Системы оперативного постоянного тока предназначены для надежного электроснабжения потребителей в нормальном режиме эксплуатации, а также при нарушениях электроснабжения и при полном обесточивании объекта. Время автономной работы системы оперативного постоянного тока в условиях полного исчезновения напряжения со стороны системы внешнего электроснабжения и отсутствия аварийного или резервного питания должно составлять не менее 2 час. [1].
Наиболее важными элементами системы оперативного постоянного тока являются аккумуляторная батарея, зарядно-выпрямительные устройства и щит постоянного тока (ЩПТ) [2].
В нормальном режиме работы электроприемники питаются от зарядно-выпрямительного устройства, при этом аккумуляторная батарея используется для компенсации импульсов тока, превышающих возможности зарядно-выпрямительного устройства. В аварийном режиме работы электроприемники питаются только от аккумуляторной батареи.
Щит постоянного тока предназначен для распределения электрической энергии в системе оперативного постоянного тока, подключения нагрузок потребителей, их коммутации, защиты и контроля параметров в нормальном и аварийном режимах работы системы электроснабжения.
Существует множество схемных решений организации главных цепей ЩПТ. Одна из наиболее используемых схем, схема с двумя каналами питания. В отличие от схемы с одним каналом питания, где аккумуляторная батарея включается через один головной аппарат, схема с двумя каналами питания обладает более высокой надежностью, поскольку при отключении одного из головных аппаратов без питания остается только часть потребителей, а не все.
С другой стороны, схема приобретает конструктивный недостаток. Так, для того, чтобы аккумуляторную батарею подключить к двум аппаратам, необходима дополнительная ошиновка, которая увеличивает вероятность возникновения короткого замыкания (КЗ) на незащищенном участке до головных аппаратов.
Частой причиной возникновения КЗ является попадание посторонних предметов на оголенные токоведущие части. При этом наиболее вероятным является возникновение дугового КЗ, поскольку в реальных условиях чаще всего не обеспечивается контактное нажатие, необходимое для возникновения устойчивого металлического КЗ [3, 4].