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广州市花都区低压电工证复审

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广州市花都区低压电工证复审?低压电器,控制与保护开关的分类。

近几年,控制与保护开关领域逐步发展,国内外厂家陆续推出控制与保护开关(CPS)系列产品,这些产品在结构及保护机制上略有不同,本篇主要简述目前国内市场CPS的基本分类,并做简单的参数对比。

1概述

1.1概述

低压电器是机械工业的重要基础元件,品种繁多、量大面广,几乎渗透到所有用电领域。低压电器行业相对发展缓慢,我国低压电器行业发展经历60多年,目前低压电器产品主要以第三代为主,初步形成了完整的产品体系。随着电网改造、智能电网的不断升级,低压电器行业整体的研发以高性能、智能化的第四代低压电器产品为主要突破方向。除对传统产品,如断路器、接触器、热继电器等逐步升级外,企业开始完善自身产品体系,加强新产品研发,寻求新的突破方向。

控制与保护开关(CPS,Control and Protective Switching Device)于上世纪90年代由法国施耐德提出,国内于2000年由上海电器科学研究所研制,CPS正逐渐成为竞争与研究的新领域。至2016年末,许多国内外知名厂商都已推出了控制与保护开关产品。

1.2产品情况

国外厂商

在知名的国外电器厂商中,施耐德作为控制与保护开关的提出者,最早推出了CPS产品,并于2004年推出了TeSys U系列。目前,施耐德的CPS产品也是以TeSys U “傲马”系列为主。

图1施耐德TeSys U “傲马”系列

西门子于2011年推出了SIRIUS系列控制和保护产品,该系列产品采用模块化设计,并通过插接和连接模块的方式组成控制与保护单元。

图2西门子SIRIUS系列

ABB于2016年推出了一体化全能型控制与保护开关CPX系列控制与保护开关。CPX系列主要强调了一体化多功能,同时也是ABB目前主推的控制与保护开关产品。

图3 ABB CPX系列

国内厂商

传统国内CPS生产厂商包含浙江中凯KB0系列,并于2013年推出了KB02系列;上海凯保SKB系列;常熟开关CB1系列;上海新菱XLCPS系列;国佳GJKBO系列;明鑫电器SDMK1系列等。除此之外,人民电器、环宇、华通、万龙电气、江苏凯隆等均有CPS产品。2015年正泰、德力西等国内知名电器企业也推出了CPS产品,正泰NKB300系列,德力西CDK1系列。

1.3 市场情况

控制与保护开关市场方面,主要是以国内传统生产厂商为主,国外厂商相对较少。究其原因,首先国内专业生产厂商起步较早,研发及规模化生产较快;其次,国内厂家在市场应对上更灵活。但随着国内外如ABB、正泰、德力西等知名厂商陆续推出产品,市场竞争将愈发激烈,对于产品的要求会更高。

价格方面,与其他电器产品不同的是,目前国内厂商CPS的价格略高于国外厂商。这种情况的主要原因:1.国内厂商市场开发与拓展较早,占据市场主体,足以应对国外品牌所带来的冲击;2.随着技术的不断发展,国内产品对自身质量、产品性能具有较强的信心。由此可见,控制与保护开关可能会成为我国低压电器制造的突破点。

2控制与保护开关产品

2.1产品分类

目前国内外厂商生产的控制与保护开关产品大致可以分为三大类:

第一类是以施耐德、中凯为代表的“模块组合式”CPS

国内“模块组合式”CPS由上海电器科学研究所研制,进入市场较早,包含正泰、德力西等新推出的产品在内,此类产品目前为控制与保护开关产品的主要类型。

“模块组合式”CPS主要包含开关:主体(动力底座)、辅助触头、控制单元、附加模块等,因厂家不同略有差异,但整体上均是以开关主体(动力底座)为基础附加模块实现不同产品功能。如图12为施耐德生产的TeSys U “傲马”系列标准型CPS的结构,图13为中凯生产的KB02型(2014年推出)CPS结构。

 

图18施耐德TeSys U “傲马”系列标准型CPS的结构

 

A 动力底座(LUB12或LUB32)

此动力底座包括:接线端子,转换装置和电源触点,也包括NO/NC辅助触点设置和它的接线端子。内置断路器和接触器功能实现短路保护和控制通断的功能,其线圈控制电压类型由控制单元决定。

B 标准控制单元 (LUCA):这些控制单元集成了检测和保护功能,能满足电动机起动器基本保护需求;

