低壓斷路器(包括萬能式、塑料外殼式、小型塑殼式、剩余電流保護(hù)式等)是配電系統(tǒng)中不可缺少的重要電氣器具之一。中國低壓斷路器的發(fā)展經(jīng)歷了仿制(前蘇聯(lián))、自行設(shè)計(jì)的四個(gè)階段,近年來又獲得新的更大的發(fā)展。目前,一大批新品牌產(chǎn)品,如HSM1、DW45、CM1、JM30、JXM1、S系列和C45N等系列產(chǎn)品,占據(jù)了市場的主要部分,有力地促進(jìn)了我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為了使我國低壓斷路器的制造水平更上一層樓,進(jìn)一步縮小與達(dá)國家差距,要向小體積、高分?jǐn)?、低噪音、工作安全可靠和智能化方向發(fā)展。
在提高產(chǎn)品整體水平的同時(shí),各類型產(chǎn)品的發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)有所側(cè)重:
一、萬能式(柜架式)低壓斷路器。目前我國各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展不太平衡,從市場需求分析,既要發(fā)展、完善一般型的萬能式斷路器,例如DW15系列產(chǎn)品;又要發(fā)展高科技產(chǎn)品,例如智能型萬能型式斷路器。前者的工作重點(diǎn)是提高產(chǎn)品的安全性、可靠性和降低成本、降低產(chǎn)品價(jià)格,而后者的工作重點(diǎn)是完善和擴(kuò)大產(chǎn)品的功能。
我國第三代自行設(shè)計(jì)的典型產(chǎn)品是DW45系列智能型萬能式斷路器,目前已批量生產(chǎn)的殼架電流等級有:2000A、3200A、4000A、6300A四種,這種斷路器具備過載長延時(shí)、短路短延時(shí)、短路瞬動(dòng)的三段保護(hù)功能,又有單相接地故障保護(hù)功能。其智能化控制器(脫扣器)可實(shí)現(xiàn):電流表、電壓表功能;額定電流、整定電流、動(dòng)作時(shí)間可調(diào);顯示、試驗(yàn)、熱記憶、故障記憶、負(fù)載監(jiān)控、自診斷、MCR和通信接口等功能。從短路分?jǐn)嗄芰砜矗耆梢詽M足容量至3150kVA及以下的變壓器作主開關(guān)(總保護(hù)開關(guān))的要求。
DW45系列斷路器今后的發(fā)展方向是:1.進(jìn)一步在通信方面發(fā)展和完善,即完善其計(jì)算機(jī)通信功能,包括開發(fā)新型接口電器,使之連接于網(wǎng)絡(luò)和斷路器之間(接口器如AST接口模塊、分布I/O接口、網(wǎng)絡(luò)之間接口)為計(jì)算機(jī)服務(wù)的單元,如總線地址編碼器、尋址單元、負(fù)載反饋模塊。對可通信電器(斷路器)的基本要求包括帶有通信接口;通信規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)化;可以直接掛在總線上。2。嚴(yán)格按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)。在科技飛速發(fā)展的新形勢下,對斷路器產(chǎn)品的技術(shù)要求越來越嚴(yán)格、復(fù)雜。因此生產(chǎn)廠家應(yīng)密切關(guān)注國際標(biāo)準(zhǔn)(例如IEC標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)國家標(biāo)準(zhǔn))的發(fā)展動(dòng)態(tài)。當(dāng)前應(yīng)下大力氣解決EMC(電磁兼容)對斷路器的影響問題。
二、塑料外殼式斷路器。自20世紀(jì)80年代中期以業(yè),我國相繼有HSM1、CM1、TM30、JXM1、S系列產(chǎn)品問世,其產(chǎn)品的技術(shù)性能大約是國際20世紀(jì)80年代至90年代初的水平,短路分?jǐn)嗄芰腁C 400V、25kA~AC 400V、85kA,在一般情況下可滿足國內(nèi)各用電場合的需求。
塑殼式斷路器今后的發(fā)展方向是:小型化、高分?jǐn)?、多功能、附件模塊化;智能化(包括三段保護(hù)、電流和動(dòng)作時(shí)間可調(diào)、顯示、故障記憶、負(fù)載監(jiān)控、通信接口等功能)。
對當(dāng)前國內(nèi)低壓斷路器三番五次筆發(fā)展幾項(xiàng)建議:
