)較高。

由此我們知道：

（1）如果斷路器所處的電路為直流電，則當(dāng)板極為正，也即斷路器的靜觸頭為電源正端時(shí)，斷路器觸頭間氣體（空氣）的擊穿電壓為較高，絕緣能力當(dāng)然也較強(qiáng)。

（2）當(dāng)斷路器所處的電路為工頻交流電時(shí)，有10毫秒的時(shí)間斷路器靜觸頭為正極而動(dòng)觸頭為負(fù)極，隨后的10毫秒則相反。于是有一半的時(shí)間觸頭間氣體的擊穿電壓相對(duì)較高絕緣能力也較強(qiáng)，另外一半時(shí)間氣體擊穿電壓相對(duì)較低絕緣能力也較低。

我們?cè)倏戳硗庖粋€(gè)很有趣的現(xiàn)象，見下圖：

電弧陰極弧根越過障礙物的能力較弱，而陽極弧根越過障礙物的能力則較強(qiáng)。

上圖中，出現(xiàn)在靜觸頭上的電弧要進(jìn)入滅弧罩，弧根首先要來到靜觸頭的弧觸頭上，但我們看到靜觸頭與弧觸頭之間有一道深溝。動(dòng)觸頭處的電弧和弧根，隨著動(dòng)、靜觸頭開斷后的距離變大電弧變長(zhǎng)，電弧能自然地進(jìn)入到滅弧罩柵片中。

如果斷路器用在直流回路中，若斷路器的上樁頭也即斷路器的靜觸頭接在電源正極，則滅弧相對(duì)會(huì)順利一些；如果斷路器用在交流回路中，則其可能性剛好一半對(duì)一半。

第二個(gè)知識(shí)點(diǎn)：介電能力的差別

所謂斷路器的介電能力，其實(shí)就是絕緣能力。

對(duì)于斷路器的上樁頭和靜觸頭來說，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，絕緣效果好。

對(duì)于斷路器的下樁頭和動(dòng)觸頭來說，由于系統(tǒng)中有軟連接、有脫扣器、有轉(zhuǎn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)部件，所以動(dòng)觸頭的絕緣效果比斷路器靜觸頭要差。

也因此，如果我們把進(jìn)線側(cè)放到靜觸頭/上樁頭處，斷路器的介電能力當(dāng)然優(yōu)于進(jìn)線放到動(dòng)觸頭/下樁頭處。

斷路器的介電能力有三個(gè)“之間”，第一個(gè)是斷路器同一極的上下樁頭之間，第二個(gè)是兩極之間，第三個(gè)是各極對(duì)地之間。前兩個(gè)可實(shí)測(cè)，第三個(gè)必須安裝后測(cè)量。

那么這兩個(gè)因素哪個(gè)是主要的？答案是：第二個(gè)。

事實(shí)上，由于框架斷路器因?yàn)槠潆娏鞔笠蚨蠖嘤糜诘蛪嚎傔M(jìn)線和大功率饋電，所以在產(chǎn)品樣本上會(huì)注明若反向送電需要降容的百分比比值。所以品質(zhì)較優(yōu)的框架斷路器。樣本中會(huì)說明反送電無須降容。

不過，第一個(gè)因素與限流特性有關(guān)，與近陰極效應(yīng)也有點(diǎn)關(guān)系。

其實(shí)歸根結(jié)底，光伏直流斷路器動(dòng)靜觸頭的常規(guī)接法形成的主要原因還是：靜觸頭帶電范圍小，動(dòng)觸動(dòng)有較多的機(jī)構(gòu)，會(huì)形成大范圍帶電體，并且動(dòng)觸頭有人為操作的可能。所以從安全可靠考慮，電源線接靜觸頭。