Analisis perbezaan dan kelebihan/kekurangan antara pemutus litar AC dan pemutus litar DC

I. Perbezaan utama antara pemutus litar AC dan DC

1. Kaedah pemadaman arka

Pemutus Litar AC:

Semasa AC mempunyai beberapa titik sifar sifar sesaat (mis., 50Hz AC melintasi sifar 100 kali sesaat), yang membolehkan arka memadamkan secara semulajadi.

Jenis biasa termasuk pemutus litar udara, pemutus litar minyak, dan pemutus SF6, yang memanfaatkan sifar sifar untuk gangguan arka cepat.

Pemutus Litar DC:

DC tidak mempunyai sifar semulajadi, menjadikan penindasan arka lebih mencabar.

Teknik pemadaman arka biasa termasuk:

Blowout magnet (menggunakan medan magnet untuk meregangkan dan menyejukkan arka)

Pelindapkejutan arka berasaskan gas (mis., SF6)

Peralihan keadaan pepejal (mis., Pemutus hibrid berasaskan IGBT/MOSFET)

2. Reka bentuk struktur

Pemutus Litar AC:

Struktur yang agak mudah, kos yang lebih rendah.

Biasanya menggunakan kenalan mekanikal + pelongsor arka.

Pemutus Litar DC:

Memerlukan penindasan arka yang lebih kuat, yang membawa kepada reka bentuk yang lebih kompleks (mis., Gegelung magnet, pelongsor arka khusus).

Sistem DC voltan tinggi (mis., Ladang solar, penghantaran HVDC) sering menggunakan pemutus hibrid (suis mekanikal + suis semikonduktor).

3. Penilaian voltan dan kapasiti pecah

Pemutus Litar AC:

Digunakan dalam voltan rendah (mis., 220V kediaman) ke aplikasi voltan tinggi (mis., 110kV grid).

Kapasiti pemecahan yang diukur dalam KA (kiloamperes), mis., Pemutus isi rumah biasanya 6KA -10KA.

Pemutus Litar DC:

Terutamanya untuk sistem voltan rendah hingga sederhana (mis., 12V-1500V dalam aplikasi solar/EV).

Kapasiti pemecahan lebih kritikal kerana arcing berterusan, yang memerlukan reka bentuk khusus.

4. Senario Aplikasi

Jenis Pemutus Litar Aplikasi biasa

Pemutus Litar AC Pengagihan Kuasa Kediaman/Perindustrian, Grid Komersial

DC Circuit Breakers Sistem PV Solar, Penyimpanan Bateri, Pengecasan EV, Transit Kereta Api (mis., Kuasa Metro)

Iii. Perbandingan Kelebihan dan Kekurangan

1. Kelebihan pemutus litar AC

✅ Kos yang lebih rendah: Pembinaan yang lebih mudah mengurangkan perbelanjaan pembuatan dan penyelenggaraan.

✅ Teknologi matang: Reka bentuk standard disebabkan oleh penggunaan grid AC yang meluas.

✅ Pemadam arka yang lebih mudah: Saluran sifar semulajadi memastikan operasi yang boleh dipercayai.

2. Kelemahan pemutus litar AC

❌ Tidak boleh digunakan dalam litar DC: mungkin gagal mengganggu arka DC, menimbulkan risiko kebakaran.

3. Kelebihan pemutus litar DC

✅ Direka untuk sistem DC: Penindasan arka yang berkesan untuk operasi yang selamat.

✅ Penting untuk pembaharuan: Kritikal dalam solar, penyimpanan, dan pengisian EV.

✅ Kebolehpercayaan Tinggi: Kaedah pelindapkejutan maju memastikan perlindungan.

4. Kelemahan pemutus litar DC

❌ Kos yang lebih tinggi: Reka bentuk kompleks menjadikannya 2-5x lebih mahal daripada pemutus AC.

❌ Teknologi menuntut: Pemutus DC semasa semasa (mis., HVDC) memerlukan bahan canggih.

Iv. Bagaimana untuk memilih antara pemutus litar AC dan DC?

Jenis Semasa:

Kuasa AC (isi rumah/perindustrian) → pemutus litar AC

DC Power (Solar/Bateri/EV) → Pemutus Litar DC

Kapasiti Breaking:

Sistem DC memerlukan pemutus yang lebih tinggi (mis., 1000V/20A untuk solar).

Pensijilan:

Pemutus AC: Mematuhi IEC 60898 (kediaman) atau IEC 60947 (perindustrian).

Pemutus DC: Bertemu UL 489B atau IEC 60947-2 piawai.

V. Trend Masa Depan

Pemutus Hibrid: Menggabungkan suis mekanikal dan pepejal untuk prestasi DC yang lebih baik.

Ciri -ciri pintar: Pemantauan bersepadu untuk kawalan jauh (mis., Pemutus PV pintar).

Sokongan voltan yang lebih tinggi: Memajukan teknologi pemutus HVDC untuk aplikasi skala grid.

Kesimpulan

Pemutus litar AC dan DC berbeza dengan ketara kerana sifat arus yang mereka kendalikan. Pemutus AC menguasai grid tradisional kerana keberkesanan kos dan kebolehpercayaan mereka, sementara pemutus DC sangat diperlukan dalam sistem tenaga boleh diperbaharui walaupun kosnya lebih tinggi. Memilih jenis yang betul adalah penting untuk memastikan kestabilan keselamatan elektrik dan sistem.