我国低压断路器的概况和展望
2016-08-04
在现代社会，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器设备， 低压断路器则是一种使用量大面广的电器。
低压断路器，从它的结构、用途所具有的功能来分，就有万能式（又称框架式，国际上通称ACB）和塑料外壳式[国际上通称MCCB，MCB（小型）]两大类，它们相同的作用是：
（1）在正常情况下，作不频繁合、分电路或起动、停止电动机；
（2）在线路或电动机发生过载、短路或欠电压（电压不足）等故障时，能自动切断电路，予以保护。
根据保护对象的不同，断路器又分为四个类型：
（1）配电保护型──保护电源和电气线路（电线、电缆）和设备；
（2）电动机保护型──专作电动机的不频繁起动，运行中中断，以及在电动机发生过载、短路和欠电压时的保护；
（3）家用和类似家用场所保护型──对照明线路、家用电器等的保护；
（4）剩余电流（漏电）保护型──用来保护人身免受电击危险及防止电气火灾的保护器。
二、我国低压断路器的发展概况
世界上最早的断路器出现于1885年，它是一种刀开关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。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，逐渐形成了目前的机构。20世纪50年代末，电子元件的兴起，又产生了电子脱扣器，到了今天，由于小型化电脑的普及，又有智能型断路器的问世。
我国解放前几乎没有断路器的制造业，新中国成立后，电器工业有了很大的发展，低压断路器经历了四代的发展过程。
（一）万能式断路器（ABC）
第一代是仿苏A15，A2050的DW1、DW2型（额定电流200 A～1500A）；第二代是在1958年我国自行设计的DWO基础上更新的DW10系列，其额定电压为AC 380V，DC 440V，额定电流200 A～4000A；第三代是20世纪70年代末开发，80年代初投产的DW15和DWX15（限流型）；第四代是90年代初研制成功的DW45智能型万能式断路器。
80年代初、中期，我国相继从日本和德国引进AH和ME型万能式断路器。
DW45系列万能式断路器，具有国际90年代同类产品（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。它具有过载长延时、短路短延时、瞬动的三段保护特性和单相接地故障保护以及保护特性的电流、动作时间可调、显示、试验、热记忆、故障记忆、负载监控、自诊断、MCR（低倍数短路合闸保护）通讯接口等智能化功能。
关于低压电器几个电参数含义的质疑
近些年来，随着社会主义市场经济的深化，产品的竞争也日益激烈。有些电器制造商为了推广推销产品，在其样本或产品使用说明书上任意规定了一些不符合科学和标准的似是而非的技术性能参数，从而引起混乱。究其原因，一是对那些参数的含义没有真正的理解；二是参数含义清楚，但为了让用户觉得自己的产品比别家优越，有意模糊概念以提高自身产品，不论是那一种情况，都是不严肃、不负责任的。为了澄清问题，我们将按国家、国际现行标准来表述电参数的含义，以便正本清源。
一、额定工作电压
《电工术语 低压电器》（GB/T2900.18-92）对“额定工作电压”的定义是：“在规定条件下，保证电器正常工作的工作电压值。”我国和世界30多个国家的额定工作电压是交流50Hz 220/380V，英国、澳大利亚等10多个国家是交流50Hz 240/415V，孟加拉、印度、马来西亚、巴基斯坦、新加坡、等国是交流50Hz 230/400V。此次还有127/220V等等。IEC出版物38，鉴于电压种类太多，影响贸易和交流，建议今后各国统一采用230/400V的标准化电压（分子为相电压，分母为线电压），但这种改革涉及面极大，是一个浩瀚的工程体系，因此目前世界各国仍沿用原来的电压系统。我国既然是220/380V就不可能出现400V的工作电压。但是有不少厂商的短路器样本里，它的短路分断能力栏赫然标志着额定电压为400V，在短路分断电流一样的情况下，让用户以为它比380V的高（如果单从数字看，400V比380V自然高好多）。这种拨高工作电压的行为如果不是有意混淆，则是一种认识上的误解。断路器在进行短路分断试验和过载操作性能试验时，都规定，其试验电压为1.05Ue，有人据此理解为1.05X380=400V。其实这里的1.05倍Ue是工频恢复电压（稳态恢复电压）。GB/T14048.1对试验参数的规定，电压Ue的公差是+5%，即电网电压的波动可以是0~5%的范围，就是380~400V，而工频恢复电压是1.05倍Ue，Ue包括这个波动范围（最大为上限值）。
另一种误解是，一般至用户的变压器是10/0.4KV的低压比，即变压器的原边电压是10KV，而副边（至用户）是0.4KV，即400V，因此其断路器产品的额定电压定为400V。这是谬误的。副边的400V是变压器的空载电压。计算负载电压时要考虑副边绕组内部的电压降，约5%的电压值。因此0.4的实际负载电压是380V。对变压器（或发电机）而言，可用空载电压来表示它的额定电压，而电器设备（包括开关电器）的额定电压，正确的理解和实际上的性能考核只能是负载电压。
GB156-93《标准电压》中对三相四线系统或交流系统标准电压设及电气备额定电压规定为：220V、380V、660V……标准对发电机的额定电压也作了规定，它们是：230V、400V、690V……标准还规定：“与发电机出线端配套的电气设备，额定电压可采用发电机的额定电压，在产品标准中具体规定。”而我国的断路器目前似乎还没有能与发电机（或变压器）出线端配套的。
