作者： 陶烟烟
Schaltbau-GmbH 有着近 100 年 的铁路组件 （直流电流） 历史，专注于 安全关键的快速动作开关 ，同时在铁路司机驾驶室的 直流电机械组件 方面积累了经验。 提供安全可靠的直流接触器和开关设备 ，适用于 1500 VDC 至 3000 VDC 应用领域，包括 DC 快充、重型卡车、巴士、矿业和农业应用以及乘用电动汽车。
直流电压的切换挑战
直流电压切换主要面临 机械、热、电和电弧挑战 ，包括接触弹跳、开合速度、耐久性、极高温度、热应力、接触焊接、磨损和电弧问题。
开腔直流接触器的优势
设计思路的差异，可以使热性能的关键是 确保接触点不会过热 ，用于散热的大铜连接点，强大的接触压力可最大限度地减少接触电阻。
和封闭腔体的设计相比，把腔体打开的优势包括强力和迅速的接触器打开、使用银锡氧化物 （AgSnO₂） 制成的大接触表面、独特的材料来帮助灭弧和分裂、全双向设计，以及良好的热/电流承载性能。
短期电流值的环境条件限制
虽然高电流峰值会在接触器中产生高损耗，但如果持续时间很短，额外的损耗可以被 负载电路的热容量吸收 ，通过设计的接触器可以 安全地承载高达 12,000A 的极短时间电流。
为确保系统在紧急情况或其他故障模式下保持安全状态，直流接触器必须 可靠地切断直流电路 。双向直流接触器不仅可以可靠地切断连续运行的额定电流，还可以 处理明显更高的电流 ，如可能在过载情况下出现的情况。虽然接触器的机械设计旨在确保能够进行至少一百万次的负载触点的切断，但高电流将导致额外的磨损，因为 接触面在熔化和电弧的作用下会受到影响。
安全操作次数的最大值是 断开容量的函数 ，取决于 负载电流 、打开触点后 触点两端的电压 以及 负载电路的电感 。表格中提供的是一个示例关系，但实际的断电容量会根据接触器类型而有很大的差异。
在不损坏接触器的前提下，实现高直流电流的分断：
- 使用大型银氧化锡触点
- 增加铜连接点的尺寸，以提高散热效率
- 利用强大的弹簧力，实现最短的断开时间，将接触器暴露在电弧下的时间最小化
- 智能布置强力磁铁，将电弧有效引导远离接触点和接触器
- 精心选择的材料能够承受电弧产生的高温，确保接触器的耐用性。
从技术路线来看，传统的松下、LS 等企业都在走 陶瓷密闭腔体 ；而 伊顿、TE 尝试过 开放腔体的接触器的设计 ，这里最大的 分歧点 是 电流和运行环境 。
总结
安全可靠的直流开关至关重要，它有助于降低人身伤害风险、减少设备停机时间以及降低维修成本，尤其对于高压电池断开装置 （HV-BDU） 、电池充电和测试系统等创新移动应用。直流开关相较于交流开关更具挑战性，因为它没有电流零线交叉，所以需要具备特定的设计特点，以快速熄灭电弧，以免损坏接触点。在选择正确的直流接触器时，必须综合考虑各种标准和应用参数，包括不同的热和环境条件。
