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低壓斷路器研發要有所側重
http://www.sharifulalam.com 2003-08-28 23:47 《中華工控網》原創
低壓斷路器(包括萬能式、塑料外殼式、小型塑殼式、剩余電流保護式等)是配電系統中不可缺少的重要電氣器具之一。中國低壓斷路器的發展經歷了仿制(前蘇聯)、自行設計的四個階段，近年來又獲得新的更大的發展。目前，一大批新品牌產品，如HSM1、DW45、CM1、JM30、JXM1、S系列和C45N等系列產品，占據了市場的主要部分，有力地促進了我國國民經濟的發展。為了使我國低壓斷路器的制造水平更上一層樓，進一步縮小與達國家差距，要向小體積、高分斷、低噪音、工作安全可靠和智能化方向發展。
在提高產品整體水平的同時，各類型產品的發展重點應有所側重：
一、萬能式(柜架式)低壓斷路器。目前我國各地經濟發展不太平衡，從市場需求分析，既要發展、完善一般型的萬能式斷路器，例如DW15系列產品；又要發展高科技產品，例如智能型萬能型式斷路器。前者的工作重點是提高產品的安全性、可靠性和降低成本、降低產品價格，而后者的工作重點是完善和擴大產品的功能。
我國第三代自行設計的典型產品是DW45系列智能型萬能式斷路器，目前已批量生產的殼架電流等級有：2000A、3200A、4000A、6300A四種，這種斷路器具備過載長延時、短路短延時、短路瞬動的三段保護功能，又有單相接地故障保護功能。其智能化控制器(脫扣器)可實現：電流表、電壓表功能；額定電流、整定電流、動作時間可調；顯示、試驗、熱記憶、故障記憶、負載監控、自診斷、MCR和通信接口等功能。從短路分斷能力來看，完全可以滿足容量至3150kVA及以下的變壓器作主開關(總保護開關)的要求。
DW45系列斷路器今后的發展方向是:1.進一步在通信方面發展和完善，即完善其計算機通信功能，包括開發新型接口電器，使之連接于網絡和斷路器之間(接口器如AST接口模塊、分布I/O接口、網絡之間接口)為計算機服務的單元，如總線地址編碼器、尋址單元、負載反饋模塊。對可通信電器(斷路器)的基本要求包括帶有通信接口；通信規約標準化；可以直接掛在總線上。2。嚴格按統一標準設計生產。在科技飛速發展的新形勢下，對斷路器產品的技術要求越來越嚴格、復雜。因此生產廠家應密切關注國際標準(例如IEC標準和先進國家標準)的發展動態。當前應下大力氣解決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80年代中期以業，我國相繼有HSM1、CM1、TM30、JXM1、S系列產品問世，其產品的技術性能大約是國際20世紀80年代至90年代初的水平，短路分斷能力從AC 400V、25kA~AC 400V、85kA，在一般情況下可滿足國內各用電場合的需求。
塑殼式斷路器今后的發展方向是：小型化、高分斷、多功能、附件模塊化；智能化(包括三段保護、電流和動作時間可調、顯示、故障記憶、負載監控、通信接口等功能)。
對當前國內低壓斷路器三番五次筆發展幾項建議：
1．整頓低壓電器生產布局，防止重復生產和偽劣產品流入市場；2.加大力度扶持具有良好條件的企業生產高新技術產品，形成每個省有2~3個龍頭企業的格局；3.鼓勵有開發、創新能力的生產廠家(公司)，每年開發1~2個新產品，趕(學)超世界先進水平；4.迅速提高國內黑色有色金屬、化工、電子產品的質量，用具有高新技術水平的低壓斷路器的發展來帶動其他產業的進步；5.提高斷路器零部件的加工精度，大力扶植幾個零件部件專業化生產廠家，提高產品質量，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技術：