1.整頓低壓電器生產(chǎn)布局,防止重復(fù)生產(chǎn)和偽劣產(chǎn)品流入市場;2.加大力度扶持具有良好條件的企業(yè)生產(chǎn)高新技術(shù)產(chǎn)品,形成每個(gè)省有2~3個(gè)龍頭企業(yè)的格局;3.鼓勵(lì)有開發(fā)、創(chuàng)新能力的生產(chǎn)廠家(公司),每年開發(fā)1~2個(gè)新產(chǎn)品,趕(學(xué))超世界先進(jìn)水平;4.迅速提高國內(nèi)黑色有色金屬、化工、電子產(chǎn)品的質(zhì)量,用具有高新技術(shù)水平的低壓斷路器的發(fā)展來帶動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步;5.提高斷路器零部件的加工精度,大力扶植幾個(gè)零件部件專業(yè)化生產(chǎn)廠家,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本。
我們可以從以下幾方面借鑒國外低壓斷路器的先進(jìn)技術(shù):
1.智能型萬能式斷路器加速向智能化發(fā)展。目前國外企業(yè)生產(chǎn)的智能型萬能式斷路器,其智能化更全,如建設(shè)避免高次諧波使斷路器誤動(dòng)作的CPU單元、線路諧波的分析與測量、斷路器觸頭磨損率顯示、斷路器級間選擇性連鎖技術(shù)(Zone Selective terlock)等。目前諧波分量測量分析這一技術(shù)國內(nèi)也已具備,但因諧波有來自電網(wǎng)的,也有來自大量使用電子設(shè)備反饋給電網(wǎng)的,因此很難從根本上解決這一技術(shù)問題(這是一個(gè)綜合性問題)。因此關(guān)于諧波的測量分析不需要每臺斷路器都設(shè)置,可作為一個(gè)特別的附件按用戶需要供應(yīng),而避免多次諧波對斷路器性能的影響,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)級間選擇性連鎖技術(shù)(ZSI),在這些方面確有必要借鑒。目前國外公司在通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化方面要比我國完善,例如美國采用Rock-Well的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)為DeviceNet,德國西門子公司采用Profibus,法國施耐德公司采用Jbus。但我國在這方面仍很欠缺,目前還處于爭論之中。
2.塑料外殼式斷路器應(yīng)大力推行5種新技術(shù):
斷路器全面采用VJC技術(shù)(Vapour Control),即電弧蒸氣噴射控制技術(shù)。采用此種技術(shù)后,在斷路器開斷短路電流時(shí),可以大大提高電弧電壓,并防止電弧后噴,使斷路器的分?jǐn)嗄芰Υ鬄樘岣?,斷路器的體積縮小(如日本三菱公司的NF系列,裝VJC的比不裝VJC的斷路器分?jǐn)嗄芰μ岣吡?.42倍,體積減少到原來的63.66%)。
觸頭系統(tǒng)采用雙斷點(diǎn),雙滅弧室,可大大提高斷路器的短路分?jǐn)嗄芰Γ⑹蛊鋲勖娱L一倍。
采用ISTAC技術(shù)(Impulsive slot Type accelerator--狹槽脈動(dòng)加速器)。采用ISTAC技術(shù)后,可在很大程度上提高斷路器的限流性能,縮小斷路器滅弧室所占的空間。日本三菱公司的產(chǎn)品試驗(yàn)表明,它的100A產(chǎn)品最大峰值電流下降至80%,通過斷路器的能量CISt降至65%。
器壁侵蝕與自動(dòng)氣吹滅弧技術(shù)。斷路器在開斷短路電流時(shí),電弧溫度達(dá)3000~6000℃,在此高溫下,器壁(隔弧板)受電弧侵蝕而產(chǎn)生氣,使滅弧室內(nèi)壓力增高,通過出氣孔(口),形成高速流來吹滅電弧。產(chǎn)氣材料有:三聚氰胺和酚醛樹脂、陶資材料、POM材料、PA6/6(尼龍66)。
發(fā)展和應(yīng)用新型銀合金觸頭(加適量稀有元素添加劑),其而電弧性、抗熔焊性良好,溫升低。
幾點(diǎn)建議:國內(nèi)有斷路器開發(fā)能力的廠家或研究所及高等院校,可以單獨(dú)或合作借鑒國外這些新技術(shù)。方法是,購買這些產(chǎn)品的樣機(jī)進(jìn)行解剖、實(shí)驗(yàn)、分析、推理,然后投入設(shè)計(jì)和試制。所需要的新材料可委托國內(nèi)冶金、化工行業(yè)試制,如研制方面暫時(shí)有困難,可由國外購買。
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