摘要：在現代社會(huì )，無(wú)論是工業(yè)、農業(yè)、交通運輸、國防、文教衛生、金融、商業(yè)、旅游服務(wù)和人民生活等領(lǐng)域都離不開(kāi)電。電的產(chǎn)生、輸送、使用中，配電是一個(gè)極其重要的環(huán)節。配電系統包括變壓器和各種高低壓電器設備， 低壓斷路器則是一種使用量大面廣的電器。

　　關(guān)鍵詞：低壓斷路器 概況 展望

　　１、低壓斷路器，從它的結構、用途所具有的功能來(lái)分，就有萬(wàn)能式（又稱(chēng)框架式，國際上通稱(chēng)ACB）和塑料外殼式[國際上通稱(chēng)MCCB，MCB（小型）]兩大類(lèi)，它們相同的作用是：

　�。�1）在正常情況下，作不頻繁合、分電路或起動(dòng)、停止電動(dòng)機；

　�。�2）在線(xiàn)路或電動(dòng)機發(fā)生過(guò)載、短路或欠電壓（電壓不足）等故障時(shí)，能自動(dòng)切斷電路，予以保護。

　　根據保護對象的不同，斷路器又分為四個(gè)類(lèi)型：

　�。�1）配電保護型──保護電源和電氣線(xiàn)路（電線(xiàn)、電纜）和設備；

　�。�2）電動(dòng)機保護型──專(zhuān)作電動(dòng)機的不頻繁起動(dòng)，運行中中斷，以及在電動(dòng)機發(fā)生過(guò)載、短路和欠電壓時(shí)的保護；

　�。�3）家用和類(lèi)似家用場(chǎng)所保護型──對照明線(xiàn)路、家用電器等的保護；

　�。�4）剩余電流（漏電）保護型──用來(lái)保護人身免受電擊危險及防止電氣火災的保護器。

　　2、我國低壓斷路器的發(fā)展概況

　　世界上最早的斷路器出現于1885年，它是一種刀開(kāi)關(guān)和過(guò)電流脫扣器的組合。1905年具有自由脫扣裝置的空氣斷路器誕生。1930年以來(lái)，隨著(zhù)科技的進(jìn)步，電弧原理的發(fā)現和各種滅弧裝置的發(fā)明，逐漸形成了目前的機構。50年代末，電子元件的興起，又產(chǎn)生了電子脫扣器，到了今天，由于小型化電腦的普及，又有智能型斷路器的問(wèn)世。

　　我國解放前幾乎沒(méi)有斷路器的制造業(yè)，新中國成立后，電器工業(yè)有了很大的發(fā)展，低壓斷路器經(jīng)歷了四代的發(fā)展過(guò)程。

　　2.1　萬(wàn)能式斷路器（ABC）

　　第一代是仿蘇A15，A2050的DW1、DW2型（額定電流200～1500A）；第二代是在1958年我國自行設計的DWO基礎上更新的DW10系列，其額定電壓為AC 380V，DC 440V，額定電流200～4000A；第三代是70年代末開(kāi)發(fā)，80年代初投產(chǎn)的DW15和DWX15（限流型）；第四代是90年代初研制成功的DW45智能型萬(wàn)能式斷路器。

　　80年代初、中期，我國相繼從日本和德國引進(jìn)AH和ME型萬(wàn)能式斷路器。

　　DW45系列萬(wàn)能式斷路器，具有國際90年代同類(lèi)產(chǎn)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。它具有過(guò)載長(cháng)延時(shí)、短路短延時(shí)、瞬動(dòng)的三段保護特性和單相接地故障保護以及保護特性的電流、動(dòng)作時(shí)間可調、顯示、試驗、熱記憶、故障記憶、負載監控、自診斷、MCR（低倍數短路合閘保護）通訊接口等智能化功能。