C辅助触点LUFN模块:用于指示起动控制器主极状态

D附加触点LUA模块:用于指示动力底座状态:旋转就绪、脱扣

1.动力电源进线端 2.ON/OFF/复位控制 3.电机接线端

4.线圈电源接线端子 5.内置辅助触点

1.主体 2.保护器模块-热磁型 3.保护器模块-数显型 主体结

4.保护器模块-高级型5.保护器模块-热磁型 6/7.辅助触头模块 (A操作机构 B电磁系统C底座 D接触组)

图19中凯生产的KB02型CPS结构

除标准型外,依据控制器的不同还分为:热磁式和数字式;依据附加功能模块的不同还分为:隔离型、可逆型、通讯型、消防型等(依据厂家不同有所区别)。

第二类是ABB、明鑫的“一体式”CPS

ABB于2016年推出的CPX一体化全能型控制与保护开关与明鑫电器的SDMK1系列结构相似,皆为“一体式”CPS。此类型CPS与“模块组合式”具有很大不同,采用电磁系统作为操作机构,驱动触头运动接通和分断,通过智能控制单元检测主回路电流,并进行逻辑运算和数据处理,控制电磁系统的运动特性, 完成故障诊断和保护。也就是说,此类产品的各项功能均是通过智能控制单元实现,无附加模块。

1.灭弧系统 2.智能控制单元 3.触头及电磁系统 4.辅助触头模块

图20 ABB CPX系列CPS 图21 明鑫SDMK1系列CPS结构

“一体式”CPS根据选型不同包括过欠压、缺项、故障显示、剩余电流保护、消防报警、通讯等功能(依据厂家不同有所区别)。

第三类是西门子的“元件插接式”控制与保护组合

与前两类控制与保护开关产品不同,西门子推出的SIRIUS系列是将断路器、接触器、热继电器进行模块化设计,并采用插接和中间连接件的方式组成控制与保护组合,而并非将所有元件功能集中于一台开关上。


① 3RV6/3RV5 断路器

② 断路器和接触器间的连接模块:用于螺钉端子断路器和接触器之间的电气连接和机械连接

③ 3RT6/3RT5 接触器

④ 与接触器连接的插接件:与接触器进行完美的电气和机械连接。通过这些插接件,过载继电器可以直接与接触器进行插接

⑤ 3RH6 中间继电器

2.2性能分析

随着生产制造技术的逐步成熟,控制与保护开关产品在性能上也有了长足的进步,部分厂家在分断能力、最大额定电流等性能指标上均有突破。在此将部分厂家产品进行粗略比较,由于西门子生产的SIRIUS系列产品以传统元器件为基础,与其他厂家差异较大,在此不做比较。表1为部分厂家产品的最大框架额定电流。

表1部分厂家产品的最大框架额定电流



由于最大框架电流等级差异较大,在此以各厂家32A左右的产品作为对比,额定运行短路分断能力以电压400V为准。由于资料有限,在此仅作粗略比较,由表2可以看出,各厂家控制与保护开关在额定运行短路分断能力上有一定差异,此种差异主要是由于机体结构,分断机制导致;在电寿命方面各厂家性能指标相差不多;操作频次方面,开关主体每小时操作频次相对较高,但是附加模块的操作频次会直接影响开关整体性能,如带热脱扣器的开关操作频次仅为每小时12次。

表2部分厂家产品性能参数对比

注:表中“——”部分为产品资料中未提及

在保护功能方面各厂家基本相同,均包含短路保护、过载保护、短路短延时保护、三相不平衡保护、过欠压保护、漏电保护等功能。在保护功能的实现上各有不同:“模块组合式”CPS主要以选配不同功能模块实现功能;“一体式”CPS主要以智能控制的方式实现功能。

3发展趋势

低压电器产品更新速度相对较慢,第四代智能型低压电器的研发和拓展刚刚起步,高性能、集成化、智能型、可通信的低压电器产品是未来发展研发的主要趋势,控制与保护开关产品已经初步具有上述特点,但是在可靠性、完善性上仍需突破。作为更贴近第四代智能型低压电器特征的控制与保护开关会逐步成为竞争焦点。

4总结

截止2016年末,众多国内外低压电器厂家均已推出控制与保护开关系列产品,这些产品保护功能基本相同,但是在结构与保护机制上略有不同。目前,控制与保护开关领域发展时间相对较短,行业内部对控制与保护开关的定义及结构也存在诸多争议,但就长远来看体积更小、结构更紧凑、可靠性更高、保护更完善的产品将会成为未来市场主流。



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