专家论坛：低压直流配电系统过电流保护

在刚刚结束的2019年中国建筑学会建筑电气分会年会上，北京建筑设计研究院韩全胜的报告值得大家学习和深思，其中低压直流配电系统过电流保护是重点和要点问题。

众所周知，低压直流配电系统的过电流包括过负荷和短路。直流配电系统过电流保护包括基于直流断路器的保护技术和基于具有故障自清除能力换流器的保护技术。前者与交流系统相似，可以实现较大故障电流的快速切断，切除故障回路，最大程度降低故障的影响范围；后者显示电力电子方面的特点，需要大范围闭锁换流器以保护换流器，这种情况可能会出现短时系统中断供电。目前直流断路器的保护技术仍是解决直流配电系统过电流保护难点，甚至是痛点，该方式是系统中首选方案。尽管我国有些厂家已经能生产直流断路器，但像高铁、地铁等场所使用的直流断路器还需要进口。

过负荷保护

直流灭弧是低压直流配电系统的痛点之一，其过负荷保护在切断较大电流时，灭弧比较困难。交流电是正弦波，每半周电流过零点，起到自动灭弧作用；直流系统熄灭电弧难度很大，必须将电流降至零。根据ABB的研究资料，如图1所示，直流电的灭弧时间与电路的时间常数成正比。

因此，在断路器设计、制造时可采用拉长、冷却电弧等办法，避免突然切断电流引起较大的过电压。通常采用串联连接断路器的电极，增加其分断能力。

短路故障与系统接地类型

低压直流配电系统尽管出线较少，但系统比较复杂，是否带M线？电源侧接地有三种情况（负极接地、M极接地、不接地），负荷侧是否接地？如何接地？这些问题都会影响到系统型式。因此，系统不同接地类型，其短路故障影响如表1所示。

表1 不同接地系统下的短路故障影响

总之，低压直流IT系统具有较高可靠性，TN系统具有较好的安全性。