　　2.2　塑料外殼式斷路器（MCCB配電保護型）

　　50年代，我國首次研制投產(chǎn)的是仿蘇（A3100）的DZ1系列產(chǎn)品（40年代中期水平）。60年代末期，針對DZ1體積過(guò)大、短路分斷能力偏小等缺陷，對它進(jìn)行了大刀闊斧的改進(jìn)，形成了我國自行設計的第一代產(chǎn)品DZ10系列。80年代初又開(kāi)發(fā)了第二代的DZ20系列。與此同時(shí)，上海華通開(kāi)關(guān)廠(chǎng)、嘉興電氣控制設備廠(chǎng)，分別從美國西屋公司、日本寺崎電氣公司引進(jìn)具有80年代初水平技術(shù)，生產(chǎn)了H系列和TO、TG、TL等系列。進(jìn)入90年代，又推出了CM1系列（常熟開(kāi)關(guān)廠(chǎng)）、TM30系列（天津低壓電器公司）、TG系列的BD、BF型及JXM2型（嘉興電控廠(chǎng)）、HSM1系列（杭州之江開(kāi)關(guān)廠(chǎng)）、S系列（上海電器科學(xué)研究所、杭州之江開(kāi)關(guān)廠(chǎng)、上海華通開(kāi)關(guān)廠(chǎng)等組成的OTT集團）等新型塑殼式斷路器。

　　60～70年代，小規格電流的塑殼斷路器有DZ5－10、DZ2－20、DZ5－25、DZ5－50、DZ15－50、DZ15－63等，它們的短路分斷能力分別為1～3kA（以上型號至今還未淘汰）。

　　表2是各型號塑殼式斷路器的主要性能對比（以In為250A三極為例）。

　　2.3　塑料外殼式斷路器（MCCB電動(dòng)機保護型）

　　對于小型鼠籠型異步電動(dòng)機（功率在30kW及以下）保護的塑殼式斷路器，目前仍流通于市場(chǎng)的有60～70年代我國自行設計、開(kāi)發(fā)的DZ5－20（短路分斷能力380V 1.5kA）、DZ15－40、DZ15－63（短路分斷能力380V 3kA）和80年代引進(jìn)國外技術(shù)制造的M611.3VE1（有多種附件），M611.3VE1的短路分斷能力大抵在380V 3kA左右。

　　1994～1995年，上海電器科學(xué)研究所與嘉興電氣控制設備廠(chǎng)共同開(kāi)發(fā)了DZ35系列電動(dòng)機保護型塑殼式斷路器（型號有DZ35－25和DZ35－63兩種）。DZ35－25的額定電流有1、1.6、2.5、4、6.3、10、16、20、25A；DZ35－63的額定電流有：16、20、25、32、40、50、63A等。短路分斷能力：DZ35－25有380V 3kA、35kA、50kA（后兩種加裝限流部件）；DZ35－63為380V 3kA；DZ35－25的體積為DZ5－20的43.13％，DZ35－63的體積為DZ15－63的50.7％。DZ35系列斷路器帶有模塊式的輔助觸點(diǎn)、分勵脫扣器、欠電壓脫扣器和斷相保護等附件。

　　功率大于30～315kW電動(dòng)機保護型斷路器，CM1、TM30、HSM1、JXM2和S型均有相應的產(chǎn)品供預選擇，它們的短路分斷能力分別有400V，15～65（80）kA，可適應于MCC（電動(dòng)機控制中心）離電源較近回路的電動(dòng)機保護。

　　小型塑殼式斷路器（MCB）現在也有適應小功率電動(dòng)機保護的產(chǎn)品，如C45NAD（天津梅蘭日蘭公司）和PX200CD（嘉興電控廠(chǎng)）等。

　　2.4　家用或類(lèi)似場(chǎng)所用過(guò)電流保護斷路器

　　我國最初的家用或類(lèi)似家用場(chǎng)所用保護器是仿蘇（AⅡ－25）的DZ4－25（二極）塑殼斷路器，但性能不高，60年代中期國內開(kāi)發(fā)了DZ5系列（二極），70年代開(kāi)發(fā)了DZ15系列（單極、二極）、DZ12系列，70年代末引進(jìn)德國技術(shù)生產(chǎn)了S060系列，80年代初，引進(jìn)日本技術(shù)生產(chǎn)了TH－5SB、TH－5DB（二極插入式）系列，80年代中后期，天津梅蘭日蘭公司的C45N和嘉興電控廠(chǎng)引進(jìn)德國F＆G公司的PX200C相繼問(wèn)世，使家用保護斷路器上了一個(gè)新臺階，C45N、PX200C的短路分斷能力均達到4kA（50A及以上）和6kA（40A及以下）。

