配電系統(tǒng)發(fā)展分析論文
摘要：電的產(chǎn)生、輸送、使用中，配電是一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)。配電系統(tǒng)包括變壓器和各種高低壓電器設(shè)備， 低壓斷路器則是一種使用量大面廣的電器。
關(guān)鍵詞：低壓 斷路器
1 低壓斷路器的分類
低壓斷路器，從它的結(jié)構(gòu)、用途所具有的功能來(lái)分，就有萬(wàn)能式（又稱框架式，國(guó)際上通稱ACB）和塑料外殼式[國(guó)際上通稱MCCB，MCB（小型）]兩大類，它們相同的作用是：①在正常情況下，作不頻繁合、分電路或起動(dòng)、停止電動(dòng)機(jī)；②在線路或電動(dòng)機(jī)發(fā)生過(guò)載、短路或欠電壓（電壓不足）等故障時(shí)，能自動(dòng)切斷電路，予以保護(hù)。
根據(jù)保護(hù)對(duì)象的不同，斷路器又分為四個(gè)類型：①配電保護(hù)型──保護(hù)電源和電氣線路（電線、電纜）和設(shè)備；②電動(dòng)機(jī)保護(hù)型──專作電動(dòng)機(jī)的不頻繁起動(dòng)，運(yùn)行中中斷，以及在電動(dòng)機(jī)發(fā)生過(guò)載、短路和欠電壓時(shí)的保護(hù)；③家用和類似家用場(chǎng)所保護(hù)型──對(duì)照明線路、家用電器等的保護(hù)；④剩余電流（漏電）保護(hù)型──用來(lái)保護(hù)人身免受電擊危險(xiǎn)及防止電氣火災(zāi)的保護(hù)器。
2 低壓斷路器的發(fā)展
世界上最早的斷路器出現(xiàn)于1885年，它是一種刀開(kāi)關(guān)和過(guò)電流脫扣器的組合。1905年具有自由脫扣裝置的空氣斷路器誕生。1930年以來(lái)，隨著科技的進(jìn)步，電弧原理的發(fā)現(xiàn)和各種滅弧裝置的發(fā)明，逐漸形成了目前的機(jī)構(gòu)。50年代末，電子元件的興起，又產(chǎn)生了電子脫扣器，到了今天，由于小型化電腦的普及，又有智能型斷路器的問(wèn)世。
我國(guó)解放前幾乎沒(méi)有斷路器的制造業(yè)，新中國(guó)成立后，電器工業(yè)有了很大的發(fā)展，低壓斷路器經(jīng)歷了四代的發(fā)展過(guò)程。
萬(wàn)能式斷路器（ABC）
第一代是仿蘇A15，A2050的DW1、DW2型（額定電流200～1500A）；第二代是在1958年我國(guó)自行設(shè)計(jì)的DWO基礎(chǔ)上更新的DW10系列，其額定電壓為AC380V，DC440V，額定電流200～4000A；第三代是70年代末開(kāi)發(fā)，80年代初投產(chǎn)的DW15和DWX15（限流型）；第四代是90年代初研制成功的DW45智能型萬(wàn)能式斷路器。
80年代初、中期，我國(guó)相繼從日本和德國(guó)引進(jìn)AH和ME型萬(wàn)能式斷路器。
DW45系列萬(wàn)能式斷路器，具有國(guó)際90年代同類產(chǎn)品（ABB公司的F系列，施耐德公司的M系列和日本三菱公司的AE系列）的水平。它具有過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí)、瞬動(dòng)的三段保護(hù)特性和單相接地故障保護(hù)以及保護(hù)特性的電流、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（低倍數(shù)短路合閘保護(hù)）通訊接口等智能化功能。
3 不同類型斷路器的保護(hù)特性及其執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)
3.1 配電保護(hù)型斷路器的反時(shí)限斷開(kāi)特性
3.2 電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器的反時(shí)限斷開(kāi)特性
3.3 配電保護(hù)型的瞬動(dòng)整定電流 配電保護(hù)型的瞬動(dòng)整定電流為10In（誤差為±20％），In為400A及以上規(guī)格，可以和5In和10In中任選一種（由用戶提出，制造廠整定）；電動(dòng)機(jī)保護(hù)型的瞬動(dòng)整定電流為12In（誤差為±20％），一般設(shè)計(jì)時(shí)In可以等于電動(dòng)機(jī)的額定電流。
3.4 家用和類似場(chǎng)所用斷路器的過(guò)載脫扣特性
3.5 斷路器符合標(biāo)準(zhǔn)情況 配電保護(hù)型斷路器符合GB14048.2（等效采用IEC947—2）《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備低壓斷路器》標(biāo)準(zhǔn)。
電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器符合GB14048.2和GB14048.4（等效采用IEC947—4）《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備、低壓機(jī)電式接觸器和起動(dòng)器》標(biāo)準(zhǔn)。
家用和類似家用場(chǎng)所保護(hù)型斷路器符合 GB01963（等效采用IEC898）《家用和類似家用場(chǎng)所過(guò)電流保護(hù)斷路器》標(biāo)準(zhǔn)。
剩余電流保護(hù)型斷路器（漏電斷路器）符合GB6829、GB16917（IEC1009）、IEC755標(biāo)準(zhǔn)。
4 斷路器的發(fā)展趨勢(shì)
在進(jìn)入新的世紀(jì)時(shí)，我國(guó)低壓電器（低壓斷路器），將按照“小型化、高分?jǐn)�、低噪音、工作可靠、逐步�?shí)現(xiàn)智能化”的要求發(fā)展，不斷創(chuàng)造出符合時(shí)代需要的新產(chǎn)品。
