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低压断路器现状及智能化发展研究

来源:传奇商城  点击:次  时间:2012/3/31 10:18:38
    范锦明 (1.福州大学电气工程与自动化学院,福建福州 350108;2.泉州经贸职业技术学院,福建泉州 362000)
 
摘要:在科技日益发展的当今社会,供电规模的日趋扩大,电力系统对可靠性、智能化、自动化以及高效化的要求更严格,电气电力生产力已经被广泛应用到国防科技、交通运输、工业、农业、科教、科研发展等社会生活的各个领域。而在电力网络运作中,无论是发电、输电、配电,还是用电环节,低压断路器都是其中最为重要的电子控制元件之一。基于这一点,文章首先分析了我国低压断路器的生产业,然后分析了我国断路器在市场应用中的现状,最后对我国低压断路器的未来发展进行了展望。
 
关键词:智能化;脱扣器;产品电子化
 
低压断路器,从其性能、功用、适用性这几个方面来区分,大致可分为万能式低压断路器和塑壳式低压断路器。万能式低压断路器多适用于企业及公共设施配电网络,它具有智能化保护功能,提高供电可靠性,避免了不必要的停电,同时,万能断路器的智能控制器能提供大量信息显示、负载监控、实验、通讯、现场编程及故障参数记录等功能,可实现对整个供电网络的多段保护。塑壳式低压断路器是低压配电网络的非常重要的电子元件,它能精确识别用电网络中的用电设备超负载运行、短路等情况,及时切断故障电流,防止事故扩大,造成对整个用电网络的更大破坏。它的价格较之万能断路器更为廉价,因此更适合小型企业低压用电设备的使用。此外,断路器还有漏电断路器、直流快速断路器、真空断路器、小断路器。
 
1 我国低压断路器的生产业分析
 
低压断路器(曾称自动开关)是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流,还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起控制作用外,还具有一定的保护功能,如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。低压断路器的分类方式很多,按使用类别分,有选择型(保护装置参数可调)和非选择型(保护装置参数不可调),按灭弧介质分,有空气式和真空式(目前国产多为空气式)。低压断路器容量范围很大,最小为4 A,而最大可达5 000 A。低压断路器广泛应用于低压配电系统各级馈出线,各种机械设备的电源控制和用电终端的控制和保护。1949 年新中国成立之后,在一些维护、修理、装备简单电器工厂的基础模型上,逐步扩大演变成规模较大、专业度较高、能独立设计生产低压断路器的工厂,并由此发展成为一项专业领域,截止1979 年已有600 多家,这些公司多在北京、上海、浙江、广东、江苏等地,其中60%为国企。我国低压电器行业由于立项目多却目的性不够明确、产业地区过于集中、建设水平过低等原因,造成企业数量众多,规模分散而且各企业间结构重复。产品生产过剩、能源,原材料的利用率太低,再兼之地区保护、恶性竞争等原因,低压断路器的市场进入恶性循环。目前断路器附件已成为断路器不可分割的一个重要部分,但附件并不是越齐全越好,这就要根据具体的控制线路和保护线路来合理地应用附件,避免造成不必要的浪费,同时要分清电压等级,交流或直流,辅助触头的对数等,如应用不当,不但不起保护作用,而且还会造成很大的经济损失。下面对断路器的附件功能和应用进行分析,使用户在应用断路器附件时有所帮助。
 
2 断路器在市场应用中的现状
 
万能式断路器、塑壳断路器从上世纪六十年代先后开发了三代产品低压真空断路器在上世纪九十年代才开始起步,完成了DK5- 630~2 500 A 系列并已经逐步进入市场,但其性能还需进一步提高。直流快速断路器的更新换代在上世纪八十年代末完成,但由于其过于狭窄的市场面,目前已停止的新型号的研发。小断路器是最大规模应用于配电终端和民用建筑的断路器,产品量极大,销量广,年销售量达到5 亿支。万能式断路器在20 世纪80 年代从西门子、日本时琦等公司引进,至今已研发至第三代。塑壳式断路器在配电系统中应用极为广泛,对制作工艺要求较高,结构也较复杂,其产值与万能断路器基本相当。
 
