配電系統發(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。配電系統包括變壓器和各種高低壓電器設備， 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(lèi)
低壓斷路器，從它的結構、用途所具有的功能來(lái)分，就有萬(wàn)能式（又稱(chēng)框架式，國際上通稱(chēng)ACB）和塑料外殼式[國際上通稱(chēng)MCCB，MCB（小型）]兩大類(lèi)，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；②在線(xiàn)路或電動(dòng)機發(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。
根據保護對象的不同，斷路器又分為四個(gè)類(lèi)型：①配電保護型──保護電源和電氣線(xiàn)路（電線(xiàn)、電纜）和設備；②電動(dòng)機保護型──專(zhuān)作電動(dòng)機的不頻繁起動(dòng)，運行中中斷，以及在電動(dòng)機發(fā)生過(guò)載、短路和欠電壓時(shí)的保護；③家用和類(lèi)似家用場(chǎng)所保護型──對照明線(xiàn)路、家用電器等的保護；④剩余電流（漏電）保護型──用來(lái)保護人身免受電擊危險及防止電氣火災的保護器。
2 低壓斷路器的發(fā)展
世界上最早的斷路器出現于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(zhù)科技的進(jìn)步，電弧原理的發(fā)現和各種滅弧裝置的發(fā)明，逐漸形成了目前的機構。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。
我國解放前幾乎沒(méi)有斷路器的制造業(yè)，新中國成立后，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年我國自行設計的DWO基礎上更新的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，我國相繼從日本和德國引進(jìn)AH和ME型萬(wàn)能式斷路器。
DW45系列萬(wàn)能式斷路器，具有國際90年代同類(lèi)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(cháng)延時(shí)、短路短延時(shí)、瞬動(dòng)的三段保護特性和單相接地故障保護以及保護特性的電流、動(dòng)作時(shí)間可調、顯示、試驗、熱記憶、故障記憶、負載監控、自診斷、MCR（低倍數短路合閘保護）通訊接口等智能化功能。
3 不同類(lèi)型斷路器的保護特性及其執行的標準
3.1 配電保護型斷路器的反時(shí)限斷開(kāi)特性
3.2 電動(dòng)機保護型斷路器的反時(shí)限斷開(kāi)特性
3.3 配電保護型的瞬動(dòng)整定電流 配電保護型的瞬動(dòng)整定電流為10In（誤差為±20％），In為400A及以上規格，可以和5In和10In中任選一種（由用戶(hù)提出，制造廠(chǎng)整定）；電動(dòng)機保護型的瞬動(dòng)整定電流為12In（誤差為±20％），一般設計時(shí)In可以等于電動(dòng)機的額定電流。
3.4 家用和類(lèi)似場(chǎng)所用斷路器的過(guò)載脫扣特性
3.5 斷路器符合標準情況 配電保護型斷路器符合GB14048.2（等效采用IEC947—2）《低壓開(kāi)關(guān)設備和控制設備低壓斷路器》標準。
電動(dòng)機保護型斷路器符合GB14048.2和GB14048.4（等效采用IEC947—4）《低壓開(kāi)關(guān)設備和控制設備、低壓機電式接觸器和起動(dòng)器》標準。
家用和類(lèi)似家用場(chǎng)所保護型斷路器符合 GB01963（等效采用IEC898）《家用和類(lèi)似家用場(chǎng)所過(guò)電流保護斷路器》標準。
剩余電流保護型斷路器（漏電斷路器）符合GB6829、GB16917（IEC1009）、IEC755標準。
4 斷路器的發(fā)展趨勢