1．智能型萬能式斷路器加速向智能化發展。目前國外企業生產的智能型萬能式斷路器，其智能化更全，如建設避免高次諧波使斷路器誤動作的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(Zone Selective terlock)等。目前諧波分量測量分析這一技術國內也已具備，但因諧波有來自電網的，也有來自大量使用電子設備反饋給電網的，因此很難從根本上解決這一技術問題(這是一個綜合性問題)。因此關于諧波的測量分析不需要每臺斷路器都設置，可作為一個特別的附件按用戶需要供應，而避免多次諧波對斷路器性能的影響，實現電網級間選擇性連鎖技術(ZSI)，在這些方面確有必要借鑒。目前國外公司在通信協議標準化方面要比我國完善，例如美國采用Rock-Well的現場總線網絡為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大力推行5種新技術：
斷路器全面采用VJC技術(Vapour Control)，即電弧蒸氣噴射控制技術。采用此種技術后，在斷路器開斷短路電流時，可以大大提高電弧電壓，并防止電弧后噴，使斷路器的分斷能力大為提高，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的斷路器分斷能力提高了1.42倍，體積減少到原來的63.66%)。
觸頭系統采用雙斷點，雙滅弧室，可大大提高斷路器的短路分斷能力，并使其壽命延長一倍。
采用ISTAC技術(Impulsive slot Type accelerator--狹槽脈動加速器)。采用ISTAC技術后，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。日本三菱公司的產品試驗表明，它的100A產品最大峰值電流下降至80%，通過斷路器的能量CISt降至65%。
器壁侵蝕與自動氣吹滅弧技術。斷路器在開斷短路電流時，電弧溫度達3000~6000℃，在此高溫下，器壁(隔弧板)受電弧侵蝕而產生氣，使滅弧室內壓力增高，通過出氣孔(口)，形成高速流來吹滅電弧。產氣材料有：三聚氰胺和酚醛樹脂、陶資材料、POM材料、PA6/6(尼龍66)。
發展和應用新型銀合金觸頭(加適量稀有元素添加劑)，其而電弧性、抗熔焊性良好，溫升低。
幾點建議：國內有斷路器開發能力的廠家或研究所及高等院校，可以單獨或合作借鑒國外這些新技術。方法是，購買這些產品的樣機進行解剖、實驗、分析、推理，然后投入設計和試制。所需要的新材料可委托國內冶金、化工行業試制，如研制方面暫時有困難，可由國外購買。
在提高產品整體水平的同時，各類型產品的發展重點應有所側重：
一、萬能式(柜架式)低壓斷路器。目前我國各地經濟發展不太平衡，從市場需求分析，既要發展、完善一般型的萬能式斷路器，例如DW15系列產品；又要發展高科技產品，例如智能型萬能型式斷路器。前者的工作重點是提高產品的安全性、可靠性和降低成本、降低產品價格，而后者的工作重點是完善和擴大產品的功能。
我國第三代自行設計的典型產品是DW45系列智能型萬能式斷路器，目前已批量生產的殼架電流等級有：2000A、3200A、4000A、6300A四種，這種斷路器具備過載長延時、短路短延時、短路瞬動的三段保護功能，又有單相接地故障保護功能。其智能化控制器(脫扣器)可實現：電流表、電壓表功能；額定電流、整定電流、動作時間可調；顯示、試驗、熱記憶、故障記憶、負載監控、自診斷、MCR和通信接口等功能。從短路分斷能力來看，完全可以滿足容量至3150kVA及以下的變壓器作主開關(總保護開關)的要求。
DW45系列斷路器今后的發展方向是:1.進一步在通信方面發展和完善，即完善其計算機通信功能，包括開發新型接口電器，使之連接于網絡和斷路器之間(接口器如AST接口模塊、分布I/O接口、網絡之間接口)為計算機服務的單元，如總線地址編碼器、尋址單元、負載反饋模塊。對可通信電器(斷路器)的基本要求包括帶有通信接口；通信規約標準化；可以直接掛在總線上。2。嚴格按統一標準設計生產。在科技飛速發展的新形勢下，對斷路器產品的技術要求越來越嚴格、復雜。因此生產廠家應密切關注國際標準(例如IEC標準和先進國家標準)的發展動態。當前應下大力氣解決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80年代中期以業，我國相繼有HSM1、CM1、TM30、JXM1、S系列產品問世，其產品的技術性能大約是國際20世紀80年代至90年代初的水平，短路分斷能力從AC 400V、25kA~AC 400V、85kA，在一般情況下可滿足國內各用電場合的需求。
