低压断路器的智能化 用电安全的重要保障
发布日期:2014-10-17 14:32
（本文作者为电器行业资深专家：任元会）
低压配电系统中，当配电系统发生短路、过负荷或接地等故障时，可依靠保护电器在规定时间切断故障电路，以避免人身电击的发生和因线路过度温升而导致电线、电缆绝缘的破坏，乃至引起电气火灾。因此，保护电器可谓系统运行的保护神。
安全和可靠是供配电和用电的重要因素。如前所述，达到这个目标，主要是依赖保护电器的科技水平和工程设计的正确。发生故障时，要求能及时、可靠切断故障电路，同时断开电路的范围需最小，靠近故障点的保护电器动作且电源侧各级保护电器不动作，即保护的选择性原则。为达到这些要求，应做到以下两点：(1)质量优异、保护性能良好的保护电器，并且随着科技进步不断前进，具有更完善的保护性能和选择性功能。(2)科学、合理、精心的配电系统工程设计，准确计算和把握故障电流，从而合理选择保护电器类型，正确整定其技术参数。
回顾建国以来逾六十年的历程，大体经历了以下两个阶段：
(1)建国后到20世纪80年代初，即前30年，低压断路器产品比较落后，分断能力小，动作没有选择性，只有带长延时和瞬动脱扣器的非选择性断路器，应用于变电所主馈线，有时在故障时造成非选择性动作，导致大范围停电，对生产和工作带来不同程度的损失。
(2)20世纪80年代中，上海电器科学研究所联合部分生产厂先后研制了DW15HH、DW45等全功能、选择型断路器，很好地解决了低压配电系统首端和主馈电干线的选择性动作，大大提高了可靠性，是一个很大的进步。但是，对于电流不大的馈线和中间各级线路的保护，仍大量选用非选择型断路器，造成了中间级的非选择性动作。其主要原因并非今日保护电器产品的缺失，而是电气工程设计师选型不当所致，这也是目前仍待解决的主要问题之一。
在我看来，进一步提高安全和可靠性的主要途径可以从以下两方面着手：
(1)配电工程设计中合理选择保护电器。低压配电系统首端及主馈电干线应选择有短延时脱扣的选择型断路器(如DW4S等)，中间级宜选用反时限特性的低压熔断器，末端回路可选用非选择性断路。对于移动设备、手持式设备、插座回路，以及TT接地系统的回路，应选用带剩余电流保护的断路器，这是当前正确的选型方案。如技术参数整定正确，能基本解决安全和可靠性的要求。
(2)研究发展智能型低压断路器。这种断路器在现有选择型断路器基础上发展，除了多种保护功能、灵活多样的可调节性功能，还有远控、测量、报警、记录功能，更高的限流性能和分断能力，更适用现代微电子技术和计算技术、通信技术，以实现保护的智能化和信息化，准确判断故障部位或所在线段。由中央控制器统一指挥各级智能断路器的动作，让故障点最近的断路器快速断开，让以上各级断路器立即闭锁，从而实现快速而又选择性动作，完全保证了安全和可靠，使停电范围最小、影响面最小，也便于寻找故障和快速修复。这种智能断路器是科技进步的集中体现，不仅依赖微电子技术、计算技术、通信、控制的应用，还包括材料、工艺水平的进步。同时，这也对工程设计师提出了更高的要求，需要真正地了解和正确地应用，才能达到最理想的境界。