低压电器行业技术发展趋势

 
一、低压电器行业技术发展主要趋势
        1.模块化和组合化
        低压电器组合化是实现电器产品多功能化的重要途径，电器组合能组合化有两种方式：功能组合和组合功能。前者是由各种功能单元组合而成，除基本单元能独立使用外，其他单元一般不能独立使用，但是要求系列通用性。这类产品(如控制与保护开关电器) 的基本单元中的动作与此接触器一样具有很高的机械寿命。触头灭弧系统具有限流特性，能可靠分断50KA预期短路电流。另外还有保护功能单元、隔离单元、辅肋触头单元，使该产品兼有隔离器、断路器、交流接触器、热继电器等功能。后者是把两种以上电器有机地组合在一起，如刀开关熔断器组合电器、熔断器接触器组合电器等，随着塑壳断路器分断能力的提高，在低压领域熔断器组合电器的应用正在减少，但是6～10KV 中压领域熔断器-真空接触器组合电器 (即F-C 装置) 由于其独特的优越性而正在不断发展。90年代中后其发展起来的模数化终端电器，由于这类产品宽度模数化、安装轨导化、外形尺寸一致、性能协调，它为发展新型组合电器或成套装置创造了条件。
        2.可通信低压电器
        随着计算机网络的发展与应用，采用计算机网络控制的低压电器均要求能与中央控制计算机进行通信，为此，各种可通信低压电器应运而生，成为今后一段时间低压电器重要发展方向之一。
        为了实现低压电器元件与计算机网络的连接，一般采用三种方案： 第一种是开发新型接口电器，连接于网络和传统低压电器元件之间，如ASI接口模块、分布式I/O接口、网络之间接口： 第二种是在传统的产品上派生或增加计算机联网接口功能，它们具有接口和通信功能电器，如智能化电动机保护器、智能化万能式断路器、智能化交流接触器等；第三种是直接开发带有计算机接口和通信功能的新型电器，内部包含了计算机网络服务的单元。如总线、地址编码器、寻址单元等。
        对可通信电器基本要求包括：带有通信接；通信规约标准化；可以直接挂在总线电器上；符合相关低压电器标准及有关EMC要求。
        3.电子化和智能化
        随着电子元件质量提高、价格下降，EMC技术逐膛步成熟，尤其是计算机网络的发展与应用，随着“互联网+” 物联网等概念的引入，为了实现低压电器与中央控制计算机双向通信，低压电器必须向电子化、机电一体化发展，同时要求部分电器具有智能化功能。目前，智能化电器的发展主要在万能式断路器、塑充式断路器以及电动机控制、保护器等产品上进行。智能化断路器的主要特征是装有智能化脱扣器，并具有内部故障自诊断及自动报警功能；故障动作记忆及显示；保护功能齐全；电路参数测定功能等，它能在极短时间内实现选择性保护。智能化交流接触器、起动器的主要特征是装有智能型电磁系统，其控制回路应包括电压检测电路、吸合信号发生电路和保持信号发生电路。
        4.高性能、高可靠、小型化
        新型低压电器的高性能除了提高其主要技术性能外，重点追求综合技术经济指标，如低压断路器、塑壳断路器除了提高短路分断能力外，特别关注飞弧距离的减小，同时要求小型化，这对发展新一代紧凑型低压成套设备十分重要。交流接触器已经不片面追求机电寿命的提高，而是把研究的重点放在产品功能组合与派生、分断可靠性、动作可靠性、接触可靠性以及节银、节能等方面。

        二、主要产品的发展趋势
        所有技术发展趋势的体现最终是通过具体的低压电器产品的技术发展和创新来实现的，所以以下我们总结该行业中主要产品的技术发展要求和趋势：
        1.塑充断路器的技术发展趋势
        ①触头灭孤系统；欧洲大部分公司新一代产品采用双断点旋转式触头系统，以提高分断能力，并省去软连接。我国新一代产品应统筹考虑产品主要部件结构，并开展大电流分断过程仿真研究后提出新型触头灭弧系统方案。
        ②产品各部件及主要附件应用采用模块化结构，保护功能齐全、特性调整方面。
