談低壓電器智能化新技術

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摘要:低壓電器的應用與日常生活具有極大關聯(lián)，無論是鐵路運輸系統(tǒng)還是電力系統(tǒng)，都廣泛應用到了低壓電器。工業(yè)發(fā)展用電、居民用電、農(nóng)業(yè)水利用電也多需要依賴于低壓供電。低壓電氣智能化發(fā)展可以對繼電器起到保護作用，能夠更好地貢獻資源，有效將輸入信號中存在的高次諧波消除，更具可靠性，具有接線簡單、安裝方便的優(yōu)勢。可以結合中央計算機的集中控制，使配電系統(tǒng)自動化性能得到增強。對智能化低壓電器進一步加大研發(fā)力度，向更環(huán)保、更安全、更智能化的方向發(fā)展。

關鍵詞:低壓電器;智能化;新技術

鐵路運輸系統(tǒng)、電力系統(tǒng)都廣泛應用了低壓電器。工業(yè)發(fā)展用電、居民用電、農(nóng)業(yè)水利用電也多需要依賴低壓供電。在科技信息技術不斷進步的趨勢下，低壓電器智能化發(fā)展成為順應時展的必然要求。

1低壓電氣智能化發(fā)展基礎及優(yōu)勢

從低壓電器的類型來看，目前常見的主要是配電電器與控制電器兩大類，這些都是組成整套電器設備的基礎原件。與之相比，智能化低壓電器的優(yōu)勢主要有以下幾點:第一，其可以對繼電器起到保護作用，同時兼具監(jiān)控、通訊、保護設備的功能;第二，能夠更好地貢獻資源，在實際使用時使信息通道減少，降低信息重復問題出現(xiàn)的頻率;第三，普通的低壓配電器在實際應用中可能會導致配電系統(tǒng)出現(xiàn)部分高次諧波，從而出現(xiàn)操作失誤，而智能化配電電氣則能夠有效地將輸入信號中存在的高次諧波消除，避免出現(xiàn)上述失誤;第四，智能化低壓電器也更具可靠性，能夠?qū)Χ喾N啟動條件的電機起到保護作用，例如低電流保護、接地保護、反相保護等;第五，在智能化低壓電器中一般應用的是新型數(shù)字化監(jiān)控元件，能夠更好地對中心信息及配電系統(tǒng)最大增量進行控制，也具有接線簡單、安裝方便的優(yōu)勢;第六，智能化低壓電器還可以結合中央計算機的集中控制使配電系統(tǒng)自動化性能得到增強，從而使控制系統(tǒng)與配電的維護調(diào)度水平得到提升［1］。

2低壓電器智能化新技術分析

2.1配電電器

從配電電器技術方面來看，創(chuàng)新方向主要體現(xiàn)在改進滅弧系統(tǒng)弧室結構以及采用塑料產(chǎn)氣吹弧方面［2］。從家用配電線路的電弧故障問題來看，主要可分為并聯(lián)電弧故障與串聯(lián)電弧故障兩種，前者一般由導線間絕緣層破壞而引發(fā)，后者則由導線被切斷或接頭松動而引發(fā)(家用電器中幾種電弧故障情況如圖1)。為了有效解決電弧故障問題，在其弧室結構改進方面，需要從上出線、下出線、后面這三個位置噴出電弧，在滅弧室里設置由不銹鋼片組成的過濾金屬罩，將分段過程中釋放出來的能量進行吸收，同時將其對關柜的污染消除。從塑料產(chǎn)氣吹弧的使用情況來看，主要可使開斷時的電器觸頭在滅弧室中將產(chǎn)生的金屬相電弧轉(zhuǎn)化為氣相電弧，加快電弧轉(zhuǎn)移速度，促進電氣安全性的提升。配電電器技術的創(chuàng)新還體現(xiàn)在提高供電質(zhì)量和加強環(huán)保性能等方面，在實際應用中新技術的生產(chǎn)材料不會對環(huán)境造成潛在危害，且能夠在報廢后進行重復利用，促進C02排放量的降低，可有效起到保護生態(tài)環(huán)境的作用。

