我國低壓電器現狀及發展探討

摘要：低壓電器品種較多，是工業生產的重要元件，在國民經濟建設中發揮著重大作用。目前我國的低壓電器品種已經超過500個系列，生產企業高達1000家以上，基本滿足國民經濟建設與發展。文章結合我國低壓電器發展現狀，對低壓電器發展進行了探討。

關鍵詞：低壓電器；斷路器；接觸器；總線技術；通信技術；網絡技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM52 文章編號：1009-2374（2016）13-0064-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.13.030

低壓電器品種較多，在國民經濟建設中發揮著重大作用。目前我國的低壓電器品種已經超過500個系列，生產企業高達1000家以上，基本滿足國民經濟建設與發展。因為低壓電器的品種較多，所以本文重點介紹塑料外殼式與萬能式斷路器。

1 我國低壓電器現狀

1.1 生產情況與總體水平

從國內電器產品生產過程來看，大致可以分成三代：第一代是20世紀六七十年代研發設計的，目前已經退出舞臺；第二代是20世紀70年代末期到80年代初更新的產品，同時也是國內低壓電器的支撐，隨著各種高性能產品入駐國內市場，該產品的市場占有率明顯降低；第三代產品是20世紀90年代后期制作的產品，此時的技術已經接近國外20世紀80年代后期到90年代初的技術

水平。

1.2 產品特征與性能

當前國內生產的斷路器大致分成三種：第一種是以DW16、DW10為核心，主要特點表現為安裝固定、平面布置、側手操作、價格低廉、維護便利、框架簡易，適用于無需保護的廣大農電系統與工業系統。DW10受各種因素影響，目前已經列入部委頒布的淘汰產品行列，DW16在DW10的基礎上，對脫扣器、滅弧系統進行了改良，同時其分析能力也有了提高，具體如1500A的分斷能力自20kA上升到50kA。

第二種以DW15與DW17為代表，其分析能力、保護功能、保護特性良好，該產品在市場的覆蓋率相對較高。

第三種是以M與DW45為代表，其保護特性、無飛弧、分析能力相對較好，具有外形美觀、構件模塊化等優勢。

在塑殼式斷路器中，它的用途主要表現為：以配電保護為基準或者派生出電動機進行電動機斷路器保護。塑殼斷路器的配電以DZ15與DZ20為主，該產品是20世紀70年代末80年代初更新的產品，和DZ10相比，體積變小、規格更為齊全、分斷能力改善，自20世紀90年代開始，新一代小型、高性能的塑殼式配電斷路器得到開發。

當前生產的斷路器更多是20世紀60年代研發的產品，經濟指標相對落后，而DZ35則是在跟蹤國外產品研發的斷路器，雖然技術指標相對較高，但是還沒有形成生產能力。

在交流式接觸器中，目前生產的接觸器主要有真空、直流、空氣式接觸器，當前全國統一的產品是CJ20系列。在應用中該產品也存在諸多問題：容量超過40A的使用陶瓷式滅弧罩，由于容易破裂，結構相對落后，所以對可靠性造成了很大的影響。對于低于25A的使用3層結構，由于對模具制作的要求相對較高、體積大，所以裝配時成本較大、調整困難。同時電流等級不高，缺乏大容量的規格，派生規格相對較少，飛弧區域較大。現在我國正致力于研發新型交流接觸器，新一代的小容量與大容量接觸器也在研發領域。

1.3 差距與存在問題

近幾十年，雖然國內低壓電器取得了很大的進步，但與發達國家相比，依然存在諸多差異：國內生產的低壓電器，高檔次、高性能、擁有自身特色的產品相對較少，產品檔次總體較低，外觀質量差、設計落后。派生出的規格較少、品種單一、很難滿足用戶需要。科研設計水平落后，新技術得不到應用，核心技術得不到深入，很難開發出有特色、高性能的產品。很多企業受工藝裝備影響，產品的一致性、穩定性都遭到了很大的影響，前期故障率多。由于知識產權沒有得到保護，對單位產品開發的積極性構成了嚴重的影響，導致低壓電器的產品難以快速提高。

2 低壓電器的發展趨勢

2.1 現代技術的應用

隨著計算機網絡技術的快速發展，低壓電器研究與設計已經進入新的發展領域，三維輔助系統與集制造、設計、分析于一體的系統，都為低壓電器新產品的開發提供了條件，CAE與CAD的應用縮短了產品、時間的開發周期，同時也提高了企業競爭水平，為進一步改善設計效率，重點開發了一大批低壓電器計算、分析軟件，具體如計算機軟件包、三維分析等。

2.2 通信技術與網絡技術的充分利用

通信與網絡技術的運用，一方面有助于幫助低壓電器具備智能作用，如帶有智能式脫扣器；另一方面讓智能電器和計算機進行雙向通信。近幾年，隨著計算機網絡技術的應用，控制系統與低壓配電已經達到智能保護、監控與信息網絡要求，以不斷改善自動化系統、低壓配電的自動化程度。在信息化的過程中，幫助配電系統提高操作性與可靠性，以實現信息共享與區域聯鎖，控制好重復的信息通道，它具有安裝方便、接線簡單、工作高效等作用。