　　2.5　剩余電流動(dòng)作斷路器（漏電保護器）

　　為了保護人身免受電擊，我國在50～60年代，在一些電力系統維修廠(chǎng)，生產(chǎn)了電壓型漏電保安器。由于它的檢測線(xiàn)圈（或檢測繼電器）串接在變壓器中性點(diǎn)與接地極之間，接地極電阻變化無(wú)常，造成精度差，此外，檢測線(xiàn)圈容量不夠，結構簡(jiǎn)易，防雷效果差，便逐步退出了應用。60年代后期，我國第一臺電流動(dòng)作型電子式漏電保安器誕生（主開(kāi)關(guān)是DZ5－20斷路器）。我國首臺電流動(dòng)作型電磁式漏電斷路器的型號是DZ5－20L（主開(kāi)關(guān)仍是DZ5－20斷路器）。70年代中后期，全國聯(lián)合設計的新型（DZ15L－40、DZ15L－63）電流動(dòng)作型電磁式漏電斷路器試制成功，其殼架電流有40A、63A兩種，額定電流6～63A，漏電動(dòng)作電流有30mA、50mA、75mA和100mA，是快速型（漏電動(dòng)作時(shí)間≤0.1s），斷路器的短路分斷能力為380V 3kA和5kA.DZ15L系列是經(jīng)過(guò)國家鑒定的。進(jìn)入80年代就有DZL16、DZL18、DZL118、DZ12L、DZL33、DZL38和DZ10L等，大部分是電流動(dòng)作型電子（集成電路）式漏電斷路器（帶過(guò)載、短路保護和不帶過(guò)載、短路保護），90年代初天津梅蘭日蘭公司生產(chǎn)了VigiC45EIE（電子式）、VigiC45ELM（電磁式）、VigiNC100等漏電斷路器，漏電動(dòng)作電流IΔn30mA，快速型（Vigi NC100，IΔn有30mA、300mA和500mA幾種，快速動(dòng)作型）。

　　80年代中期，嘉興電控廠(chǎng)、遵義長(cháng)征電器八廠(chǎng)又引進(jìn)德國F＆G公司的技術(shù)生產(chǎn)了FIN型（不帶過(guò)載、短路保護）（In有25A、40A、63A，IΔn有30mA、100mA、300mA和500mA）和FI/LS（帶過(guò)載、短路保護）（In有2A、4A、6A、10A、20A、25A、32A等，IΔn有30mA、50mA、100mA和300mA）的漏電斷路器。

　　OTT集團，于1999年開(kāi)發(fā)試制了S－L系列剩余電流動(dòng)作斷路器規格有100A、200A（額定電流40、50、63、80、100A和100、125、160、200A），漏電保護原理采用電子與電磁混合型，漏電動(dòng)作電流有30mA、100mA、300mA三種，動(dòng)作時(shí)間有快速型（≤0.2s）和延時(shí)型（最大0.5s），斷路器還有過(guò)載和短路保護。極限短路分斷能力達40kA（400V時(shí)），另外還開(kāi)發(fā)了只報警不脫扣型，以適合消除不斷電的要求。

　　對于只報警而不斷電的漏電繼電器，目前有JD1型（電磁式）、JD3（電子式），在農村使用的LJM型、LTS型（均為電子式），漏電繼電器額定電流有100A、250A，最大達800A，額定漏電動(dòng)作電流為100mA、300mA、500mA等多種，除了單獨作漏電時(shí)聲、光報警之用外，也可與接觸器、斷路器組合成漏電繼路器。

　　電磁式和電子式剩余電流保護（漏電保護）裝置的優(yōu)缺點(diǎn)。

　�。�1）電磁式

　　a.漏電動(dòng)作電流最小值僅能做到30mA；

　　e.失效率低，約為0.09％（據歐洲統計）；

　　f.較難做到延時(shí)型；

　　g.加工精度要求高；

　　h.價(jià)格高。

　�。�2）電子式

　　a.漏電動(dòng)作電流最小值可以做到5mA；

　　b.需輔助電源，性能要受電網(wǎng)電壓的影響；

　　c.不能經(jīng)受工頻耐壓試驗，耐受過(guò)電壓差；

　　d.失效率高達28.3％（據歐洲統計）；

　　e.可以較方便地做成延時(shí)型；

　　f.電子元件受溫度影響較大；

　　g.抗電磁干擾較差；

　　h.制造（加工）簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。

　　2.6　斷路器的附件

　　無(wú)論是萬(wàn)能式（ACB）或塑料外殼式斷路器（MCCB和一些MCB）現在都具備各種內、外部附件（又稱(chēng)附屬裝置），增加了斷路器的功能。

　�。�1）內部附件

　　a.輔助觸點(diǎn)（輔助開(kāi)關(guān)）──根據控制電磁鐵和其他輔助回路電器的合、分需要而設置，目前較多的是采用發(fā)熱電流（Ith）3A和6A的微動(dòng)開(kāi)關(guān)組成。

