摘要：本文就小型断路器发展与研究进行探讨，在介绍小型断路器组成概况和分类的基础上，阐述了小型断路器发展与研究成果和未来的发展趋势，以供参考。
关键词：小型断路器；发展；研究
近年来，随着社会对电力需求的增加，对电网技术和电力的稳定性要求越来越高，而小型断路器作为输电过程中重要的设备之一，它的性能影响电网的平稳运行。为此，相关人员必须要重视小型断路器发展，加大对其的研究力度，以保证电力的安全运行和电网的稳定性。
一、小型断路器的基本概况
小型断路器（MCB-iniature circuit breaker）主要由操作机构、脱扣系统、触点系统和灭弧系统组成，具有容量小、结构紧凑的特点，广泛应用于家用及类似用途场合中的末端线路，完成配电、控制和保护功能，在建筑电气领域发挥着重要的作用。据有关部门统计，我国小型断路器年产量高达10亿极以上。
二、小型断路器的基本分类
2.1按触头设计型式分类
MCB 的触头可分为单断点和双断点两种。通常 1 ～ 63 A 为单断点，63 ～ 125 A 有单断点和双断点两种结构。一般，单断点分断能力不超过10 k A，双断点分断能力可达 10 k A 以上。双断点的动触头一般采用“U”型结构，动触头材料采用紫铜嵌银带，触头系统和灭弧系统分别采用两层结构，电流均等分配在两个触头上，触头打开时分别将电弧吸引并分隔在两个独立的灭弧室中，使其能快速冷却、熄灭。
2.2按使用电源极性分类
按电源极性可分为交流用 MCB 和直流用MCB 两种。交流 MCB 的使用范围较为普遍；直流 MCB 主要用于直流电源、光伏系统、轨道交通、通信电源等。
2.3按功能结构分类
MCB 按功能结构可分为不带剩余电流保护MCB 和带剩余电流保护 MCB。不带剩余电流保护 MCB 主要由触头系统、机构系统、灭弧系统、磁系统、外壳和手柄五部分组成。触头系统包括静、动触头；灭弧系统有引弧角、灭弧片、绝缘片、灭弧栅片、隔板等；磁系统由动铁心、静铁心、磁轭、反力簧、线圈、线圈骨架组成；机构有触头座、跳扣、锁扣、支架、支持件、指示件等组成；不带剩余电流MCB 可实现过载、短路保护功能。带剩余电流保护 MCB 在此基础上还外加了一层剩余电流保护结构，有互感器、剩余电流检测、执行机构、测试机构等。
三、小型断路器的发展与研究现状
MCB 的代表产品有ABB 公司的 S2、S800 系列；西门子公司的 5S 系列；施耐德公司的 C65 系列；默勒公司的 PL 系列等。这些产品的技术水平不相上下，各有特点。其共同特点均为高分断，模数化结构，附件齐全，安装方便，具有脱扣指示，人性化设计等。
3.1 ABB 的 S2、S800 系列
S2 系列是 ABB 公司 90 年代推出的限流型产品，含有 S250、S260、S280、S290、S500、S800、S9系列等。S250 系列电流 1 ～ 63 A，分断能力 6 k A（50 ～ 63 A、4． 5 k A）；S290 系列电流 80 ～ 125 A，分断 10 k A。最 新 推 出 的 有 S260、S800 系 列。S260 系列电流 1 ～ 63 A，分断 10 k A，具有隔离功能，外壳采用热固型材料，具有极高的绝缘性和耐热性；可视化的触头位置，独立式的金属操作机构，无需外壳定位，避免因外壳破损或变形导致动作失灵；可上、下端进线，分断能力不变；附件齐全。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆S800 系列电流10 ～ 125 A，分断 50 k A，是一种高分断、多种脱扣特性直流产品，全系列同一尺寸，具有漏电、分励、辅助、报警、辅助 + 报警、欠压、手动操作中性极、机械联动装置、汇流排等齐全附件，并具有互换式笼型和环型接线端子；对上级断路器提供选择性保护，对下级断路器提供良好的后备保护，并在光伏系统中有典型应用。
3.2西门子 5S 系列
