摘要：对于低压电器而言，低压断路器应当属于典型性的低压电器类型。但是与此同时，低压断路器本身包含了多种多样的复杂结构，对其应当着眼于进行优化设计，因地制宜选择与之相适应的断路器设计模式。对于当前各种规格的低压断路器而言，应当探析当前的断路器技术现状，在此前提下通过推测得出未来时期的低压断路器整体技术发展动态。
关键词：低压断路器；现状；发展动向
从基本类型来讲，低压断路器应当包含小型断路器、塑壳式的断路器以及万能式断路器。低压电器行业经过近60年的发展，已经形成了比较完整的研发及生产体系，目前我国低压电器产品无论从品种超过1000个系列，生产企业超2000家，我国无论从产品规格，还是技术指标、生产规模已经成为全球低压电器产品的最大制造国。因此可以得知，低压断路器在目前状况下表现为优良的技术发展前景，对于其中关键性与核心性的技术都要全面予以深入探究。
一、回顾与现状
（一）塑壳式断路器
对于整个配电系统来讲，塑壳式的系统断路器主要依赖于MCCB维持其自身的正常运转，断路器在上述系统中相当于保护支路的开关。从支路与分路供电的角度来看，塑壳式的断路器能够保障稳定性以及可靠性的配电系统运转。在目前状况下，上述断路器产品体现为相对较广的运用范围以及较大的产品销售总量。塑壳式断路器相比于其他类型断路器而言，其本身具备复杂度较高的产品构架以及较高水准的制造流程工艺。企业针对塑壳式的断路器如果能够着眼于全面制造与生产，那么有助于优化并且提升低压断路器当前的整体制造水准。
通过近些年来的技术积累，国内某些开关厂就开始着眼于生产新一代新型塑壳断路器，全面提升了低压断路器原有的分断性能。从生产低压电器的全过程来看，企业应当侧重于研发新型断路器，并且将其灵活适用于自身当前的电器运行以及电器生产中。开关厂通过全面施行MCCB的批量生产，针对自主研发此类断路器能够达到的整体水准就可以全面进行优化，其中典型为常熟的CM5系列和良信的NDM5系列。
进入新时期后，断路器生产行业正在逐步淘汰传统规格的DZ10型号断路器。然而与此同时，仍有某些规模较小的企业倾向于制作与生产此种规格的断路器，因而耗费了相对较多的断路器生产资源。对于塑壳式的第三代新型断路器而言，其主要应当包含常熟的CM5系列，良信的NDM5系列的新型产品。因此近些年来，已有很多企业着眼于优化自动装配线。但是相比于域外，国内当前现有的断路器研发水准仍然表现为滞后性。
图1 塑壳式断路器
（二）万能式断路器
早在上世纪八十年代，国内某些企业就开始着手引进AH系列以及ME系列的进口万能式断路器。进入九十年代以后，国内市场日益出现了相对较多的ACB型号的万能断路器。截至目前，针对万能式的断路器应当可以将其分成三代的典型产品，其中包含DW10的第一代产品、DW15的第二代产品以及DW45的第三代产品。在上述不同规格的断路器中，第二代以及第三代产品都具备自主研发的特性。在此前提下，近些年以来国内很多万能式断路器生产厂家正在着手研发二次的断路器产品，在这其中包含很多典型性的三代二次新型断路器。
截至2010年，国内厂家已经拥有了60万多台的ACB总产量，上述的产能比例占据了超出80%的断路器总产量。相比于域外而言，国内上述厂商总体上已经达到了近似国外先进水准的断路器制造工艺，因而有助于减少生产万能断路器耗费的总成本。对于少数拥有先进生产流程的断路器厂家而言，其在根本上已达到更优的断路器制造水准。
但是不应当忽视，当前国内仍有较多的万能断路器企业倾向于凭借传统工艺来开展断路器的日常生产。从产品档次来看，对于现有的ACB产品通常可以将其分成高档、中档以及低档的不同层次，在上述各个层次中都包含各异的断路器产品。对于整个配电流程而言，断路器产品都体现为不可忽视的价值与意义。因此作为国内企业来讲，其应当全面致力于优化现有的万能式断路器外观、断路器产品效能以及产品具备的可靠性，在此前提下着眼于提升主开关市场能够达到的综合性获益水准。
图2 万能式断路器
（三）小型断路器
与上述两类断路器相比而言，小型断路器本身具备生产面广以及生产量大的基本特征。在各个年度内，各地厂商累积可达五亿或者更高的小型断路器产能。因此针对小型断路器而言，其能够紧密结合当前现有的国内断路器市场。这是因为，当前民用建筑以及终端配电系统较多运用了小型断路器。由此可见，小型断路器在根本上关乎民众的平日用电安全，对于此类的断路器产品有必要将关键点集中于安全性。