　　b.報警觸點(diǎn)（報警開(kāi)關(guān)）──反映斷路器因線(xiàn)路故障（過(guò)載、短路）跳閘而接通聲、光報警，它的發(fā)熱電流較小，一般小于3A或更低。

　　c.分勵脫扣器──作遠距離操作使斷路器跳閘的一種脫扣器，它的控制電壓有交流380V（400V）、220V（230V），直流220V、110V、24V等。

　　d.欠電壓脫扣器──防止因線(xiàn)路電壓不足，對線(xiàn)路或電動(dòng)機造成損害的一種脫扣器，它與線(xiàn)路電壓相同，通常有交流380V（400V）、220（230V），直流110V、220V等。

　�。�2）外部附件

　　a.外部轉動(dòng)手柄──適合于斷路器在開(kāi)關(guān)柜或抽屜柜門(mén)板上合、分斷路器，可以起聯(lián)鎖作用，成套電器裝置只有斷電才能開(kāi)門(mén)。

　　b.電動(dòng)操作機構──用電磁鐵或電動(dòng)機等構成，代替手動(dòng)合閘（ON）或分閘（OFF）斷路器，可遠距離控制。

　　c.機械聯(lián)鎖。

　　d.自身閉鎖。

　　3、不同類(lèi)型斷路器的保護特性及其執行的標準

　　3.1　配電保護型斷路器的反時(shí)限斷開(kāi)特性

　　配電保護型斷路器的反時(shí)限斷開(kāi)特性見(jiàn)表3.

　　3.2　電動(dòng)機保護型斷路器的反時(shí)限斷開(kāi)特性

　　電動(dòng)機保護型斷路器的反時(shí)限斷開(kāi)特性見(jiàn)表4.

　　3.3　配電保護型的瞬動(dòng)整定電流

　　配電保護型的瞬動(dòng)整定電流為10In（誤差為±20％），In為400A及以上規格，可以和5In和10In中任選一種（由用戶(hù)提出，制造廠(chǎng)整定）；電動(dòng)機保護型的瞬動(dòng)整定電流為12In（誤差為±20％），一般設計時(shí)In可以等于電動(dòng)機的額定電流。

　　3.4　家用和類(lèi)似場(chǎng)所用斷路器的過(guò)載脫扣特性

　　家用和類(lèi)似場(chǎng)所用斷路器的過(guò)載脫扣特性見(jiàn)表5.

　　3.5　斷路器符合標準情況

　　配電保護型斷路器符合GB14048.2（等效采用IEC947—2）《低壓開(kāi)關(guān)設備和控制設備低壓斷路器》標準。

　　電動(dòng)機保護型斷路器符合GB14048.2和GB14048.4（等效采用IEC947—4）《低壓開(kāi)關(guān)設備和控制設備、低壓機電式接觸器和起動(dòng)器》標準。

　　家用和類(lèi)似家用場(chǎng)所保護型斷路器符合 GB01963（等效采用IEC898）《家用和類(lèi)似家用場(chǎng)所過(guò)電流保護斷路器》標準。

　　剩余電流保護型斷路器（漏電斷路器）符合GB6829、GB16917（IEC1009）、IEC755標準。

　　4、斷路器的發(fā)展趨勢

　　在進(jìn)入新的世紀時(shí)，我國低壓電器（低壓斷路器），將按照“小型化、高分斷、低噪音、工作可靠、逐步實(shí)現智能化”的要求發(fā)展，不斷創(chuàng )造出符合時(shí)代需要的新產(chǎn)品。

　　4.1　萬(wàn)能式斷路器

　　全國聯(lián)合設計的DW45系列智能型萬(wàn)能式斷路器已完成了殼架電流為2000A、3200A、5000A的三極和四極的開(kāi)發(fā)并投入批量生產(chǎn)，目前正著(zhù)手于研制特大型的6300A規格（短路分斷能力為AC 400V，120kA），今后，萬(wàn)能式斷路器的開(kāi)發(fā)，依然以智能型為主，其智能化功能在DW45的基礎上進(jìn)一步完善，在通訊功能方面，將在現在的智能化控制器與RS485接口協(xié)議（Profibus體系）掛靠的基礎上，向容量更大，速度更快的IEC通訊接口（協(xié)議）掛靠，實(shí)現更全面的小、中、大區域現場(chǎng)總線(xiàn)的遙控、遙測、遙訊、遙調。