综上所述，所谓产品的额定电压是400V或690V都是不正确的提法。
低压断路器，从它的结构、用途所具有的功能来分，就有万能式（又称框架式，国际上通称ACB）和塑料外壳式[国际上通称MCCB，MCB（小型）]两大类，它们相同的作用是：
（1）在正常情况下，作不频繁合、分电路或起动、停止电动机；
（2）在线路或电动机发生过载、短路或欠电压（电压不足）等故障时，能自动切断电路，予以保护。
根据保护对象的不同，断路器又分为四个类型：
（1）配电保护型──保护电源和电气线路（电线、电缆）和设备；
（2）电动机保护型──专作电动机的不频繁起动，运行中中断，以及在电动机发生过载、短路和欠电压时的保护；
（3）家用和类似家用场所保护型──对照明线路、家用电器等的保护；
（4）剩余电流（漏电）保护型──用来保护人身免受电击危险及防止电气火灾的保护器。
二、我国低压断路器的发展概况
世界上最早的断路器出现于1885年，它是一种刀开关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。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，逐渐形成了目前的机构。20世纪50年代末，电子元件的兴起，又产生了电子脱扣器，到了今天，由于小型化电脑的普及，又有智能型断路器的问世。
我国解放前几乎没有断路器的制造业，新中国成立后，电器工业有了很大的发展，低压断路器经历了四代的发展过程。
（一）万能式断路器（ABC）
第一代是仿苏A15，A2050的DW1、DW2型（额定电流200 A～1500A）；第二代是在1958年我国自行设计的DWO基础上更新的DW10系列，其额定电压为AC 380V，DC 440V，额定电流200 A～4000A；第三代是20世纪70年代末开发，80年代初投产的DW15和DWX15（限流型）；第四代是90年代初研制成功的DW45智能型万能式断路器。
80年代初、中期，我国相继从日本和德国引进AH和ME型万能式断路器。
DW45系列万能式断路器，具有国际90年代同类产品（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。它具有过载长延时、短路短延时、瞬动的三段保护特性和单相接地故障保护以及保护特性的电流、动作时间可调、显示、试验、热记忆、故障记忆、负载监控、自诊断、MCR（低倍数短路合闸保护）通讯接口等智能化功能。
关于低压电器几个电参数含义的质疑
近些年来，随着社会主义市场经济的深化，产品的竞争也日益激烈。有些电器制造商为了推广推销产品，在其样本或产品使用说明书上任意规定了一些不符合科学和标准的似是而非的技术性能参数，从而引起混乱。究其原因，一是对那些参数的含义没有真正的理解；二是参数含义清楚，但为了让用户觉得自己的产品比别家优越，有意模糊概念以提高自身产品，不论是那一种情况，都是不严肃、不负责任的。为了澄清问题，我们将按国家、国际现行标准来表述电参数的含义，以便正本清源。
一、额定工作电压
《电工术语 低压电器》（GB/T2900.18-92）对“额定工作电压”的定义是：“在规定条件下，保证电器正常工作的工作电压值。”我国和世界30多个国家的额定工作电压是交流50Hz 220/380V，英国、澳大利亚等10多个国家是交流50Hz 240/415V，孟加拉、印度、马来西亚、巴基斯坦、新加坡、等国是交流50Hz 230/400V。此次还有127/220V等等。IEC出版物38，鉴于电压种类太多，影响贸易和交流，建议今后各国统一采用230/400V的标准化电压（分子为相电压，分母为线电压），但这种改革涉及面极大，是一个浩瀚的工程体系，因此目前世界各国仍沿用原来的电压系统。我国既然是220/380V就不可能出现400V的工作电压。但是有不少厂商的短路器样本里，它的短路分断能力栏赫然标志着额定电压为400V，在短路分断电流一样的情况下，让用户以为它比380V的高（如果单从数字看，400V比380V自然高好多）。这种拨高工作电压的行为如果不是有意混淆，则是一种认识上的误解。断路器在进行短路分断试验和过载操作性能试验时，都规定，其试验电压为1.05Ue，有人据此理解为1.05X380=400V。其实这里的1.05倍Ue是工频恢复电压（稳态恢复电压）。GB/T14048.1对试验参数的规定，电压Ue的公差是+5%，即电网电压的波动可以是0~5%的范围，就是380~400V，而工频恢复电压是1.05倍Ue，Ue包括这个波动范围（最大为上限值）。
另一种误解是，一般至用户的变压器是10/0.4KV的低压比，即变压器的原边电压是10KV，而副边（至用户）是0.4KV，即400V，因此其断路器产品的额定电压定为400V。这是谬误的。副边的400V是变压器的空载电压。计算负载电压时要考虑副边绕组内部的电压降，约5%的电压值。因此0.4的实际负载电压是380V。对变压器（或发电机）而言，可用空载电压来表示它的额定电压，而电器设备（包括开关电器）的额定电压，正确的理解和实际上的性能考核只能是负载电压。
GB156-93《标准电压》中对三相四线系统或交流系统标准电压设及电气备额定电压规定为：220V、380V、660V……标准对发电机的额定电压也作了规定，它们是：230V、400V、690V……标准还规定：“与发电机出线端配套的电气设备，额定电压可采用发电机的额定电压，在产品标准中具体规定。”而我国的断路器目前似乎还没有能与发电机（或变压器）出线端配套的。
综上所述，所谓产品的额定电压是400V或690V都是不正确的提法。
