帶選擇性保護的小型斷路器的發展

　　低壓斷路器主要是在供配電網絡中，用來分配電能和保護線路及電源設備免受過電流(包括過載及短路)等危害。理想的供電方式是一旦供配電網絡中某一處發生過電流故障時，該處的斷路器迅速跳閘切除故障。而既不使危害進一步擴大，也不引起供電線路中串接的其他斷路器無故跳閘，而影響供電。

　　我國家庭住宅配電保護五六十年代最初大部分是簡單的刀閘式開關及熔絲(瓷插式RC1)組合而成。發生短路時，整棟住宅一片漆黑，更換熔絲不方便。六十年代末到七十年代我國相繼開發了DZ5、DZ12、DZ15 系列兩極塑殼斷路器。七十年代末北京開關廠引進德國技術并轉讓國內廠家生產S060 系列小型斷路器，但因各種原因未能大規模推廣。八十年代中、后期，天津梅蘭日蘭公司生產的C45N 和國內許多生產廠家生產的DZ47 系列小型斷路器大規模生產，使我國家用過電流保護斷路器上升到一個新的臺階。

　　進入新世紀以來，人們的物質生活得到進一步提高，配電系統在住宅領域里的應用對自動化及高可靠性的要求越來越高。 然而在現實的電路保護應用過程中經常出現故障電流導致同級斷路器同時跳閘甚至越級跳閘的現象。為了保證配電系統供電的可靠性并在出現故障使其影響縮小到僅故障點的范圍之內，我們除了應提高其性能指標外，還應該研究如何改善串接在供配電網絡中上、下級斷路器之間的選擇性保護配合方式。

　　低壓斷路器的選擇性保護實際上是兩個或多個過電流保護電器之間的一種過電流配合。簡單說就是在下一級保護電器的保護范圍內發生短路，過電流故障時應該由該保護電器動作，上一級保護電器不動作，而當該保護電器拒動時，上一級保護電器才動作，要分范圍和有先后次序要求。

　　按照GB14048.2-2008《低壓開關設備和控制設備第2部分：斷路器》標準的規定，可以分成下述兩種：

　　全選擇性：在兩臺串聯的過電流保護裝置的情況下，負載側的保護裝置實行保護時而不導致另一臺保護裝置動作的過電流選擇性保護。

　　局部選擇性：在兩臺串聯的過電流保護裝置的情況下，負載側的保護裝置在一個給定的過電流值及以下實行保護時而不導致另一臺保護裝置動作的過電流選擇性保護。

　　該產品的工作原理是：

　　在正常工作情況下，選擇性保護斷路器的主回路雙金屬片的工作原理與一般的MCB 一樣，作為過載保護用。當某一支路發生短路故障時，主回路的電磁線圈中的鐵心立即作用在主回路動觸頭上使之斥開并產生電弧，迅速有效地限制短路電流，同時，主回路短路電流流向輔助回路，而輔助回路串聯一限流電阻和選擇性雙金屬片，使短路電流馬上限制到只有幾百安培左右。如果當短路電流被負載端故障支路的MCB 切斷后，主回路動觸頭在彈簧的作用下重新閉合，確保主開關后面的其他無故障支路能正常工作。如果短路發生在主開關和MCB之間或后面，而MCB 或其它短路保護裝置不能切斷故障電路時，則選擇性雙金屬片能在10ms～300ms 時間內釋放脫扣機構，使觸頭斷開并保持在斷開位置，同時切斷故障電路。

　　一些國外企業如ABB、海格等都在進行這方面的研發，也相應的推出了一些產品在他們國內進行應用，作為家庭住宅配電的主開關，其主要理念是強調開關自身的選擇性過電流脫扣方式，而不是單純的依靠上下級開關之間的配合來達到選擇性保護的目的。

　　目前，國內已有上海電器科學研究所與另外兩廠家合作成功研制出了新型帶選擇性保護小型斷路器，并已推向市場。其中江蘇凱隆電器作為上海電器科學研究所的控股子公司，也正在迅速開展產業化的進程，預計在2011年11月完成開發推向市場。

