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2、低压电器的新技术具有重要意义。 1、智能电器、可通讯电器与信息电器 微处理机和计算机技术引进低压电器，一方面使低压电器具有智能化的功能，另一方面使低压开关电器，包括智能化断路器和智能化电动机掌握器实现与中心掌握计算机双向通讯。进入20世纪90年月，随着计算机信息网络的进展，低压配电系统和电动机掌握中心已统一形成了智能化监控、爱护与信息网络系统。 智能化低压断路器与电动机掌握器是低压开关柜和电动机掌握中心实现智能化的主要电器元件。微处理器引入低压断路器，首先使断路器的爱护功能大大增加。诸如：它的三断爱护特性中的短延时可设置成I2t特性，以便与后一级爱护更好地匹配;接地爱护可实现选择性，对断续的电
3、弧接地故障可带记忆功能。 工业用电的电网络中用法大量的软起动器、电力电子调速装置和不间断电源等，这些装置都会使配电系统产生高次谐波，而模拟式电子脱扣器一般反映故障电流的峰值，因而电源的高次谐波会造成断路器的误动作。带微处理的智能化断路器反映负载电流真实的有效值(RMS值)，它的采样和保持电路能消退输入信号中的高次谐波，因而能避开高次谐波造成的误动作，它的中心处理单元能保证断路器的正确动作。 与传统的双金属热继电器相比，智能化过载继电器有一系列的优点。它能爱护多种起动条件的电动机，具有很高的动作牢靠性。它不但可爱护电动机过载与断相，并可爱护接地、三相不平衡、反相或低电流等。由智能化电动机爱护继电
4、器进一步开发的智能电动机掌握器，兼有监控、爱护和通讯的功能，它的爱护功能也较智能化电动机爱护继电器进一步增加。 由新型低压电器元件与中心掌握计算机组成的网络系统与传统的低压配电系统与电动机掌握中心相比有以下优点： 1)实现中心计算机集中掌握，提高了低压配电系统自动化程度。低压开关设备与中心掌握计算机的数据信息双向传输是指：一方面智能化断路器或其它开关设备向中心掌握计算机传送线路和爱护对象的运行参数，爱护整定值和故障信息;另一方面中心掌握计算机向智能化断路器或其它开关设备发出操作指令，转变和调整爱护整定值。 2)使低压配电、掌握系统的调度和维护达到新的水平。通过信息传输，中心掌握计算机能存储线路
5、和被爱护设备过去的运行参数及前10次甚至前50次故障状况。这些信息加上计算机强大的综合计算力量，有助于操事先猜测故障的产生和作出相应的决策，使线路和设备的停机修理时间大大削减;信息传输也提高了对配电系统的电能调度力量，能保证在用电高峰阶段，对重要用户平安牢靠地供电;信息传输可实现区域间连锁爱护，使前后级智能化断路器的选择.护获得合理的匹配。 3)由于采纳数字化的新型监控元件，使开关柜平面上供应信息大幅度增加。通过液晶显示板可测量并显示相和线的电流、电压、功率因数、功率等各种参数，也能显示被爱护对象和线路过去的运行参数和故障状况，它还可以以图形方式显示被整定的断路器爱护特性。 4)监控元件和传统
6、的指示和指令电器相比较，接线简洁、便于安装，提高了工作的牢靠性。 5)可以实现数据共享，削减信息重复和信息通道。 网络通讯的进展，日益要求用户和设备之间的开放性和兼容性，因而制定一个统一的通讯协议是急待解决的一个关键问题。由智能化电器与中心计算机通过接口构成的自动化通讯网络正从集中式掌握向分布式掌握进展。现场总线技术的出现，不但为构造分布式计算机掌握系统供应条件，并且它即插即用，扩充性好，维护便利，因而这种技术成为国内外关注的焦点。 低压电器的一个重要功能是通断力量，智能电器进展的另一途径是通过微处理器的智能掌握来提高电器的通断性能。 智能化电器的进展，使电磁兼容性EMC变成越来越重要的问题。
