关于光伏直流断路器的动静触头的接法效果测试

电工行业的朋友都知道在接光伏系统的线路时，光伏直流断路器是必须要添加到光伏系统中的，那么接了那么多次的直流断路器，你有研究过为啥通常情况下电源侧接静触头，负荷侧接动触头？仅仅是因为两者反过来接，会导致系统内的电弧增大，会增加安全隐患？对此，有人做了比较详细的测试，下面我们一起来了解下：

以上海华坤电器有限公司生产的光伏直流断路器图，我们来分析下断路器的动静触头的位置：

我们从图中看到，它的上桩头就是静触头，下桩头就是动触头。一般来说，上桩头接电源，而下桩头接负载。如果反过来，下桩头接电源，上桩头接负载，许多种类的开关就需要降容。

这里面有许多知识点。

第一个知识点：灭弧能力的差别

我们先来仔细看断路器的触头，如下：

注意到一个现象：静触头一般都是整块的平面，而动触头则有较小的弧面。它会形成不均匀电场气体击穿过程。

由于动触头具有相对尖锐的电极面，而静触头则是一块平板。尖锐电极面的电场强度比板面要高。我们把这种电极对叫做极不均匀电场电极对，对应的气体击穿电压叫做极不均匀电场中气体的极性效应。

由于其中牵涉到许多理论知识，例如气体的击穿理论、电子崩理论和流注理论，并且有许多实验数据和仿真数据，这些内容十分繁难。我们只看具体结果吧：

1）极不均匀电极对的一个极叫做棒极，另一个叫做板极；

2）当棒极电压为正而板极为负时，气体击穿电压较低，气体介质更容易击穿；

3）当棒极电压为负而板极为正时，气体击穿电压较高，气体介质的击穿电压相对较高。

由此我们知道：

（1）如果断路器所处的电路为直流电，则当板极为正，也即断路器的静触头为电源正端时，断路器触头间气体（空气）的击穿电压为较高，绝缘能力当然也较强。

（2）当断路器所处的电路为工频交流电时，有10毫秒的时间断路器静触头为正极而动触头为负极，随后的10毫秒则相反。于是有一半的时间触头间气体的击穿电压相对较高绝缘能力也较强，另外一半时间气体击穿电压相对较低绝缘能力也较低。

我们再看另外一个很有趣的现象，见下图：

电弧阴极弧根越过障碍物的能力较弱，而阳极弧根越过障碍物的能力则较强。

上图中，出现在静触头上的电弧要进入灭弧罩，弧根首先要来到静触头的弧触头上，但我们看到静触头与弧触头之间有一道深沟。动触头处的电弧和弧根，随着动、静触头开断后的距离变大电弧变长，电弧能自然地进入到灭弧罩栅片中。

如果断路器用在直流回路中，若断路器的上桩头也即断路器的静触头接在电源正极，则灭弧相对会顺利一些；如果断路器用在交流回路中，则其可能性刚好一半对一半。

第二个知识点：介电能力的差别

所谓断路器的介电能力，其实就是绝缘能力。

对于断路器的上桩头和静触头来说，它的结构简单，绝缘效果好。

对于断路器的下桩头和动触头来说，由于系统中有软连接、有脱扣器、有转动和运动部件，所以动触头的绝缘效果比断路器静触头要差。

也因此，如果我们把进线侧放到静触头/上桩头处，断路器的介电能力当然优于进线放到动触头/下桩头处。

断路器的介电能力有三个“之间”，第一个是断路器同一极的上下桩头之间，第二个是两极之间，第三个是各极对地之间。前两个可实测，第三个必须安装后测量。

那么这两个因素哪个是主要的？答案是：第二个。

事实上，由于框架断路器因为其电流大因而大多用于低压总进线和大功率馈电，所以在产品样本上会注明若反向送电需要降容的百分比比值。所以品质较优的框架断路器。样本中会说明反送电无须降容。

不过，第一个因素与限流特性有关，与近阴极效应也有点关系。

其实归根结底，光伏直流断路器动静触头的常规接法形成的主要原因还是：静触头带电范围小，动触动有较多的机构，会形成大范围带电体，并且动触头有人为操作的可能。所以从安全可靠考虑，电源线接静触头。