低压断路器发展状况

电气工程概论课程作业学院：轨道交通学院专业：交通工程班级：151409学号：3215004272姓名：舒思思成绩：摘要：低压断路器是低压电器中结构最复杂，技术含量与经济价值最高，低压断路器产值占低压电器总产值50%以上。低压真空断路器从20世纪90年代末开始研制，完成了DK5-630～2500A系列真空断路器，已开始推广。但产品结构及工艺性尚需进一步完善，产品性能有望进一步提高。直流快速断路器自20世纪80年代末完成更新换代以后，由于使用场合不多至今没有进行新一代产品开发。本文大致说明了低压断路器的发展，使用中所存在的问题，以及未来的发展概况。关键词：低压断路器，发展概况，脱扣机构，发展趋势引言：在现代社会中，无论是工业、农业、交通运输、国防、文教卫生、金融、商业、旅游服务和人民生活等领域都离不开电。电的产生、输送、使用中，配电是一个极其重要的环节。配电系统包括变压器和各种高低压电气设备，而低压断路器则是一种使用量大面广的电器，在配电系统中的作用也不容小觑。为了大致了解低压断路器的相关情况，本文先介绍了低压断路器国内外的发展，然后是存在的问题，和未来发展状况。低压断路器技术概述随着经济的发展，对电能的需求和依赖不断增大。因此，承担电能的传输与分配、用电设备保护与控制任务的低压电器显得尤为重要。低压断路器是低压供配电系统主要的开关电器，随着电力事业的发展，人们对低压断路器不仅在数量上要求大增，对产品性能和可靠性方面更是提出了更高的要求。当前单台低压配电变压器容量增大，低压配电系统进入城市高层建筑，设备安装的空间要求越来越小，因而，开发高性能、小尺寸、智能化和节能型产品是当前低压断路器的发展方向。我国国民经济的飞跃发展给低压电器行业带来前所未有的机遇，要把握好这些机遇，就必须走自主创新的道路，开发具有自主知识产权的低压断路器新一代产品，以适应国内外市场竞争的需要。世界上最早的断路器产生于1885年，它是一种刀开头和过电流脱扣器的组合。1905年，具有自由脱扣装置的空气断路器诞生。从1930年以来，随着科技的进步，电弧原理的发现和各种灭弧装置的发明，逐渐形成了机构。50年代末，由于电子元件的兴起，又产生了电子脱扣器，到了今天，由于单片机的普及，又有了智能型断路器的问世。[1]为适应城市、农村电网改造的需求，促进配电质量有一个新的进步，中国配电系统中量大面广的低压断路器，按照国家有关部门提出的“体积小、短路分断能力高、功能齐全、工作安全可靠、进而向智能化（可通讯）电器发展”的精神，研发新一代科技含量更高的产品，向国际水平靠拢，缩小与先进国家的差距。近十几年来，我国低压电器制造业先后研制出具有21世纪国际水平的各种断路器，并陆续向市场投放。[2]低压断路器主要用于配电线路和电气设备的过载、欠压、失压和短路保护，是低压开关中性能最完善的开关，也可以说，低压断路器是用于交流电压1200V，直流电压1500V的电路中起通断、控制或保护等作用的电器。常在低压大功率电路中作为主控电器，如低压配电站的总开关、大负载的电路和大功率电动机的控制电器等，故通常也称为自动开关，额定电压一般为380~1200V。低压断路器是电器工业的重要组成部分，在机械行业中是基础配套件，在配电系统中，低压成套开关设备主要由各种低压断路器元件构成，低压断路器的功能及性能对低压成套开关设备起着至关重要的作用。发电设备所发出电能的80%以上是通过低压断路器分配使用的。每增加1万kW发电设备，约需2万件左右的各类低压断路器与之配套。在工业自动化系统中，也需要由低压断路器构成的各种控制屏、控制台、控制器等产品。低压断路器的操动机构中一般均安装有自动脱扣机构，当电路中出现故障电流时，不论操作手柄在什么位置，主触头均能自动地迅速分断电路。脱扣器是低压断路器的感受元件，有过电流脱扣器和失压脱扣器。电路出现故障时，脱扣器按整定值迅速动作，经过自由脱扣机构使低压断路器跳闸。[3]低压断路器也存在很多问题。虽然低压断路器从结构上提高了灭弧能力，但是由于在断开电路时产生的电弧较大，易烧损主触头，故不适用于频繁操作。