7、EMC要求包括两种含义，一方面要求低压电器在用法场合工作时，不受外界电磁干扰而引起误动作，而另一方面要求电器的操作产生的电磁场不干扰四周的电子设备。国外对智能化电器和机电一起化产品的EMC问题特别重视，由于电磁干扰会引起这类系统失灵而误动作，会造成巨大的经济损失。智能化电器和其爱护、监护系统把敏感的数字电器元件处于强电流及高电压电磁场中，使这些设备的电磁抗干扰力量在设备设计和运行中已成为不行忽视的因素，因而在国外智能化电器和其系统在设计初始阶段即制定严格的电磁兼容掌握与管理方案，该方案主要包括产品或系统EMC分析，制定EMC设计技术指标、设计方案、标准、实施方案与测试方法等，并把这一方案作为产
8、品或系统设计的重要一环。EMC分析和设计是为了达到EMC技术要求的关键工作，包括分析电子线路的辐射程度及抗干扰力量以及系统集成的电磁兼容性能，EMC设计包括电磁屏蔽，接地，导线间距的确定，以及考虑印刷电路板布线之间的电磁耦合等，随着高频电磁场数值分析和计算机硬年的进展，采纳现代仿真技术取代传统的测试方法和阅历分析方法，已在EMC分析中起越来越大的作用。 2、仿真技术与虚拟电器 国内工厂和设计院所纷纷引进如UGH、Pro/E等三维计算机帮助设计软件，这类软件能实现在三维空间内零部件和实体造型、装配和自动生成工程图纸，并且根据设计的零部件自动进行模具设计和生成数控编码。这些软件使国内低压电器设计工
9、作上了一个新的台阶，但进一步要使产品设计满意原始技术条件的要求，达到预定的电气和机械性能，则需要采纳仿真技术。 进行一个低压电器产品的设计，当依据给定的技术条件，确定了产品初步设计方案和尺寸后，必需进行工程分析或样机试验，来验证设计方案是否附合原订技术要求。长期以来人们用传统的工程计算方法进行特性分析，精度很差，特殊是作为低压开关电器的主要特性，即开断特性无法计算，因而人们不得不依靠样机制造和试验验证来检验设计方案的可行性，这样做法要花费大量人力和物力，并使得产品开发周期拉长，影响新产品的市场竞争力。 为了解决上述问题，计算机摸拟和仿真技术得到快速进展，依靠这种新技术，人们可以在样机制作以前就
10、能精确把握设计产品的性能，削减了重复样机制作和试验费用，加快了产品开发周期，并提高了产品性能，这是当前低压电器产品开发手段现代化的重要内容。 低压电器的基本特性包括开断力量、温升、零部件的强度、电动稳定和热稳定、绝缘性能及其它电气性能等。这就需要对设计对象的电磁场、应力场、磁场等物理场域进行仿真和分析。计算机仿照和仿真技术的进展和商品有限元分析软件性能的不断提高为这种新技术在低压电器的应用制造了条件。70-80年月的有限元分析软件，前后处理工作非常繁锁，例如进行一台大型变压器的电场分析、输入各零部件的三维尺寸等原始数据，一般是几天甚至几个星期的艰苦劳动。进入90年月商品化的有限元分析软件都和可
11、视化技术结合起来，用特征造型方式输入三维图形代替每锁的数据输入，使输入工作非常简便而直观，并且后处理部分使输出的数据或三维图形，便利地进行观看和分析。与此同时，随着解决复杂工程问题的需要，这种仿真和分析软件更扩展到流体动力学、机械振动和机构动力学等方面。市场上已能供应各种精确的计算机仿真与分析软件，这类软件分成二种类型，一种是通用软件，另一种是专用软件，这种软件都包括应力，温度场、电磁场和流场等分析模块，可以进行单种场域分析，也可进行综合场分析，例如计算熔断器的爱护特性，首先要计算熔片中电流场的分布，然后是热特性的计算，这是电流场和瞬态热场计算的综合，专用软件是指用于特地的场合。国外闻名公司更