在八十年代初，上海某开关厂就开始尝试制作多种规格的小型断路器。在各个年度内，针对小型断路器累积达到了200万多台的断路器产能。然而在上世纪末，厂商针对小型断路器尚未达到批量化的稳定性生产，因而仍停留于10kA的分断能力。然而到了九十年代，我国市场就开始引进多种多样的MCB新型产品。在当前市面上销售的小型断路器中，多数断路器都设计为DZ47或DZ47改进品。然而受到较多要素带来的影响，国内当前仍有较多企业尚未关注最根本的自主研发，同时也欠缺高水准的自主研发技能。
截至目前，MCB产品仍然欠缺必要的一致性与稳定性特征，这是因为其仍停留于手工装配的方式上。近些年来，某些制作小型断路器的先进企业正在着眼于研发自动化的包装检测线。然而从整体上来讲，上述产品生产并没有完全依赖于自动化的断路器装配线。当前市场中除了某些拥有先进断路器制造工艺的温州企业以外，正泰、德力西及良信电器等极少数厂家已经拥有了制造小型断路器必需的自动化技术。
二、低压断路器涉及的关键技术分析
（一）触头灭弧的技术
从目前现状来看，电网整体规模以及电网容量都呈现迅速增大的趋向，上述趋势在客观上突显了提升分断能力的必要性，尤其是涉及到低压断路器而言。对于现有的断路器如果要着眼于优化其自身具备的可靠性，那么必须依赖于分断性能的显著优化。例如针对塑壳式的断路器而言，通常来讲应当借助触头灭弧的方式来实现双断点的控制方式。
因此可见，触头灭弧系统具备的价值就在于杜绝过大的断路器体积，因此其正在广泛适用于当前的断路器系统。相比而言，低压断路器本身体现为优良的分断性能，其中涉及到复杂度较高的触头灭弧系统。在某些情况下，对于触头系统如果能够将其替换成双断点的方式，那么有助于简化整体上的产品结构。此外对于低压电器来讲，其中设计关键应当在于全面优化触头系统。通过运用辅助性的气吹手段（磁吹手段或者两者同时拥有），对于灭弧室具备的运行效能就可以全面予以优化。在优化设计灭弧系统的前提下，通过运用气体游离的方式来控制最小限度内的飞弧距离（甚至零飞弧，目前大多数生产厂家这方面多的都很好。）
（二）智能化的综合性通信技术
低压控制以及低压配电系统本身具备优良的可靠性，其在根本上决定着当前网络化以及智能化的断路器发展趋向。通过运用网络化的举措，应当能够从源头入手来显著优化低压电器现有的通信性能，对其最好设计成双向性的通讯，确保现场总线能够衔接于通信适配器。例如在全面运用工业以太网的前提下，就能够创建高效性以及简洁性更强的配电系统网络。
与此同时，网络化技术以及配电系统的相互融合也有助于全面突显断路器应有的智能化运行效应，进而拓宽了智能化配电体系涉及到的功能范围。在目前状况下，国外有关企业已经生产智能式的新型断路器，此类断路器密切结合了故障预警、测量保护、能量管理、自动监控以及自动诊断等多种多样的性能，因而体现为一体化的显著功效（例如：施耐德新发布的MTZ系列，ABB的EMax2系列）。
（三）过电流保护的技术
过电流保护通常来讲应当能够适用于低压断路器，其中涉及到故障保护以及过电流保护。从当前现状来看，过电流保护设置了完善性较强的系统保护措施，然而其仍然暴露了某些深层次的运行弊病。例如从整体上讲，针对低压断路器仍然局限于选择性保护，其中主要运用延时电流来实现上述的过电流保护。
在某些情况下，系统如果承受了相对较大的瞬时电流，那么下级与上级断路器将会同时表现为跳闸状态。在情况严重时，整个系统还可能呈现越级跳闸。因此为了改进上述的状况，针对当前的低压配电系统应当能够将其更换为MCCB的新型保护功能，确保其符合选择性的系统限流功能。
（四）模块化以及小型化的断路器技术
低压电器如果要全面优化其当前现有的设计水准，那么必须依赖于小型化产品。与此同时，设计人员如果能够将模块化以及小型化技术全面融入低压断路器中，那么有助于设计出综合性能更优的成套小型化系统，进而全面助推了断路器领域的节能以及环保效应实现。从上述的视角来看，低压断路器需要依赖于创新现有的产品构架并且全面突显新型工艺具备的价值所在。