　　隨著(zhù)電網(wǎng)功率的提高，作為變壓器低壓側出口保護開(kāi)關(guān)的萬(wàn)能式斷路器，其短路分斷能力將提高到120～150kA，體積還要縮小。

　　斷路器的附件應是模塊化的，裝配積木化。

　　4.2　塑料外殼式斷路器

　　向小型化、高分斷、多功能、附件模塊化發(fā)展；積極開(kāi)發(fā)智能化（包括三段保護以及各種智能化功能）斷路器。

　　目前OTT集團正在其成員單位杭州之江開(kāi)關(guān)廠(chǎng)開(kāi)發(fā)、試制S—Z型智能型塑料外殼式斷路器。該系列斷路器殼架電流為400A和800A，短路分斷能力為400V，35～100kA，具有配合熔斷器特性用，配合保護斷電器VCB特性用，配電線(xiàn)路保護用和配合電動(dòng)機、起動(dòng)器、變壓器、電容器保護特性用四種脫扣特性，可由用戶(hù)選擇。斷路器有過(guò)載長(cháng)延時(shí)、短路短延時(shí)、短路瞬動(dòng)的三段保護功能。智能化功能有：電流和動(dòng)作時(shí)間可調、顯示、熱記憶、負載監控、自診斷和通訊接口等（國內現有的智能型塑殼式斷路器是TM30P和DZ40系列）。

　　電動(dòng)機保護型塑殼式斷路器：小容量電動(dòng)機保護型考慮到支路離動(dòng)力中心（PC）較近，必須發(fā)展短路分斷能力達15～50kA的品種，另外，額定工作電壓除有380V（400V）的外，還應研制適用660V（690V）的規格。在設計上應向系列化、模塊化和模數化發(fā)展，產(chǎn)品應有各種附件，如分勵脫扣器、欠電壓脫扣器、斷相保護、短路故障顯示、遠距離操作機構、各種輔助觸頭、門(mén)聯(lián)鎖操作機構、隔離模塊、各種防護外殼及附加接線(xiàn)端子，以實(shí)現功能齊全和方便用戶(hù)。

　　4.3　家用和類(lèi)似場(chǎng)所用斷路器

　　主要發(fā)展二極和四極，尺寸模數化，安裝導軌化，短路分斷能力從現有的4kA、6kA提高到10～15kA.在功能方面還有分勵、欠壓、過(guò)電壓、斷相、聲光報警、防竊電等附屬裝置（模塊化）。

　　4.4　剩余電流保護斷路器

　　適用于人身安全保護的小電流（≤100A）規格用剩余電流保護模塊與家用和類(lèi)似場(chǎng)所用斷路器組合成漏電斷路器，對于IΔn（漏電動(dòng)作電流）大于30mA的，研制一些延時(shí)型，以適應級間的選擇性保護需要。

　　工業(yè)用，體積縮小，額定電流100～800A，短路分斷能力達35～65kA，漏電動(dòng)作電流為30mA、100mA、300mA、500mA、1A、2A等。在漏電動(dòng)作方面，除快速動(dòng)作外，還要有延時(shí)型（可調），同時(shí)具備漏電預報警[當漏電電流達50％IΔn時(shí)，開(kāi)始報警（燈光閃爍、閃爍頻率越高，表示漏電越嚴重）]，為適應不能斷電的系統（如消防），應在這一系統設計開(kāi)發(fā)只報警不脫扣的漏電斷路器。還可在塑殼式斷路器上加裝剩余電流保護模塊。IΔn做到0.03～3A.此外，還可在塑殼式斷路器上派生單相接地故障保護功能。

　　剩余電流（漏電）繼電器，在現有基礎上，開(kāi)發(fā)400～800A規格（現JD1型僅做到250A）。

　　按照用戶(hù)的需要（特別是大量使用電子元件的設備的地方），開(kāi)發(fā)交流脈沖型、直流動(dòng)作型、直流脈沖型等剩余電流動(dòng)作斷路器。

　　5、結束語(yǔ)

　　以上介紹了我國低壓斷路器的發(fā)展過(guò)程及概況，并闡述了低壓斷路器的發(fā)展超勢。隨著(zhù)電力工業(yè)的發(fā)展及城鄉電網(wǎng)的改造，低壓斷路器正面臨著(zhù)一個(gè)發(fā)展機遇和如何適應市場(chǎng)經(jīng)濟的挑戰，我們必須加大科研、開(kāi)發(fā)力度，為市場(chǎng)提供高質(zhì)量和高可靠性的低壓斷路器。