        ③断路器可配置通信接口，一般通过各类通信适配器与多种开放式现场总线连接。
        2.交流接触器的技术发展趋势
        ①触头材料：探索使用工艺简单、灭弧性能好的新型环保触头材料，替代原来的含镉等有害物质的触头材料。
        ②壳体材料和灭弧罩材料塑性化：接触器的壳体或灭弧罩采用可回收的热塑性材料，并符合欧盟指令的要求。
        ③具有通信接口，通信接口可以在专用的通信模块上，也可与电磁系统的电子控制器件组合在一起。通信接口可通过通信适配器或直接与各种现场总线连接。
        ④提高安全防护性能和可靠性：通过电磁系统仿真设计和有效的工艺措施，提高电磁系统和触头系统的工作可靠性。改进结构设计，防止接触器带电导体外露，提高防电击保护性能。对大、中容量产品磁系统加装电子模块，实现门槛吸合电压特性，防止电压波动时抖颤，提高电寿命。
        ⑤小型化：通过新材料的采用，进一步缩小接触器的体积。
        ⑥采用电子技术和新技术对传统的接触器进行改造，开发新产品。
        3.框架式断路器的技术发展趋势
        ①智能控制器功能应有新的突破，在现有功能基础上应增加电网质量监控与管理功能；
        电量检测精度应进一步提高，发展内置式通信接口，研究智能控制器与通信接口CPU采用一个芯片的方案。能与多种开放式现场总线连接 （一般通过不同通信适配器实现）。框架式断路器内部附件连接采用内部总线，发展区域联锁模块，探索区域联锁模块通过总线连接的方案。
         ②触头灭弧系统研究：通过计算机仿真分析，寻找现有产品缺陷，同时分析国外最新一代产品结构特点，对框架式断路器采用双断点触头系统进行分析、探讨，着重研究Icu=Ics=Icw解决方案，为实现全范围选择性保护奠定基础。
         ③产品小型化研究：新一代超大容量产品应采用整体式结构，并探索采用强迫冷却的可行性及结构方案；发展并完善小容量框架式断路器，通过灭弧系统改进，进一步缩小灭弧室尺寸；通过不同出线方式，提高散热效果。
          ④新型操作机构研究，简化五连杆操作机构，提高动作可靠性。探索在低压断路器中采用永磁操作机构的可行性。
         ⑤提高万能式断路器各部件、附件、配套件模块化程度。
          4.低压浪涌保护器的技术发展趋势
        发展防直接雷的一级产品；发展组合型SPD产品（能同时符合一级、二级要求）；SPD产品结构采用插拔式结构；二级产品为提高通流容量，采用压敏电阻并联技术，每一片压敏电阻分别配置热保护脱离器；发展低通滤波器，改善浪涌电压对用电设备干扰。
         5.新一代终端电器的技术发展趋势
        ①智能化终端配电系统研究，为此应发展带电动操作的小型断路紧。为终端配电系统实现网络化创造条件。
        ②新一代小型剩余电流断路器。重点考虑发展AC （交流电中含有直流电成分）型剩余电流断路器和带自检功能的剩余电流断路器。
        ③带选择性保护终端配电系统研究，发展具有延时功能小型断路器，以实现终端电器上、下级选择佳保护。
        ④为满足不同终端配电系统要求，发展高分断小型断路器，并发展各类附件如欠压、分励、辅助触头等。
        6.建筑物总线系统及相关产品的技术发展趋势
        根据世界建筑电气总线系统主流（总成）技术，结合我国国情，确定发展我国建筑气总统体系和产品系列型谱。建筑电气总线至少应包括智能供电系统、报警系统、通信系统、空调系统、门窗控制系统、照明系统、家用电气控制系统和能源表计量系统等，从而构成较完整的楼宇自动化系统。开发各系统中典型产品和总线通信接口，以便国产设备能接入建筑电气总线系统，更有利于建筑电气总线系统的推广与应用。重点对总线EIB总线进行研究并开发相应产品。制订我国楼宇自动化和控制系统标准。
        以上是我公司在2016年年末针对“低压电器行业技术发展趋势”做的总结与分析，管中窥豹，如有不全，还望指出。