2.2控制電器

智能化控制電器將原來控制電氣的結構進行了轉(zhuǎn)變，能夠進一步有效降低人體必需接觸帶電設備的概率，促進電氣操作過程的智能化。在其實際設置中，智能化控制電器設定了最低電壓，使得電器在預設電壓范圍內(nèi)的正常運作有了一定的保障，一旦有超出設定范圍內(nèi)的部分，該智能化設備就會在第一時間自主切斷電壓，極大程度地降低因電器振動導致的能源消耗，也可以進一步延長電器設備的使用期限。智能化控制電器主要借助恒流激磁電路實現(xiàn)設備正常運行，采用這種以原電流制造的恒流激磁能夠進一步為電氣的持續(xù)運作提供基礎保障［3］。由于控制電器的觸頭一旦震動很容易導致觸頭接觸面受到破壞，采用智能化控制電器則能夠有效通過直流操控的方式為接觸器線圈供電，從而極大降低出現(xiàn)上述問題的可能。智能化控制電器將原變交流操控轉(zhuǎn)換為直流操控，達到節(jié)約能源消耗的作用。

2.3電磁兼容

隨著現(xiàn)代社會資源短缺情況的日漸嚴重，人們環(huán)境保護的意識也逐漸加強，這也導致人們對電器產(chǎn)品兼容性的要求越來越高。在電氣兼容的研發(fā)中，對電氣產(chǎn)品的要求主要有以下兩方面:第一，必須具備抵御電磁干擾的能力;第二，不能為環(huán)境帶來電磁干擾。在現(xiàn)階段電器的發(fā)展中，基本處于強電、弱電共同存在的平衡狀態(tài)，開關電路與數(shù)字電路同樣處于設置的共同設備里，現(xiàn)場總線網(wǎng)絡控制一般則需要設置在強電開關設備中，這進一步提升了對電磁兼容的要求。在智能化電器系統(tǒng)、接觸器、智能化斷路器等系統(tǒng)中都需要具備相關的工作性能，這也是電磁兼容設計重要的考核指標。要想有效滿足這些比較高的要求，就需要進一步從硬件、軟件、材料等方面對電磁兼容性評估進行控制，以確保電磁兼容能夠準確達到標準值要求。

2.4負荷開關

在配電網(wǎng)中，由于其結構發(fā)生了較大變化，這就大大提升了負荷開關的用量，因此進一步研發(fā)體積小且性能高的負荷開關就成為了推動低壓電器向智能化發(fā)展的重要研究方向。但由于運用了環(huán)網(wǎng)柜，也促使配電網(wǎng)結構出現(xiàn)了變化，形成了環(huán)網(wǎng)結構，加上FTU監(jiān)控單元的加入，就能夠以更加先進的監(jiān)控技術達成電網(wǎng)不斷供電的目的，有效提升電網(wǎng)的供電效率與質(zhì)量。通過對電網(wǎng)的實時監(jiān)控也能有效降低出現(xiàn)停電的頻率，在運用監(jiān)控原理的同時也能對電網(wǎng)的運營起到優(yōu)化作用，促進電網(wǎng)在滿負荷狀態(tài)下的安全運行。只要故障出現(xiàn)，就能夠通過監(jiān)控及時發(fā)現(xiàn)并迅速改變供電系統(tǒng)設置，將電網(wǎng)運營中可能出現(xiàn)的損失降到最低。

2.5浪涌保護

根據(jù)相關資料調(diào)查顯示，因電壓線路中各種涌浪導致的經(jīng)濟損失每年約達260億美元(部分單位及損失金額如表1)，數(shù)量如此巨大的損失直接促使電器生產(chǎn)企業(yè)必須要全力研發(fā)低壓避雷器以及浪涌吸收器，以全面確保用電安全性的提升。現(xiàn)階段市面上應用效果比較顯著的電涌保護器主要是PhoenixContact公司、ABB公司以及Schneider公司的產(chǎn)品，這類產(chǎn)品的主要特點是使用范圍比較廣泛，可以配備保護主配電系統(tǒng)、終端設備及分配電系統(tǒng)的微型模塊，提升安全性能。

3結語

通過對智能低壓電器技術的應用研究可以發(fā)現(xiàn)，其與傳統(tǒng)低壓電器相比具有更加顯著的優(yōu)勢，也是促進電網(wǎng)智能化發(fā)展過程中必然要經(jīng)歷的環(huán)節(jié)。對智能化低壓電器進一步加大研發(fā)力度，令其向更環(huán)保、更安全、更智能化的方向發(fā)展。

參考文獻:

［1］張培銘.智能低壓電器技術研究［J］．電器與能效管理技術，2019，(15):10－20.

［2］焦紅亮，白鵬飛.低壓控制與保護電器智能化技術研究［J］．建材與裝飾，2018，(031):242.

［3］陳培國，管瑞良，陳平.新一代智能化斷路器與物聯(lián)網(wǎng)技術的融合［J］．低壓電器，2018，(021):10－12.

作者：丁燕 單位：泰州機電高等職業(yè)技術學校