2.3 高新技術的投入

隨著控制系統與低壓電器日益復雜化、大型化，低壓電器元件的應用越來越廣，如果某個電器元件發生故障，整個系統都可能產生問題。對此，做好低壓電器研究已經成為國外電器工廠研究的重要領域，我國對電磁式小容量接觸器、漏電電器、熔斷器的可靠性進行了簡單的分析，在擬定標準的同時進行實驗研究。

3 低壓電器發展方向

3.1 可通信的低壓電器發展

為確保計算機網絡技術與低壓電器元器件的接觸，通常會使用三種方式進行：第一種是新型電器接口，讓傳統電器元件與網絡相連。第二種是在傳統產品上增加或者派生計算機網絡接口。第三種是開發自帶通信作用與計算機接口的電器，能通信的電器結合自身特點與網絡功能，大致有如下三種情況：接口電器，具體如I/O接口、ASI接口與網絡接口；自帶通信功能與接口的各種電器，具體如智能化自動機、啟動器、交流接觸器、塑殼斷路器、萬能式斷路器等；為計算機網絡給予服務的各項單元，具體如編碼器、總線、負載反饋與尋址單元等。

3.2 低壓電器發展

可靠性好、性能高的小型化低壓電器，除了自身技術性能外，還應綜合技術指標，具體如塑殼斷路器、斷路器等，在改善短路分斷水平的同時，盡量控制飛弧距離。

組合化與模塊化，低壓電器組合與模塊更多的是為了實現產品多功能進化，其中電器組合有兩種形式：一種是進行功能組合，由不同的功能單元構成，具體如電器開關保護與控制；另一種則是組合功能，將兩種以上的電器組合在一起，具體如熔斷器開關。

智能化與電子化。在價格回籠、電子元器件質量有所提高的情況下，EMC技術日趨成熟，特別是計算機網絡的應用與開發，為保障中央控制器與低壓電器的雙向選擇，低壓電器要盡量朝機電一體化與電子化等方向發展。

3.3 產品發展

萬能式斷路器，從現實發展來看：很長一段時間內，萬能式斷路器都將向小型飛弧區域、高分斷能力靠近，即使進出線互換，其分斷能力也不會影響，擁有很好的智能作用，面向外部附件與派生規格齊全等領域發展。就應用與發展來看：萬能式斷路器無需所有產品高效，而是結合負載性質、電網容量選擇產品，所以很長一段時間內，高性能、較高、普通型檔次的產品將同時存在。

塑殼斷路器，更多的是以保護配電功能出發，向高分斷、小型化、模塊化、多種功能、附件齊全等領域發展，受結構影響，延時分斷能力與短時耐受電流相對較小，所以不能作為主開關，在計算機網絡與智能脫扣器快速應用的環境下，開時選用限流斷路器，只要成功，很可能將塑殼斷路器作為主開關，塑殼斷路器除前面的特征外，逐步向智能化、大容量等方向遞進，限流作為低壓電路器的重點研究領域，其意義并不局限在斷路器身上，在提高配套電器裝置的熱、動穩定性的同時對低壓電器裝置也提出了更多的要求。

為滿足工業自動化發展與國際競爭需要，交流接觸器必須具備如下要求：功能齊全、安全可靠、小型便捷，安全系統盡量使用滅弧罩，以最大程度地控制飛弧區域，改善分段特性，同時增加電流規格，63～800A的電流通常在15個規格之上。容量較大的接觸器使用節能系統，在真空接觸器得到發展后，不斷提高電壽命與分段性能。在啟動器與交流接觸器中，盡量安裝好通信接口，這樣才能發展成智能性啟動器與交流接觸器。

3.4 第四代產品面向市場

隨著配電系統容量增加，對低壓斷路器提出了精準的要求。目前，國外已經對低壓斷路器的觸頭滅弧技術與開斷技術進行了探討。國外的塑殼斷路器更多的使用的是氣吹技術。一種是滅弧室內擱置材料，通過電弧高溫以提高滅弧壓力，進行氣吹；另一種是密封后端的滅弧室，以形成汽流進入滅弧室。此外還可以通過氣吹的脫扣器動作與驅動力，不斷提高斷路器可靠性。

自第四代低電壓面向市場以來，結合實際需求，對第四代低壓電器進行了改善，成為第四代半成品。在發展第四代的過程中，努力探索第五代的可能性，并且進行定位。

3.5 低壓電器發展

結合國內標準化進程與IEC標準，低壓電器發生了很大的變化，具體體現在：國內低壓電器與IEC標準對應，自IEC出臺后，國內將制定對應的標準，并且放到低壓電器標準中。在今后的低壓電器標準中，包含1997年的一系列標準，原則上都使用IEC標準，原GB標準和IEC標準縮小，同時GB標準中的實驗內容取消。隨著相關標準的制定與實施，國內低壓電器的制定速度將加快，一旦新標準頒布，老、舊產品將面臨著淘汰。

4 結語

當前國內低壓電器正面臨著辭舊迎新的局面，同時市場環境為低壓電器提供了有利的發展空間，當然也面臨著來自各方面的挑戰與競爭。為優化低壓電器的使用過程，必須抓住機遇，做好知識產權的創新工作，這樣才能促進低壓電器行業快速發展。

參考文獻

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作者簡介：向波（1980-），男，浙江嘉興人，中核核電運行管理有限公司工程師，研究方向：電氣控制自動化。

（責任編輯：王 波）