船用大容量直流断路器的优化与设计改进

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.04.005

电器与能效管理技术 ›› 2025, Vol. 0 ›› Issue (4): 41-46.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.04.005

船用大容量直流断路器的优化与设计改进

王志刚¹, 周柳², 周春龙²

1.海装沈阳局驻大连地区第一军事代表室, 辽宁大连 116000
2.上海电器科学研究所(集团)有限公司, 上海 200063

收稿日期:2025-01-22 出版日期:2025-04-30 发布日期:2025-06-04
作者简介:王志刚(1986—),男,工程师,主要从事船舶电气工程及其自动化研究工作。|周柳(1986—),男,高级工程师,主要从事船舶电器技术研究。|周春龙(1976—),男,高级工程师,主要从事船舶电器技术研究。

Optimization and Design Improvements of Marine High Capacity Direct Current Circuit Breakers

WANG Zhigang¹, ZHOU Liu², ZHOU Chunlong²

1. The 1st Military Representative office, Navy Equipmeut Department Shenyang Bureau in Dalian, Dalian 116000, China
2. Shanghai Electrical Apparatus Research Institute (Group) Co., Ltd., Shanghai 200063, China

Received:2025-01-22 Online:2025-04-30 Published:2025-06-04

摘要/Abstract

摘要：

针对DC 1 000 V船用大容量两断口直流断路器的设计,通过增加触头开距、引入带产气功能的窄缝灭弧技术及磁吹技术等,对大容量两断口直流断路器进行改进与优化,并进行试验验证。结果表明,改进优化的大容量两断口直流断路器样机能够有效解决40 kA短路分断和临界负载电流分断燃弧时间较长的问题,而且能够应对在高电压与大电流应用场合中,采用多极并联再串联技术所导致的大容量直流断路器体积庞大、功耗高、接线复杂等工程实际应用问题。

关键词: 船用, 大容量直流断路器, 两断口, 临界负载电流, 短路电流, 燃弧时间

Abstract:

For the design of the DC 1 000 V marine high capacity two-break DC circuit breaker, the high capacity two-break DC circuit breaker is improved and optimized by increasing the contact gap, introducing the narrow-gap arc extinguishing technology with gas production function, and the magnetic blowing technology, and the experimental verification is conducted. The results show that the improved and optimized prototype of the high capacity two-break DC circuit breaker can not only effectively solve the problems of long arcing time during 40 kA short circuit breaking and critical load current breaking, but also address the practical engineering issues of large volume, high power consumption, and complex wiring caused by the use of multi-pole parallel and series technology in high voltage and large current applications.

Key words: marine, high capacity DC circuit breaker, two-break, critical load current, short-circuit current, arcing time

中图分类号:

TM561

王志刚, 周柳, 周春龙. 船用大容量直流断路器的优化与设计改进[J]. 电器与能效管理技术, 2025, 0(4): 41-46.

WANG Zhigang, ZHOU Liu, ZHOU Chunlong. Optimization and Design Improvements of Marine High Capacity Direct Current Circuit Breakers[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2025, 0(4): 41-46.

图/表 13

图1

图2

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表2

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参考文献 12

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试验程序	试验电压/V	试验电流/kA	时间常数/ms	燃弧时间/ms	全分断时间/ms	弧压峰值/kV
O	1 050	42.7	2	12.3	24.6	1.65
CO	1 050	42.0	2	14.0	27.0	1.80
CO	1 050	42.0	2	12.9	25.4	1.70

试验电流/A	燃弧时间/ms	试验电流/A	燃弧时间/ms
32	303	500	25
64	278	1 000	17
125	156	2 000	16
250	126	4 000	14

试验电流/A	燃弧时间/ms	试验电流/A	燃弧时间/ms
32	71.8	500	19.8
64	75.5	1 000	20.9
123	83.0	2 000	20.2
250	22.9	4 000	20.2

试验程序	试验电压/V	试验电流/kA	时间常数/ms	燃弧时间/ms	全分断时间/ms	弧压峰值/kV
O	1 040	41.6	2	7.2	19.1	1.71
CO	1 040	41.7	2	7.3	17.7	1.68
CO	1 040	41.5	2	7.6	18.0	1.66

试验程序	试验电压/V	试验电流/kA	时间常数/ms	燃弧时间/ms	全分断时间/ms	弧压峰值/kV
O	1 040	41.9	2	6.1	18.0	2.15
CO	1 040	41.5	2	5.8	16.8	2.27
CO	1 040	41.9	2	5.9	16.7	2.11

船用大容量直流断路器的优化与设计改进

Optimization and Design Improvements of Marine High Capacity Direct Current Circuit Breakers

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