4.1 萬(wàn)能式斷路器 全國(guó)聯(lián)合設(shè)計(jì)的DW45系列智能型萬(wàn)能式斷路器已完成了殼架電流為2000A、3200A、5000A的三極和四極的開(kāi)發(fā)并投入批量生產(chǎn)，目前正著手于研制特大型的6300A規(guī)格（短路分?jǐn)嗄芰锳C 400V，120kA），今后，萬(wàn)能式斷路器的開(kāi)發(fā)，依然以智能型為主，其智能化功能在DW45的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善，在通訊功能方面，將在現(xiàn)在的智能化控制器與RS485接口協(xié)議（Profibus體系）掛靠的基礎(chǔ)上，向容量更大，速度更快的IEC通訊接口（協(xié)議）掛靠，實(shí)現(xiàn)更全面的小、中、大區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)總線的遙控、遙測(cè)、遙訊、遙調(diào)。
隨著電網(wǎng)功率的提高，作為變壓器低壓側(cè)出口保護(hù)開(kāi)關(guān)的萬(wàn)能式斷路器，其短路分?jǐn)嗄芰⑻岣叩?20～150kA，體積還要縮小。
斷路器的附件應(yīng)是模塊化的，裝配積木化。
4.2 塑料外殼式斷路器 向小型化、高分?jǐn)�、多功能、附件模塊化發(fā)展；積極開(kāi)發(fā)智能化（包括三段保護(hù)以及各種智能化功能）斷路器。 目前OTT集團(tuán)正在其成員單位杭州之江開(kāi)關(guān)廠開(kāi)發(fā)、試制S—Z型智能型塑料外殼式斷路器。該系列斷路器殼架電流為400A和800A，短路分?jǐn)嗄芰?00V，35～100kA，具有配合熔斷器特性用，配合保護(hù)斷電器VCB特性用，配電線路保護(hù)用和配合電動(dòng)機(jī)、起動(dòng)器、變壓器、電容器保護(hù)特性用四種脫扣特性，可由用戶選擇。斷路器有過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí)、短路瞬動(dòng)的三段保護(hù)功能。智能化功能有：電流和動(dòng)作時(shí)間可調(diào)、顯示、熱記憶、負(fù)載監(jiān)控、自診斷和通訊接口等（國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的智能型塑殼式斷路器是TM30P和DZ40系列）。
電動(dòng)機(jī)保護(hù)型塑殼式斷路器：小容量電動(dòng)機(jī)保護(hù)型考慮到支路離動(dòng)力中心（PC）較近，必須發(fā)展短路分?jǐn)嗄芰_(dá)15～50kA的品種，另外，額定工作電壓除有380V（400V）的外，還應(yīng)研制適用660V（690V）的規(guī)格。在設(shè)計(jì)上應(yīng)向系列化、模塊化和模數(shù)化發(fā)展，產(chǎn)品應(yīng)有各種附件，如分勵(lì)脫扣器、欠電壓脫扣器、斷相保護(hù)、短路故障顯示、遠(yuǎn)距離操作機(jī)構(gòu)、各種輔助觸頭、門聯(lián)鎖操作機(jī)構(gòu)、隔離模塊、各種防護(hù)外殼及附加接線端子，以實(shí)現(xiàn)功能齊全和方便用戶。
4.3 家用和類似場(chǎng)所用斷路器 主要發(fā)展二極和四極，尺寸模數(shù)化，安裝導(dǎo)軌化，短路分?jǐn)嗄芰默F(xiàn)有的4kA、6kA提高到10～15kA.在功能方面還有分勵(lì)、欠壓、過(guò)電壓、斷相、聲光報(bào)警、防竊電等附屬裝置（模塊化）。
4.4 剩余電流保護(hù)斷路器 適用于人身安全保護(hù)的小電流（≤100A）規(guī)格用剩余電流保護(hù)模塊與家用和類似場(chǎng)所用斷路器組合成漏電斷路器，對(duì)于IΔn（漏電動(dòng)作電流）大于30mA的，研制一些延時(shí)型，以適應(yīng)級(jí)間的選擇性保護(hù)需要。
工業(yè)用，體積縮小，額定電流100～800A，短路分?jǐn)嗄芰_(dá)35～65kA，漏電動(dòng)作電流為30mA、100mA、300mA、500mA、1A、2A等。在漏電動(dòng)作方面，除快速動(dòng)作外，還要有延時(shí)型（可調(diào)），同時(shí)具備漏電預(yù)告警[當(dāng)漏電電流達(dá)50％IΔn時(shí)，開(kāi)始報(bào)警（燈光閃爍、閃爍頻率越高，表示漏電越嚴(yán)重）]，為適應(yīng)不能斷電的系統(tǒng)（如消防），應(yīng)在這一系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)只報(bào)警不脫扣的漏電斷路器。還可在塑殼式斷路器上加裝剩余電流保護(hù)模塊。IΔn做到0.03～3A.此外，還可在塑殼式斷路器上派生單相接地故障保護(hù)功能。
剩余電流（漏電）繼電器，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)400～800A規(guī)格（現(xiàn)JD1型僅做到250A）。
按照用戶的需要（非凡是大量使用電子元件的設(shè)備的地方），開(kāi)發(fā)交流脈沖型、直流動(dòng)作型、直流脈沖型等剩余電流動(dòng)作斷路器。
5 小結(jié)
以上介紹了我國(guó)低壓斷路器的發(fā)展過(guò)程及概況，并闡述了低壓斷路器的發(fā)展超勢(shì)。隨著電力工業(yè)的發(fā)展及城鄉(xiāng)電網(wǎng)的改造，低壓斷路器正面臨著一個(gè)發(fā)展機(jī)遇和如何適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)，我們必須加大科研、開(kāi)發(fā)力度，為市場(chǎng)提供高質(zhì)量和高可靠性的低壓斷路器。
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