摘要:文章计议我国低压电器品种、规格及性能方面存在的难以知足现实工程技术要求的若干问题、并提出进行改良与开发的建议 

      一.概述

　　由于我国低压电器品种、规格及性能方面的欠缺与不够运用、现行设计规范的不尽完善、和用户的使用误差，多种低压电器的现实工程运用中存在一些不合理的、甚至毛病的用法，致使运行维护坚苦、故障增多，或留下持久的平安隐患。本文仅对几个具有普遍性的问题做初步计议，希看引发电器制造厂家及用户的配合关注。

      二.低压隔离电器规格不全

　　自60年月至今，我国主要隔离器(如HD11)及刀开关(如HD13)系列产物年夜规格仅为额定电流1500A。囿于早期国产庇护电器的断流容水平，我国设计规范曾持久限制中/低压配电变压器容为1000KVA(额定电流1440A)之内，隔离电器水平可知足其需要。近年来随着庇护电器产物的长足前进及断流能力的提高，工及平易近用电网中都较普遍地使用了单台容为1250～2500KVA(0.4KV侧额定电流1800～3600A)的配电变压器。现有低压隔离电器已不能知足要求。因而低压侧总电源进线屏及分段母线联络屏的隔离电器普遍地采用了每相以一台3极或2极电器替换的方案(例如每相以一台3极或2极HD13刀开关替换一台三相年夜规格刀开关)。这类用法的主要弊端有二：(1)刀开关分相操作、增加了因误操作致使断相运行之类故障的机率。故设计规范〔1.2〕提出：“隔离电器宜采用同时断开电源所有极的开关”；(2)使低压配电屏庞年夜粗笨，例如哄骗PGL屏框架制造的这类进线屏或联络屏，单屏宽度达1200～1600mm。

　　近年来，有的厂家推出了引进技术生产的Q系列(QP、QA)具有转动触头的隔脱离关，约定发烧电流年夜为3150A。但对于工负载中常见的AC－22及AC－23使用种别，其额定电流将下降约1/2。故除产物尺寸缩小，机械寿命有所提高外，与国产HD系列刀开关相比，额定电流并没有实性的显著提高，并未基本解决问题。是以，亟待开发年夜容国产隔离电器开关产物。

      三.国产四极电器品种亟待开发

　　近年来，出于对运行和检修平安的斟酌和与尺度接轨的要求，新修订的设计规范〔1.2〕较明确地划定了在许多运用条件下应采用四极低压电器(即断开相线与N线的电器)。好比：有电源转换功能的电器、包括隔离电器、庇护电器和操作电器(例如刀开关、断路器和接触器)都应采用四极电器；电网中维护、测试及检修电路或电气装备应采用四极隔离电器；单电源系统的总电源开关，包括变压器低压侧总开关，建筑物或生产车间进线电源总开关(例如刀开关及断路器)应采用四极电器，等等。已有许多文章论述这一问题，本文不拟重复。

　　可是，当前经常使用的国产低压电器主导产物几近都是三极电器，例如，隔离电器的HD系列及引进生产的QP、QA系列；断路器中的DW15、DZ20系列及引进生产的AH、AE、TO、TG系列；CJ20系列接触器等等经常使用低压电器均为三极电器。故凡需四极电器的地方，今朝都不能不采用其它品牌的国外产物或引进产物，或不能不与制造厂家协商特殊制造。可见开发国产四极低压电器系列产物已经是当务之急。

      四.低压断路器进线标的目的与断流容问题

　　年夜大都式及塑壳式断路器的电源进线端在上方，馈线(即负载)端在下方。主要缘由是灭弧系统设在上方(电源侧)，这时候若将电源进线接至下方，灭弧条件更为刻薄。这类断路器的额定断流容乃是上进线时的数据。日本一些电气公司的实验成效讲明，断流容≤20KA的塑壳断路器改成下进线时，断流容下降约1/3。我国也曾将上进线断路器按下进线作通断能力实验、试品遭到极年夜破坏。国产DW15－200□630；DWX15－200□630；DZ40等型号断路器及引进技术生产的H、TL、TG等系列断路器等等均为上进线断路器，只能运用于上进线条件。