针对断路器的内部模块如果能够实现全方位的优化改进，则可以显著提升低压断路器当前具备的系统运行效能以及模块化水准。具体而言，低压断路器应当设有特定规格的模块化零部件，其至少需要达到优良的制造工艺性能以及标准化层次，同时不能够欠缺与之相适应的小型模块以及多种多样的功能附件。在实现模块化的前提下，对于系统维护涉及到的各个操作流程就能着眼于进行简化。
（五）提升环保性与可靠性的技术
技术人员在着手研发新型断路器的相关实践中，应当更多侧重于环保技术以及可靠性技术的全面适用。因此可见，低压断路器本身必须具备最低限度的稳定性以及运行可靠性。具体来讲，针对低压断路器有必要保障其符合可靠性更强的断路器动作，其中涉及到零部件的全面优化设计以及仿真性的受力分析。
对于可靠性而言，应当能够凭借智能控制器针对整个系统现有的可靠性全面加以优化。断路器如果具备了更优的可靠性，那么有助于维持一致性的动作特性并且发送全方位的系统运行监控信息。除此以外，低压断路器本身还需具备环境承受性、附件可靠性以及分断可靠性等多种优势。
三、低压ACB、MCCB的发展趋向
对于低压ACB而言，当前表现出来的发展趋向就在于断路器本身体积的全面缩减，但产品的主要运行参数却有显著的提升。因此可见，低压ACB在根本上相当于新一代产品，这是由于其具备多种多样的信息化性能以及优良的性价比。例如针对紧凑型的风电场或者箱式变电站内部配电装置而言，低压ACB都体现为较强适用性。因此在全面实现优化设计的前提下，对于此类断路器应当能够显著提升其当前现有的市场竞争水准。
对于MCCB的断路器而言，其发展趋势应当落实于选择性的限流保护。但是与此同时，塑壳式的断路器并非单纯具备选择性保护的特征，其同时还设有分断限流的特征。因此在未来的改进实践中，关键点应当落实于选择性保护以及系统限流性能的全方位优化。与此同时，针对保护功能还需着眼于区域选择性的全面提升，以便于迅速实现故障分断的性能。在较短的时间里，断路器对于当前流经的电流强度就能全面加以检测。
结束语：
经过综合分析，可以得知低压断路器在整个配电系统中占据了很关键的位置。然而截至目前，低压断路器涉及到的某些具体技术尚未真正实现完善，其中仍然暴露了亟待改进之处。在未来实践中，国内的低压电器厂商需要紧跟国外最前沿的低压电器制造技术同时仍需密切结合信息化技术来全面改进低压断路器，才能更好的满足国内智能电网的建设，促进低压电器的良性发展。
参考文献：
[1]刘一虎，戴水东，夏克文.云ECDE在低压断路器触头弹簧优化中的应用[J].计算机工程，2017，43（12）：303-308+314.
[2]赖文德，林向宇，林元正.DW15-1000型万能式断路器分闸故障的处理[J].电世界，2017，58（12）：40-41.
[3]赖建树.低压断路器操作机构的动态仿真及优化设计研究[J].企业技术开发，2017，36（12）：51-53.
[4]陈培国.低压断路器研发新思路探索[J].电器与能效管理技术，2017（21）：1-3.
[5]王锋，赵毅，丛林.塑料材料在断路器应用中的性能要求探讨[J].山东电力技术，2017，44（10）：33-35.
[6]蔚德申，王景芹，胡德霖.低压断路器的故障预测[J].电器与能效管理技术，2017（15）：5-9+20.
[7]吴亦儿.低压断路器热脱扣器的设计分析[J].科技风，2017（13）：154.
[8]任瑾，倪元相，龙小丽等.基于DSP+ARM的双核低压智能断路器控制器系统设计研究[J].现代机械，2017（03）：90-94.
[9]何瑞华.我国低压断路器现状与发展动向[J].电工文摘，2012（01）：1-5.
[10]邓隐北.低压断路器的现状与发展动向[J].水利电力科技，2017（02）：1-6.
作者简介：
轩吉涛：1983.12，男，汉族，湖南省长沙市人，湖南工程学院，本科，电气工程及其自动化专业，低压电器方向，从事低压电器设计领域万能式断路器研发十多年，参与多款新型万能式断路器的研发。
论文作者:轩吉涛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/22
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