　　新型帶選擇性保護小型斷路器作為我國低壓電器第四代主要產品之一，完全由我國低壓電器科研人員自主創新、推出的具有完全自主知識產權的技術成果，技術經濟指標達到國際先進水平。產品有效地解決樓宇配電系統中存在的越級跳閘現象，大大提高終端配電系統的穩定性和可靠性。其主要特點：帶選擇性保護、分斷能力高且可靠、產品體積小、具有智能化可通信、性價比高，能滿足智能樓宇和智能終端配電回路系統的發展需要。

　　CKB65-100帶選擇性的過電流保護斷路器是凱隆公司即將推向市場的產品。該產品符合GB 24350-2009《家用及類似場所用帶選擇性的過電流保護斷路器》國家標準。

　　CKB65-100系列家用及類似場所用帶選擇性保護的 斷路器(SMCB)(以下簡稱CKB65)適用于交流50Hz或60Hz，額定電壓230V/400V，額定絕緣電壓690V，額定電流不超過100A，額定短路能力為15000A的終端電氣線路。

　　CKB65具有過載長延時、短延時、短路分斷保護，能在終端電氣線路進行選擇性保護。

　　CKB65設計成供未受過訓練的人員使用，并且無需維修。

　　CKB65適用于隔離。

　　CKB65預期在污染等級3，過電壓類別為Ⅲ的環境中使用，防護等級為IP20。

　　CKB65應能耐受電網產生的一定的沖擊電壓。

　　CKB65的外型采用模數化尺寸，寬度為9mm的倍數，單級可以拼裝成多級。

　　SMCB結構采用模塊化的設計，通過更換不同的斷路器本體及電子模塊，就可以組成1P～4P機械式或電子式帶選擇性保護功能的不同規格的產品，滿足不同層次配電系統的需要。通過拼加剩余電流模塊，可以實現RCBO的派生。

[$page]　　在按照1.6:1的額定電流比下，CKB65可以與B、C特性、限流等級3的任何公司生產的MCB產品進行匹配使用，實現選擇性限電流值(Is1)達到MCB的額定短路能力(Icn)的全選擇性保護，為客戶的選用提供方便。其應用案例如下。

　　隨著低壓配電系統的用電設備和分支回路日益增多，選擇性保護變得越來越受到人們關注，當前選擇性斷路器的技術向以下幾方面發展：

　　(1)局部選擇性提升到全局選擇性;

　　(2)低壓配電系統的選擇性保護范圍從電源側向終端側延伸;

　　(3)采用機械式短延時脫扣器的選擇性小型斷路器。

　　而國外小型斷路器(MCB)發展趨向為：

　　(1)發展高分斷能力MCB，措施主要是提高限流性能。

　　(2)發展帶短延時分斷功能的SMCB。

　　(3)MCB可選擇的脫扣特性增多。

　　(4)DPN結構的MCB向大容量和高分斷能力發展。

　　(5)產品性能同時符合IEC、EN、UL等標準，以適應全球化貿易需要。

　　(6)配套附件進一步齊全，具有欠壓、分勵、報警、輔助觸頭、電操機構等。附件安裝位置靈活多樣。如輔助觸頭可拼裝在MCB下方，以減小安裝面積。

　　(7)產品進一步小型化，部分公司發展了12mm/1P產品。

　　(8)安裝與母排連接一體化技術也將成為MCB主流連接方式。

　　隨著中國房地產業、建筑業發展的需要，新建小區和舊城改造，以及居民們對于用電質量需求的提高，每家每戶的電表箱或者住宅配電箱內都有安裝帶選擇性保護的小型斷路器產品的需求，可以預計帶選擇性保護的小型斷路器的市場需求量及發展前景將是十分巨大的。據有關部門統計：2004 年～2005 年我國小型斷路器(MCB)的年產量達2 億極以上，如果按帶選擇性保護的小型斷路器和非選擇性保護的小型斷路器的使用比例1：20 計算，也要生產帶選擇性保護的小型斷路器年產量達1000 萬極。