　　有些运用条件(如分段母线联络断路器、馈电及受电通用回路断路器等)下，电源引进标的目的可能改变，必需采用允许上、下进线(即上、下进线额定断流容不异)的断路器。这类断路器不仅其结构设计接纳了特殊技术措施，型式实验中还应将上、下进线交换进行短路通断能力实验。

　　我国断路器产物尺度划定在产物文件及产物铭牌上应明确说明该产物是否允许上，下进线或标明电源进线端及出线(负载)端。使人遗憾的是我国年夜大都断路器的产物文件，产物样本，使用说明书及铭牌上并未明确注明其允许的进线标的目的，必然会对用户发生误导，觉得凡未注明进线标的目的的断路器都允许上，下进线。以致在全国统一设计的几类定型低压屏(如PGL及GGD系列)中的部门方案也有这类毛病发生(例如：分段母线联络屏PGL2－06E、07E及GGD1－、；受电馈电通用屏PGL2－03E、GGD1－05B.C等都毛病地把只能上方进线的DW15－400及630型断路器当做允许上、下进线断路器使用)，此发生的负面影响更为严重。为杜尽这类误用，避免可能发生的恶果。笔者认为亟需尽快解决几个问题：(1)统一规范断路器产物的技术文件和铭牌标识。必需明确注明产物允许的进、出线标的目的；(2)改良产物结构与性能，力图断路器产物上、下进线断流容不异；(3)实时组织检查并批改低压屏柜产物的上述类似毛病。

      五.低压熔断器断相庇护问题

　　低压电念头损坏事故中约30%是断相运行酿成的，而断相运行故障的75%以上是熔断器熔断引发的。致使某相熔断器熔断的主要缘由除故障(如单相短路)熔断外，因熔断器触头接触不良、熔体选择不妥及熔体熔断特征的涣散性等非故障熔断也占很年夜比例。是以熔断器断相庇护问题亟待重视解决。基本的解决法子是熔断器自己应具有断相庇护功能。经常使用措施是熔断器附设熔断器撞击(指示)器及微动开关。当任一相熔断器时、经由过程联动的微动开关动断触头切断接触器控制电源或输出报警旌旗灯号。可是国产低压熔断器产物中除一些容规格较小的型号如RL1B、RT14等之外，大都载流与断流容较年夜的如RTO、NT等型号不具有这类功能，不能知足断相庇护要求。

　　我国低压电念头一般以具有断相庇护功能的热继电器作过负荷庇护兼断相庇护装配。许多装备(如风机、水泵等)常低于额定负荷运行，一般不会过负荷。按设计常规可不设计负荷庇护。现实工程中当用作短路庇护的熔断器不具断相庇护功能时，仍要求设置响应的热继电器作断相庇护装配使用。并被认为十分稳妥。现实上效果其实不理想。年夜大都鼠笼型机电(4KW及以上)定子绕组为△接，热继电器只能接于其线电流，并按线电流整定。当熔断器单相熔断造成断相运行时假定断相前后功率因数不变，可求出电流变化关系，I L及IФ1、IФ2(=IФ3)为断相后的线电流与相电流；I Ln、IФn为额定线、相电流，即三相运行且负载率K f=1时的线电流与相电流。I f为断相后年夜负序电流。

　　当K f=1或更年夜时，热继电器动作时间可较短，能较快切除断相故障；Kf≤0□58时发生断相，则热继电器动作时间很长，甚至可能不动作。这时候定子中正序电流不年夜，不致损伤绕组；相对值不年夜的负序电流则以约2倍额定转速的旋转磁场切割转子绕组感生100Hz的感应电流。此时转子交流电阻比正常运行时约增高6倍，如K f=0□58时，虽然I f /Iфn=0□60，转子消耗与额定工况时消耗相比增高达：0□6 2×1＋0□62×6=2□52倍，会致使机电过热损坏，对绕线型机电威胁更年夜。斟酌断相后功率因数之恶化，情况更为严重。是以一些引进工程的技术条件中已划定；凡以熔断器作短路庇护的动力馈线中，不管是否设置装备摆设了有断相庇护功能的热继电器，其熔断器都必需具有断相庇护功能。这一划定是准确的。一样，对于三相四线制平易近用低压电网，以单相相电压负荷(如照明、家电等)为主，断相运行也将造成三相负荷严重不服衡及中线电位偏移，威胁用电平安。故平易近用配电干线以熔断器作过负荷与短路庇护时，亦应要求具有断相庇护功能。是以亟待开发规格容较年夜的具有断相庇护功能的国产熔断器产物以知足工及平易近用配电之需要。