3 我国低压断路器的发展展望
 
3.1 低压断路器发展的目标要求
在来自外国企业的冲击和压力下,我国的低压断路器企业必须引进新的生产资料,发展新的生产技术,形成新的生产力,加强民族产业的凝聚力,提高整个低压断路器行业的档次与实力,保持对国外先进企业的竞争力。企业的管理模式与市场营销手段,更应向其它发展较为先进的行业看齐。
 
3.2 低压断路器发展的技术支持
 
①大电流电弧分断技术。随着供电规模的不断扩大,
 
电力系统对可靠性、智能化、自动化以及高效化的更严格要求,因此对低压断路器的分断性能要求也在不断提高。为了提高系统安全性,新一代万能断路器已经达到额定极限短路分断能力、额定运行短路分断能力和额定短时耐受点流的趋同,为提高参数性能,新一代断路器也开始采用双断点触头灭弧系统。
 
②过电流保护新技术。现行的低压断路器主要保护配电系统过电流,目前的断电器性能基本能满足保障要求。但是,在配电系统过电流的保护来看,目前的断路器是不完全合格的。因此,新一代低压断路器的过电流保护技术才能达到要求。过电流保护技术能在极短时间内做出断电保护判定,把判定时间从原来的1~1.2 s 缩减到目前的0.2~0.5 s,缩减了保护选择时间,也更节材节能。在成套装置的安装板上,先安装一个断路器的安装座,安装座上6 个插头,断路器的连接板上有6 个插座。安装座的面上有连接板或安装座后有螺栓,安装座预先接上电源线和负载线。使用时,将断路器直接插进安装座。如果断路器坏了,只要拔出坏的,换上一只好的即可。它的更换时间比板前,板后接线要短,且方便。
 
③可通信与综合智能化技术。电力系统对系统保护的可靠性,智能化,自动化要求愈发严格,配电系统实现系统网络化是必然的发展方向。低压断路器与用电设备之间必须具有双方通信和控制的功能。断路器在信息显示、负载监控、实验、通讯、现场编程及故障参数记录这些完善功能上的发展和应用,使配电系统通信网络变得更简洁、更效率。基于微处理器的智能电器具有强大的检测功能和通信功能, 因而利用智能电器实现电力质量监控是最合适的方案, 这也是当前中压和低压智能电器的一个新的发展方向. 用智能电器实现PQ 监控有两种结构:一是用于低压智能配电系统中的专用智能化电力质量监控器; 二是让智能化低压断路器或保护继电器兼有电力质量监控功能。
 


④低压断路器小型化与模块化技术。低压断路器小型化主要借助于新技术、新工艺应用以及产品结构上创新,新一代产品与第三代产品相比,体积平均缩小20%~50%。低压断路器零部件及附属配件的制造是国家低压电器生产科研水平的一个重要量化标准。产品小型化模块化,是技术创新、设备优化的体现,同时也能节省整个系统耗材。断路器模块化水平包括:功能附件模块种类、标准化程度、制造工艺性、维护方便性以及模块小型化等。
 
⑤低压断路器可靠性与环保技术。低压断路器的可靠性包括动作可靠性、分断可靠性和承受环境变化可靠性。动作可靠性能有效提高低压断路器机械寿命和操作判定准确性;分断可靠性是断路器熄弧性能与可靠性达到最佳状态。承受环境可靠性则关系到断路器的使用耐久性。
 
总而言之,我国的低压断路器在发展的道路上经历坎坷,但也有丰硕成果。如何赶超外国先进水平,是所有断路器企业的重要课题,如何拓展完善的断路器生产与市场模式,是低压断路器领域未来的利之所系,更关系到电力系统的稳定运作,关系国利民生。
 
参考文献:
 
[1] 曾庆军,金升福,黄巧亮,等.关于万能式断路器智能控制器[J].电力自动化设备,2004,(2).
 
[2] 周志敏.低压断路器的发展与市场分析[J].电气开关,2002,(4).
 
[3] 何瑞华.我国低压电器新世纪发展策略讨论[J].低压电器,2000,(1).
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