西门子公司 80 年代推出的 MCB 主要有 5SJ6系列，电流 0．3 ～63．0 A，分断能力6 k A，之后又推出5SJ4 系列，电流 0． 3 ～ 63． 0 A，分断能力10 k A，5SP4系列电流 40 ～125 A，分断能力 15 k A。直流产品有5SJ5 系列，电流 0． 3 ～ 63． 0 A，分断能力10 k A。附件齐全，有辅助、报警、分励、欠压等。外壳也是采用热固型材料，具有极高绝缘性和耐热性。
3.3施耐德的 C65、C120 系列
20 世纪 80 年代，施耐德公司推出了 C45N、NC100 系列，C45 系列电流 1 ～ 63 A，分断能力6 k A（50 ～ 63 A、4． 5 k A）；NC100 系列电流 50 ～100 A，分断能力 10 k A。产品一经推出，迅速占领国内市场，替代熔断器，是终端配电领域一次小的革命，影响深远。90 年代又推出了 C65 系列，C65 具有一种机型，电流 1 ～ 63 A，分断能力至15 k A。i C65 更安全可靠，增加了通信功能可实现远程控制。C120 有一种机型，电流50 ～ 125 A，分断能力 15 k A，具有隔离功能及漏电、分励、辅助、报警、辅助 + 报警、欠压、远程控制分/合闸、汇流排等附件，扩展保护功能配套齐全，全系列通用。随后推出的 C65H-DC 直流系列产品，外壳全塑化，环保可回收。
3.4上海电器科学研究所带选择性保护的断路器 VB60
该系列产品主要由上海电器科学研究所（简称“上电科”）主导、法泰电器、上海电器陶瓷厂（简称“上陶厂”）参与联合开发，电流 20 ～ 100 A，E 特性，分断能力 15 ～ 25 k A。采用电磁斥力双回路限流原理，引弧通道设计，与水平面呈 60°角，运用主回路分断时电磁场的分布力和气流场的运动力，使触头斥开时电弧快速进入灭弧室，短路分断能力大大提高。材料方面，采用稀土材料充磁的电磁铁斥开装置，使短延时动作阀值点一致。触头采用细晶银复合触头材料，延长电寿命 25%。采用大电阻合金材料，保证大电流分断情况下，将电流限制在500 ～ 700 A。级联配合无障碍按照 1． 6 ∶ 1． 0 的额定电流比，可以和 B、C 限流等级 3 的 MCB 匹配使用，实现全选择性保护。全系列只有 1 个机型，寿命10 000 次，有隔离功能，模数化。附件有辅助、辅助 + 报任何警、分励、分励 + 辅助、欠压、过压、电动操作机构、母线安装底座。
四、小型断路器的发展趋势
追踪、研究国内外各大公司产品发展，MCB的技术发展趋势体现在以下方面：一是 更加小型化，既符合智能家居小型化的要求，也符合工业系统耗材少、单位体积功能更多的要求。如 2P 产品已做到 18 mm。二是本体更加优化，附件扩展功能更多、更齐全，结构更紧凑，功能便于扩展，组合易操作，标准化零件易管理，提升效率。三是MCB发展更加智能化。MCB 的智能化主要从提高分断能力、可靠性、寿命、系统级联配合、可通信等方面进行探讨。MCB 能进行自诊断，如运行状态、触头压力、温升、磨损、超程、开距、接触电阻、端子温升等随时监控、反馈、故障预警。另外，MCB 能进行在线动态监测、调整，通过总线技术、通信协议的连接，实现双向通信、远程控制。
五、结束语
总而言之，随着电力系统的发展，人们越来越关注电网的运行，另外，小型断路器也朝着模块化、小型化、智能化、可通信的研究方向开展，这对保证电网的安全运行有重要意义。
参考文献：
[1]廖敏夫，黄金强，葛国伟，等.国内外混合式断路器发展与研究现状[J].高电压技术，2016，42（6）
[2]龚骏昌.小型断路器现状及发展趋势[J].电器与能效管理技术，2016（01）
论文作者:吴敏剑
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/19
标签：断路器论文; 电流论文; 系列论文; 触头论文; 能力论文; 系统论文; 断点论文; 《电力设备》2018年第17期论文;