      六.机房平安开关及紧急遏制开关亟待开发
 
　　随着自动化水平的提高，工场电气装备集中控制的趋向日渐较着。生产机械的传动控制由远离现场的自控装配(计较机、PLC等)及电念头控制中心(MCC)集中控制，因而机旁平安开关及紧急遏制开关在工化国家应运而生，作为一种机旁用开关产物慢慢完善并普遍运用。工化国家对其功能及技术要求有明确划定。以欧洲(德、瑞典等国)为例，平安开关(SafetySwitches)划定用于检修，安装时人体可能进(伸)进其危险区域的机械装备旁。功能是将传动机电与馈电线路及其它电气部门隔离，避免因意外接通电源造成维修人员人身危险及装备损坏事故。开关应装在电源馈线上，手动操作，并有较着的开闭位置指示。且能用锁钥将其闭锁；紧急遏制开关(EMER－GENCY STOP Switches)运用于制造与加工机械装备操作位置旁，发生紧急情况时用以切断装备电源，限制事故对人员及装备的风险。要求能切断电路额定电流及过载(例如机电堵转)电流。可手动或电动操作，应有较着的位置指示，并应能用锁钥将其闭锁。可见两种开关都用于平安目的，都要求装在生产装备旁，能隔(切)断电源线路，有较着的位置指示及机械闭锁装配；所分歧者在于前者主要用于检修，故不强求具有切合负荷电流之能力，紧急遏制开关则必需具有切断负荷电流与过载电流的能力。故紧急遏制开关可作平安开关使用，无切合负荷电流能力的平安开关则不能作紧急停车开关使用。例如瑞典ABB公司的SEH系列紧急遏制开关，现实是面板上有挂锁装配及位置指示的手动操作负荷开关；其SMH系列平安开关现实是面板上有挂锁装配及位置指示的刀开关。但可由辅助接点实现与电路中接触器的联锁，开关结构保证分闸时辅助接点先于(≥30ms)主触头开断、经由过程它使接触器切断负荷电流；合闸时辅助接点与主触头同时闭合，准备好接触器合闸回路我国迄今尚无用机旁平安开关及紧急遏制开关产物，甚至未将其列进低压电器《电工术语》(GB/T2900·18－92)。这类情况已难顺应工成长的现实需要。

　　我国有关设计规范〔2.3〕对机旁开关的设置也作了一些划定，主要是：远方控制的电念头宜有就地控制息争除远方控制的措施；突然起动可能危及周围人员平安时，应在机旁装设应急断电开关或自锁式按钮和起动预告旌旗灯号。这些划定与作法存在以下主要问题： (1)未在机旁切断主电路，不能确保靠得住断电。因一般接触器无锁扣装配，即使用自锁钮断开了接触器控制回路，维护人员仍可能在MCC处用螺丝刀等简单工具拨动衔铁(如CJ12、CJ10型)或误接控制回路致使主触头闭合、造成意外通电事故。这正是国外强调机旁平安开关与紧急遏制开关切断主回路的缘由； (2)并未到达《电气装备平安设计导则》(GB4064)尺度。该尺度划定：装于机旁用于保障检修平安或紧急停机的开关必需能强制分断与隔离主电路，具有靠得住的闭锁装配及能干的开关位置标志。

　　我国工矿企现场操作维护人员伤亡及装备损毁事故屡有发生，与机旁紧急断电及平安措施不完善直接相关者为数很多。故修订现行设计规范的有关条目，开发用的机旁平安开关与紧急遏制开关产物都是亟待解决的现实问题。