低压电器未来发展方向探究

近年来,随着电子技术、计算机技术、网络技术、制造技术以及材料科学的发展,使得低压电器产品向智能化、网络化、小体积、高性能、高可靠性等方向发展。

1.智能化与网络化

微处理机和计算机技术引入低压电器,一方面使低压电器具有智能化(完善的保护功能、参数自动测量、故障记录与显示、内部故障自诊断等)的功能,另一方面使低压电器实现了与中央控制计算机的双向通信,易于实现管控一体化和信息化。智能化与网络化主要体现在以下几个方面:

(1)实现中央计算机集中控制,提高了低压配电系统自动化程度,实现了信息化。

(2)使低压配电、控制系统的调度和维护达到新的水平。

(3)采用新的监控元件,使得开关柜屏面上提供的信息量大幅增加。

(4)监控元件与传统的指示和主令电器相比,便于安装,提高了工作的可靠性。

(5)可以实现数据共享,避免了信息的重复,减少了信息通道。

目前由智能化电器与中央计算机通过接口构成的自动化通信网络正从集中式控制向分布式控制发展。现场总线技术的出现,不但为构建分布式控制系统提供了条件,而且即插即用、扩充性好、维护方便,因而目前这种技术成为国内外关注的热点。

2.设计与开发手段的现代化

由于市场竞争,目前国内外一些电器工厂正致力于产品开发手段的现代化,以缩短产品开发周期,提高产品质量,降低成本。产品开发手段的现代化主要体现在以下两个方面:(www.zuozong.com)

(1)三维计算机辅助设计与制作软件系统的引进。

(2)电器通断特性计算机仿真技术的发展。

随着计算机技术的发展,电器产品的计算机辅助设计正从二维转向三维,标志着辅助设计技术进入了一个新阶段。三维设计系统集设计、制造和分析于一体,实现了设计与制造的自动化和优化。

3.结构设计的模块化、组合化

当前低压电器在结构设计上广泛采用模块化、组合化。模块化使电器制造过程大为简便,通过不同模块积木式的组合,使电器可获得不同的附加功能。例如在接触器的本体上加装辅助触头组件、延时组件、自锁组件、接口组件、机械连锁组件及浪涌电压组件等,可以适应不同场合的要求,从而扩大产品适用范围,简化生产工艺,方便用户安装、使用与维修。与此同时,还将进一步提高产品的可靠性和产品质量。

4.材料和技术的环保化

低压电器中塑料常作为外壳使用,对这些材料来说,一方面要保证使用寿命和电器本身的工作可靠性,还应考虑环保要求,即无污染,所以不含CFC(氯氟烃,是破坏臭氧层的物质)或卤素的阻燃塑料已得到推广和应用。

长期以来,由于AgCdO(银氧化镉)有较好的耐电弧侵蚀能力,因而在低压电器中作为控制电器的触点材料得到了广泛的应用。但由于AgCdO材料有毒,从环保要求出发,以AgSnO2(银氧化锡)代替AgCdO材料已经得到推广。

采用真空技术与电力电子技术是解决环保电器的重要途径。真空中不存在气体,触头在开断故障电路时仅能产生能量较少的金属蒸汽电弧,其强度、燃弧时间和对触头的烧蚀都比空气中少,真空开关的触头系统是封闭在真空管壳中,触头开断时产生的电弧不会影响环境。新型电子器件如GTO(可关断晶闸管),GTR(电力晶体管)及IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等第三代大功率半导体开关器件的出现,使固态无触点开关也得到很大的发展,一方面因为没有电弧,不会因为电弧引起触头材料和塑料气化而污染环境,另一方面也不会因为环境污染而使触头上产生氧化膜而影响接触可靠性。