中国低压断路器行业自1949年后，是在一些修理、装配简单电器工厂的基础上逐步发展成能独立设计、生产的行业，到1979共有生产企业600多家，经过1985～1986年、1990～1991年两个发展高峰，1995年低压断路器行业已有生产企业约1500家。但是，中国低压断路器制造企业主要集中在北京、天津、辽宁、上海、江苏、浙江、广东等地，在促进国民经济发展的同时，也暴露出许多问题，主要有：企业规模偏小，且数量过多，导致企业缺乏规模经济和竞争力，经济资源过于分散，缺乏整体创新动力，生产效率、经济效益和市场竞争力不高；区域结构趋同，重复建设严重，造成产品生产过剩、能源、原材料利用率低、经济效益低下以及地区保护、恶性竞争等后果。低压断路器是低压配电系统中的重要电器件,用来对电动机、变压器和电缆等设备进行过载、短路和接地故障等保护。微处理器引入断路器,对三相电流信号和漏电流信号的处理，来对断路器后面的动作控制。通过传感技术、控制通讯技术、电力电子技术等结合,一方面可以在同一台断路器上实现多种功能,使单一的动作特性有可能做到一种保护功能多种动作特性,另一方面可使断路器实现与中央控制计算机双向通讯,构成智能化的监控、保护、信息网络系统,使断路器从基本保护功能发展到智能化的保护功能。低压断路器是低压配电系统的重要部件，它已从最初单纯起过电流保护作用发展成为多功能、高性能和智能化的产品。低压断路器的发展体现在以下几个方面：进一步提高低压断路器的分断能力，具体表现为：研究新的限流分断技术，采用新技术、新工艺、新材料和新原理改进和优化原有的灭弧机构和触头系统，强化混合限流分断技术的开发和研究工作。[4]随着半导体集成技术，微电子和计算机技术的迅猛发展，单位面积上所集成的电子元件数量越来越多，断路器智能控制的能力越来越强，将从常规的电压、电流、功率等电参数的智能化检测与控制，发展到对诸如触头材料磨损量，灭弧室温升等非电参数的检测与控制，使断路器的智能控制范围进一步扩大。无触点开关在断路器控制回路中的应用和智能化，无弧转换技术的进一步完善，将使断路器的灭弧和控制机构更加小型化、损耗更小、使用寿命更长。随着国际技术交流和电器产品进出口的日益频繁，越来越要求电器设计和生产的国际标准化，在产品设计和生产上追求模块化、轻便小型化、智能化、低生产成本、使用方便和安全可靠；真空断路器在中压领域(10～35kV)已成为占主导地位的开关电器，由于低压真空断路器的灭弧在真空中完成，分断短路电流的能力强，灭弧室的体积小，电寿命及分断额定短路电流的次数，乃至对工作环境的适应性上远优于其它断路器，故真空断路器将是未来断路器发展的一个重要方向。随着高频电力电子技术与无触点断路器，即静态断路器(staticbreaker)的开发与实用化，研究高频下的断路器的行为将成为新话题；重点投资试验站的建设，不断提高低压断路器试验与测试设备等级，使检测的方法与内容达到了新的水平[5]，具体表现在:不断提高短路试验容量、采用先进手段提高测试技术、更加重视产品的可靠性试验等方面。在进入新的世纪时，我国低压电器(低压断路器)，将按照“小型化、高分断、低噪音、工作可靠、逐步实现智能化”的要求发展，不断创造出符合时代需要的新产品。以上介绍了我国低压断路器的发展过程及概况，并阐述了低压断路器的发展超势。随着电力工业的发展及城乡电网的改造，低压断路器正面临着一个发展机遇和如何适应市场经济的挑战，我们必须加大科研、开发力度，为市场提供高质量和高可靠性的低压断路器。参考文献：[1]连理枝.低压断路器的概况与展望.江苏电器.2003(2)[2]王小传.国内低压断路器的现状及其主要技术性能.华通技术.2003[3]肖登明.电气工程概论.第二版.北京.中国电力出版社.2013(2)：pp.9～10[4]余素胜张培铭张冠生.低压断路器的几个主要技术问题.福州大学学报.1997年8月第25卷第四期[5]丁正平.低压大容量试验和测试技术水平综述.低压电器,1994(1):pp.3～12;23～28