塑殼式斷路器今后的發展方向是：小型化、高分斷、多功能、附件模塊化；智能化(包括三段保護、電流和動作時間可調、顯示、故障記憶、負載監控、通信接口等功能)。
對當前國內低壓斷路器三番五次筆發展幾項建議：
1．整頓低壓電器生產布局，防止重復生產和偽劣產品流入市場；2.加大力度扶持具有良好條件的企業生產高新技術產品，形成每個省有2~3個龍頭企業的格局；3.鼓勵有開發、創新能力的生產廠家(公司)，每年開發1~2個新產品，趕(學)超世界先進水平；4.迅速提高國內黑色有色金屬、化工、電子產品的質量，用具有高新技術水平的低壓斷路器的發展來帶動其他產業的進步；5.提高斷路器零部件的加工精度，大力扶植幾個零件部件專業化生產廠家，提高產品質量，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技術：
1．智能型萬能式斷路器加速向智能化發展。目前國外企業生產的智能型萬能式斷路器，其智能化更全，如建設避免高次諧波使斷路器誤動作的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(Zone Selective terlock)等。目前諧波分量測量分析這一技術國內也已具備，但因諧波有來自電網的，也有來自大量使用電子設備反饋給電網的，因此很難從根本上解決這一技術問題(這是一個綜合性問題)。因此關于諧波的測量分析不需要每臺斷路器都設置，可作為一個特別的附件按用戶需要供應，而避免多次諧波對斷路器性能的影響，實現電網級間選擇性連鎖技術(ZSI)，在這些方面確有必要借鑒。目前國外公司在通信協議標準化方面要比我國完善，例如美國采用Rock-Well的現場總線網絡為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大力推行5種新技術：
斷路器全面采用VJC技術(Vapour Control)，即電弧蒸氣噴射控制技術。采用此種技術后，在斷路器開斷短路電流時，可以大大提高電弧電壓，并防止電弧后噴，使斷路器的分斷能力大為提高，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的斷路器分斷能力提高了1.42倍，體積減少到原來的63.66%)。
觸頭系統采用雙斷點，雙滅弧室，可大大提高斷路器的短路分斷能力，并使其壽命延長一倍。
采用ISTAC技術(Impulsive slot Type accelerator--狹槽脈動加速器)。采用ISTAC技術后，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。日本三菱公司的產品試驗表明，它的100A產品最大峰值電流下降至80%，通過斷路器的能量CISt降至65%。
器壁侵蝕與自動氣吹滅弧技術。斷路器在開斷短路電流時，電弧溫度達3000~6000℃，在此高溫下，器壁(隔弧板)受電弧侵蝕而產生氣，使滅弧室內壓力增高，通過出氣孔(口)，形成高速流來吹滅電弧。產氣材料有：三聚氰胺和酚醛樹脂、陶資材料、POM材料、PA6/6(尼龍66)。
發展和應用新型銀合金觸頭(加適量稀有元素添加劑)，其而電弧性、抗熔焊性良好，溫升低。
幾點建議：國內有斷路器開發能力的廠家或研究所及高等院校，可以單獨或合作借鑒國外這些新技術。方法是，購買這些產品的樣機進行解剖、實驗、分析、推理，然后投入設計和試制。所需要的新材料可委托國內冶金、化工行業試制，如研制方面暫時有困難，可由國外購買。
----中國工業報
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