在進(jìn)入新的世紀時(shí)，我國低壓電器（低壓斷路器），將按照“小型化、高分斷、低噪音、工作可靠、逐步實(shí)現智能化”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 全國聯(lián)合設計的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(zhù)手于研制特大型的6300A規格（短路分斷能力為AC 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的基礎上進(jìn)一步完善，在通訊功能方面，將在現在的智能化控制器與RS485接口協(xié)議（Profibus體系）掛靠的基礎上，向容量更大，速度更快的IEC通訊接口（協(xié)議）掛靠，實(shí)現更全面的小、中、大區域現場(chǎng)總線(xiàn)的遙控、遙測、遙訊、遙調。
隨著(zhù)電網(wǎng)功率的提高，作為變壓器低壓側出口保護開(kāi)關(guān)的萬(wàn)能式斷路器，其短路分斷能力將提高到120～150kA，體積還要縮小。
斷路器的附件應是模塊化的，裝配積木化。
4.2 塑料外殼式斷路器 向小型化、高分斷、多功能、附件模塊化發(fā)展；積極開(kāi)發(fā)智能化（包括三段保護以及各種智能化功能）斷路器。 目前OTT集團正在其成員單位杭州之江開(kāi)關(guān)廠(chǎng)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，短路分斷能力為400V，35～100kA，具有配合熔斷器特性用，配合保護斷電器VCB特性用，配電線(xiàn)路保護用和配合電動(dòng)機、起動(dòng)器、變壓器、電容器保護特性用四種脫扣特性，可由用戶(hù)選擇。斷路器有過(guò)載長(cháng)延時(shí)、短路短延時(shí)、短路瞬動(dòng)的三段保護功能。智能化功能有：電流和動(dòng)作時(shí)間可調、顯示、熱記憶、負載監控、自診斷和通訊接口等（國內現有的智能型塑殼式斷路器是TM30P和DZ40系列）。
電動(dòng)機保護型塑殼式斷路器：小容量電動(dòng)機保護型考慮到支路離動(dòng)力中心（PC）較近，必須發(fā)展短路分斷能力達15～50kA的品種，另外，額定工作電壓除有380V（400V）的外，還應研制適用660V（690V）的規格。在設計上應向系列化、模塊化和模數化發(fā)展，產(chǎn)品應有各種附件，如分勵脫扣器、欠電壓脫扣器、斷相保護、短路故障顯示、遠距離操作機構、各種輔助觸頭、門(mén)聯(lián)鎖操作機構、隔離模塊、各種防護外殼及附加接線(xiàn)端子，以實(shí)現功能齊全和方便用戶(hù)。
4.3 家用和類(lèi)似場(chǎng)所用斷路器 主要發(fā)展二極和四極，尺寸模數化，安裝導軌化，短路分斷能力從現有的4kA、6kA提高到10～15kA.在功能方面還有分勵、欠壓、過(guò)電壓、斷相、聲光報警、防竊電等附屬裝置（模塊化）。
4.4 剩余電流保護斷路器 適用于人身安全保護的小電流（≤100A）規格用剩余電流保護模塊與家用和類(lèi)似場(chǎng)所用斷路器組合成漏電斷路器，對于IΔn（漏電動(dòng)作電流）大于30mA的，研制一些延時(shí)型，以適應級間的選擇性保護需要。
工業(yè)用，體積縮小，額定電流100～800A，短路分斷能力達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），同時(shí)具備漏電預告警[當漏電電流達50％IΔn時(shí)，開(kāi)始報警（燈光閃爍、閃爍頻率越高，表示漏電越嚴重）]，為適應不能斷電的系統（如消防），應在這一系統設計開(kāi)發(fā)只報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功能。
剩余電流（漏電）繼電器，在現有基礎上，開(kāi)發(fā)400～800A規格（現JD1型僅做到250A）。
按照用戶(hù)的需要（非凡是大量使用電子元件的設備的地方），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
以上介紹了我國低壓斷路器的發(fā)展過(guò)程及概況，并闡述了低壓斷路器的發(fā)展超勢。隨著(zhù)電力工業(yè)的發(fā)展及城鄉電網(wǎng)的改造，低壓斷路器正面臨著(zhù)一個(gè)發(fā)展機遇和如何適應市場(chǎng)經(jīng)濟的挑戰，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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