AC回路ブレーカーとDC回路ブレーカーの間の違いと利点/短所の分析

I. AC回路ブレーカーとDC回路ブレーカーの重要な違い

1。アーク消滅方法

AC回路ブレーカー：

AC電流には、1秒あたりの複数のゼロ回転ポイントがあり（たとえば、50Hz ACが1秒あたり100回ゼロを越えます）、ARCが自然に消えることができます。

一般的なタイプには、エアサーキットブレーカー、オイル回路ブレーカー、SF6ブレーカーが含まれ、ゼロクロスを活用して迅速なアーク中断が含まれます。

DCサーキットブレーカー：

DCには自然なゼロ交差がなく、アーク抑制がより困難になります。

一般的なアーク消滅技術は次のとおりです。

磁気ブローアウト（磁場を使用してアークを伸ばして冷却する）

ガスベースのアーククエンチング（例：SF6）

ソリッドステートスイッチング（例：IGBT/MOSFETベースのハイブリッドブレーカー）

2。構造設計

AC回路ブレーカー：

比較的単純な構造、低コスト。

通常、機械的接触 +アークシュートを使用します。

DCサーキットブレーカー：

より強力なアーク抑制が必要であり、より複雑なデザイン（磁気コイル、特殊なアークシュートなど）につながります。

高電圧DCシステム（例：ソーラーファーム、HVDCトランスミッション）は、多くの場合、ハイブリッドブレーカー（機械スイッチ +半導体スイッチ）を使用します。

3。電圧評価と破壊容量

AC回路ブレーカー：

低電圧（例：220V住宅）で高電圧（110kVグリッドなど）アプリケーションで使用されます。

KA（Kiloamperes）で測定された破壊容量、たとえば、家庭用ブレーカーは通常6ka〜10kaです。

DCサーキットブレーカー：

主に低電圧システムの場合（例：太陽/EVアプリケーションでは12V – 1500V）。

断続的な容量は、アークが持続するためより重要であり、特殊なデザインが必要です。

4。アプリケーションシナリオ

回路ブレーカータイプの典型的なアプリケーション

ACサーキットブレーカー住宅/産業式配電、商業用グリッド

DCサーキットブレーカーソーラーPVシステム、バッテリーストレージ、EV充電、鉄道輸送（メトロパワーなど）

iii。利点と短所の比較

1。AC回路ブレーカーの利点

cost低いコスト：より簡単な建設により、製造およびメンテナンス費用が削減されます。

✅成熟したテクノロジー：広範囲にわたるACグリッドの使用による標準化された設計。

arcの消火の容易：自然なゼロクロスは、信頼性の高い動作を保証します。

2。AC回路ブレーカーの短所

dcサーキットでは使用できません。DCアークを中断しない可能性があり、火災リスクをもたらします。

3. DC回路ブレーカーの利点

DCシステム用に設計された：安全な動作のための効果的なアーク抑制。

再生可能エネルギーに不可欠：太陽光発電、貯蔵、およびEV充電において重要。

✅信頼性の高い：高度な消光方法は保護を確保します。

4。DC回路ブレーカーの短所

cost高コスト：複雑な設計により、ACブレーカーよりも2〜5倍高価になります。

❌技術的には要求が厳しい：高電流DCブレーカー（HVDCなど）には高度な材料が必要です。

IV。 AC回路ブレーカーとDC回路ブレーカーを選択する方法は？

現在のタイプ：

ACパワー（家庭/工業）→AC回路ブレーカー

DC電源（ソーラー/バッテリー/EV）→DC回路ブレーカー

破壊能力：

DCシステムには、高評価のブレーカー（太陽光の場合は1000/20aなど）が必要です。

認定：

ACブレーカー：IEC 60898（住宅）またはIEC 60947（産業）に準拠しています。

DCブレーカー：UL 489BまたはIEC 60947-2基準を満たします。

V.将来の傾向

ハイブリッドブレーカー：DCパフォーマンスを向上させるために、機械的および固体スイ​​ッチングを組み合わせます。

スマート機能：リモートコントロールの統合監視（スマートPVブレーカーなど）。

より高い電圧サポート：グリッドスケールアプリケーション向けのHVDCブレーカーテクノロジーの推進。

結論

ACおよびDC回路ブレーカーは、それらが処理する電流の性質により、大きく異なります。 ACブレーカーは、費用対効果と信頼性のために従来のグリッドを支配していますが、DCブレーカーはコストが高いにもかかわらず再生可能エネルギーシステムでは不可欠です。正しいタイプを選択することは、電気の安全性とシステムの安定性を確保するために重要です。