近年来，直流断路器在各种场合的应用越来越广泛，特别是在各种复杂的电网中，本文主要介绍直流小型断路器的基本原理和工作特性以及直流小型断路器在各种应用场合的使用要求。
直流小型断路器
为了保证可靠地接通和分断电流，直流小型断路器应具有良好的选择性，特别是在短路时应具有高分断能力，并能及时切断短路故障电流。
由于在直流系统中电流流过大时容易产生很大的过电压和过电流；同时由于设备中功率密度大，会使设备发热严重，所以直流小型断路器通常有较高的机械强度及较强的热稳定性，当采用分闸线圈或脱扣机构时，可以利用分闸线圈与脱扣机构接触部分所产生的摩擦力来进行分断。
当采用快速熔断器时，由于电弧较短，熔断器与被保护线路之间会产生较大的热冲击；同时由于电弧比较短，因此还可能发生火花或电弧引燃被保护线路内其他设备及线路本身发生事故；为了防止产生火花或电弧而引燃其他设备及线路或元件等故障；也可采用快速熔断器在分断短路电流和故障电流时采用短路电流作为分断依据。
一、直流系统
1.当直流系统发生短路时，通过电流迅速增大，使被保护线路的绝缘子串发热而破坏绝缘，此时需要快速熔断器。
3.在直流系统中，如果发生短路故障而不能及时分断，会导致故障电流在被保护线路上产生很大的过电压和过电流。
4.由于各种短路故障及过电流的存在对直流系统的正常运行构成威胁，所以直流系统中必须安装直流断路器来保护直流负荷。
5.对于直流负荷进行测量时，若有测量不准确或测量值超出了要求范围就必须安装相应的设备和装置来保证测量结果的准确性和可靠性。
6.由于各种原因引起的短路故障时需要可靠分断电流，所以一般都采用分闸线圈作为分断电流工具。
7.在进行过电压保护时可采用断路器作为辅助保护装置。
二、变电站综合自动化装置
1、在保护直流母线电压、线路短路及故障时，直流断路器具有高的分断能力，从而可以在极短的时间内分断线路故障。
2、在保护交流母线电压发生故障时，直流断路器具有良好的选择性。
3、直流母线系统作为变电站的主保护时，可通过对母线电压和电流进行监视并分析电压和电流的变化，当发生故障后能及时采取有效措施避免事故的发生。
4、直流系统作为变电站综合自动化装置，可以通过对设备运行数据分析，从而判断出设备是否存在不正常情况。
5、在变电站控制回路内设置有直流断路器，不仅可以提高电网运行安全性，而且可在出现异常情况时及时分断故障设备恢复运行。
6、在主变低压侧配置有直流断路器；主变高压侧及母线保护配置有直流负荷开关以提高供电可靠性。
三、高压开关柜
1、高压开关柜的作用是通过高压开关柜进行系统中电能的变换，将交流变直流后，再将直流变交流。
2、当进行系统供电时，高压开关柜的作用是在系统中起到保护及控制的作用。
3、对于电压等级在35kV及以上的高压配电设备，采用了具有快速熔断功能的直流小型断路器作为高压开关设备的保护用。
4、当系统发生停电故障时，可采用直流小型断路器来进行保护。
5、当采用快速熔断功能时一般采用3倍额定电流和4个动作次数，并且动作时间不超过2秒；
6、在不停电时也可以采用自动复归。
四、变压器、电抗器和互感器等设备
由于在各种不同的工况条件下，可能会出现不符合标准要求的故障，因此需要对其进行保护。
在运行中由于故障发生而使变压器、电抗器或互感器内部短路，此时应将相应参数调整到标准要求范围内；当变压器或电抗器发生单相接地故障时，则需要对其进行保护。
当某一台变压器或电抗器出现过负荷，但没有超过标准要求的容量或者电压时，应通过短路保护来避免该变压器或电抗器由于负荷过大而发生单相或三相不平衡问题，从而引起事故。
为了避免变压器或互感器单台或多台设备同时出现过负荷问题，通常需要在多台设备之间进行隔离并设置相关的保护装置，对于某些特殊类型的低压直流系统或者是具有较大谐波电压、电流及频率特性的直流系统中，可采用快速熔断器配合电容器组进行保护。对于一些特殊类型的设备也可以在设备间加装隔离开关并设置相应的保护装置。
五、电力系统主变压器的过电压保护
随着电力系统容量的不断增大，各种电源线路和用电设备越来越多，导致供电半径越来越大，而电网的频率也逐年提高，当系统中的直流负荷水平时易产生过电压。
为防止发生电气性故障而影响供电质量，应对过电压进行保护。为了保证主变压器工作安全和提高主变压器效率，采用直流系统作为过电压保护方式最为理想。
直流主变（厂用变电所或大型交流综合变电站内）可采用直流断路器作为过电压保护。直流断路器的动作原理是通过快速熔断器将分闸线圈与脱扣机构形成的闭锁关系转换为接通状态，从而实现过电压保护。
在直流系统中，直流主变采用带快速熔断器的小型变压器作过电压保护时，当主变压器工作于最大频率（60Hz）时，若发生单相接地故障，由于断路器与主变无联系，故主变不会跳闸，即不会发生电气性故障。
六、直流断路器在电力系统中的应用和安装
（1）当直流断路器与交流隔离开关配合使用时，可以在直流系统中实现直流线路的故障跳闸，从而避免直流系统出现大量短路事故。
（2）当采用了直流隔离开关时，要考虑安装位置的选择。
（3）当直流断路器是用于交流回路的保护时，必须严格遵守交流回路中的有关规定。
（4）直流断路器的分断能力应与线路的运行方式相匹配。
（5）在设计和安装时，要充分考虑安全措施和消防、防雷措施。
（6）在选择开关型式和操作机构型式时必须注意：在选择开关型式、操作结构类型、分断能力和自动脱扣条件时，要考虑以下几点：
（7）为了避免断路器频繁动作可能造成的绝缘烧坏和故障影响正常运行，在使用过程中应注意安装部位的绝缘耐压，尽量使操作机构免受其影响。
七、总结
目前国内外生产的直流断路器基本可分为高压开关和直流开关两种类型，但是从总体上看，高压开关在技术水平上优于直流断路器。
随着智能电网建设步伐加快以及电力电子技术、通信与信息处理技术的发展与应用以及微电子等高新技术在电气工程中应用范围日益扩大，智能电网的发展将为电力电子技术、计算机应用技术、通信技术等高新技术在电气工程中推广和应用提供广阔空间。