12、是把特性的计算机仿真和分析看作是产品开发手段现代化的一个重要措施。 通过计算机仿真可获得产品设计的可行性方案，即保证设计方案满意所制定技术条件的要求，但尚不是经济技术指标最佳的方案，为了达到经济技术指标的最佳，这就需要把仿真技术和最优化方法结合起来。 计算机图形技术的进展，一种新的三维机交互式图形技术，即虚拟现实(Virtualreality)技术的出现，给计算机仿真技术的进展，开拓了新的天地，虚拟现实与传统的交互式三维图形技术不同，后者操是在计算机外的现实世界操作计算机的图形，而前者则可让操进入计算机里的虚拟世界亲临其境地进行操作，把这种技术和计算机仿真相结合就可以在计算机内设计产品，这种产
13、品称为虚拟产品，设计者可以在虚拟环境中对产品进行仿真和优化，这是计算机仿真技术的进展方向。长期以来，我国低压电器产品往往是把各讨论所和工厂有关技术人员集中在一处，进行联合设计，这种方式使大多数设计人员脱离本厂的环境而造成诸多不便。90年月以来出现的计算机协同设计CSCD(ComputerSupportedCooperativeDesign)技术，可供应远程异地协同设计的环境，它是基于Internet而实现的一种群体设计的新概念，国外的计算机帮助设计软件如PRO/E和Internet等已新增了这方面的功能。依靠这种技术，人们可以在不同地点通过Internet共同争论设计方案，绘制和修改设计图纸。
14、 3、环保电器 随着工农业的进展，环境爱护问题日趋严峻，这对大量用法的低压电器提出新的要求。低压电器中几近80%的材料是塑料，因而对这些材料来说，一方面要保证长的寿命和电器本身的工作牢靠性，还应考虑环保要求，即无污染，并且可以回收。不含CFC或卤素的阻燃的塑料已得到推广和应用。 长期以来由于AgCdO有较好的耐电弧侵蚀力量，因而在低压电器、特殊是作为掌握电器的触头材料得到广泛应用。但由于AgCdO材料有毒，从环保要求动身，以AgSnO2代替AgCdO材料已经得到推广。但AgSnO2的触头温升过高，始终是一个关键技术问题。国际上一些触头材料生产厂都在讨论如何通过加入添加剂来阻挡触头表面SnO2膜
15、的生成来降低触头温升。 采纳真空技术与电力电子技术是解决环保电器的重要途径。真空技术在中压开关领域已具统治地位，在低压开关领域近几年也有很大的进展。真空中不存在气体，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，因而真空开关是不需要维护的。从环保的角度来看，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，因而它可以工作在苛刻的不利的工作环境下。在低压电器领域中，尽管它的价格比一般空气中灭弧的开关电器的价格要高，但它的优良性能和环保作用已越来越引起人们的关注。原先真空接触器一般用于特别环境下，由于真空技术的进展、真空技术的应用已推广至通用的接触器。国内讨论单位和工厂也正主动开发这种产品，主要目标是提高其额定电流和开断力量。 由于电力电子技术的进展，新型电子器件如GTO，GTR及IGBT等第三代大功率半导体开关器件的出现，固态无触点开关也得到很大的进展。与机械式开关相比较，它是一种无电弧开关，因而它有很长的寿命，并且不需要维护，从环保角度来看，一方面由于没有电弧，不会由于电弧引起触头材料和塑料气化而污染环境，另一方面也不会由于环境污染而使触头上产生氧化膜而影响接触牢靠性。由于没有触头，机械式开关因电弧的作用使触头发热现象也不存在，这样无触点
