控制與保護開關電器的發展

楊貴珍（甘肅省小隴山人造板有限公司，甘肅天水　741020）

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控制與保護開關電器的發展

楊貴珍
（甘肅省小隴山人造板有限公司，甘肅天水741020）

摘要：控制與保護開關電器是斷路器、接觸器、熱繼電器、熔斷器等低壓電器的最佳替代產品。文章主要介紹了控制與保護開關電器的構成、工作原理及技術特點，CPS的發展趨勢及一些產品介紹。

關鍵詞：控制與保護開關電器；構成；發展趨勢

控制與保護開關是斷路器、接觸器、熱繼電器、熔斷器等低壓電器的最佳替代產品。控制與保護開關電器是低壓電器中的新型產品，是我國20世紀90年代最新研發的填補國內空白的第一代大類，作為新的大類產品，其產品類別代號為“CPS”。CPS的出現有效解決了不同類低壓元器件復雜的銜接、協調的問題。

1　CPS的構成、工作原理及技術特點

1.1 CPS的構成

CPS按構成原件的作用來劃分，可以分為動力模塊（含隔離器、短路保護的主電路接觸組和電磁傳動機構）、操作機構（就地操作）、控制器（含報警、脫扣、控制）、輔助觸頭、擴展功能模塊與附件等。

1.2 CPS的工作原理

CPS是負載與電源之間的一種設備。其一般是由幾個標準模塊組成，例如有主體面板、操作機構、電磁傳動機構、主電路接觸組、保護模塊、輔助觸頭及替他功能模塊等等。筆者繪制了CPS的工作原理圖如圖1所示。

圖1　CPS的工作原理示意圖

1.3 CPS的技術特點

我國的CPS的發展較歐美國家晚，歐美國家在20世紀80年代開始研究和制造CPS的相關產品，我國是在20世紀90年代開始研究和制造CPS的。隨著科學技術的不斷發展、電腦技術的逐步完善以及網絡通信技術的不斷成熟，CPS產品的需要也在不斷的變化著，以滿足市場的進一步的需要。改進后的CPS較之前的CPS產品的優點在于不只滿足控制與保護開關電器的作用，而是可以添加更多的附加模塊的新型CPS產品。這樣的話，使用者可以根據自己的需求而進行個性化的設置，從而實現更佳的智能化和操作性。文章總結CPS的特征如下：

（1）穩定的長時間工作能力。由于CPS強大的自我檢測能力，它可以檢測線路中是否存在著短路現象。由于CPS的這種特征，使得短路現象對電器造成的危害降低到了最低程度。并且在短路電流發生后，CPS可以在不需要做任何修復或者調整的狀況下可以隨時投入工作。

（2）使用壽命更長。控制與保護開關的電壽命基本都在百萬次以上，機械壽命也很長，在千萬次左右。這樣長時間的機械壽命和電壽命使得控制與保護開關的使用更為廣泛和優勢明顯。

（3）單獨的配件或者零件很少。由于控制與保護開關從電源到終端之間的連接點較少，連接點少就意味著出現故障的概率較低，同時意味著節約了連接點的材料。

2　CPS的發展趨勢

CPS從出現到如今已經走過了30多年的發展，在這三十多年中，CPS從無到有，從粗到精。電子計算機的發展以及網絡通信技術的發展，更是使得CPS的發展的特點明顯。我國是一個人口大國，雖然是一個經濟大國，卻談不上是一個經濟強國。在我國這樣的國家中，諸如機械制造業和加工業這樣的基礎性行業，在我國的經濟增長點和總量中都占有不可忽視的作用。我國的CPS技術的開展較晚，這也是由于我國建國初期經濟底子薄，沒有工業基礎的緣故。盡管20世紀90年代開始開展了CPS技術的研究，但受限于當時我國科技工作者的見識和水平，CPS技術的研究舉步維艱，幾乎沒有什么實質性進展。以下是筆者總結出的CPS發展的趨勢。

（1）CPS產品小型化的趨勢。隨著科技水平的發展，控制與保護開關產品也在不斷的發展著，尤其是隨著CPS制作材料的不斷改進，CPS的體積在不斷的變少，產品的總體趨勢就是小型化。

（2）CPS產品功能多樣化的趨勢。可廣泛用于低壓智能電控系統中，其控制與保護特性協調配合，集成了接觸器、斷路器、電動機保護器、隔離器等多種傳統分離器件的功能，保護功能和附件齊全，既能夠適用于配電場合，也可用于電氣和電動機的控制場合。

（3）CPS產品節能的趨勢。節能是我國當代社會提出的一項重要的工業生產指標。在這樣的大形勢下，CPS產品的節能性也是十分重要的。新一代CPS產品的節能性更強、電耗更小。

（4）CPS產品的可靠性的趨勢。隨著科學技術的不斷發展、電腦技術的逐步完善以及網絡通信技術的不斷成熟，CPS產品的需要也在不斷地變化，以滿足市場的進一步需要。由于CPS的強大的自我檢測能力，它可以檢測線路中是否存在著短路現象。由于CPS的這種特征，使得短路現象對電器造成的危害降低到了最低程度。并且在短路電流發生后，CPS可以在不需要做任何修復或者調整的狀況下可以隨時投入工作。

3　CPS的一些產品介紹

人類剛一進入21世紀，施耐德便推出了TESYSU系列的控制與保護開關電器，與此同時還申請了整體布局、互感器和電磁鐵等一系列的專利。這個控制與保護開關電器和20世紀80年代所推出的第一代控制與保護開關電器產品相比較，在技術上有著絕對的創新優勢。而且其保護功能也從電磁保護發展到了電子智能保護方面，整體布局相對來說較為合理，在很大程度上將產品的體積縮小了，而且還能夠保證具有十分齊全的附件，這種控制與保護開關電器適合在更多的場合加以運用。這種系列的32A產品主要采用了模塊化的結構，不同功能的模塊能夠進行選擇也可以相互替換，相對來說，更加適用于15kW以下電動機的控制和保護。而對于15kW以上的使用情況，可以使用斷路器和接觸器加智能控制器的組合形式，而該系列的控制與保護開關電器當中也對此列出了詳細的組合方式的參數選用表。

我國蘇州的萬龍集團的YSK2電動機控制與保護開關（簡稱YSK2）適用于交流50Hz（60Hz）、額定電壓至690V、額定電流自0.15A至100A的電動機系統中的接通、承載、分斷非正常條件下得電流，如短路電流，包括三相或單相交流電動機負載。YSK2產品采用多CPU組件平臺的模塊化結構，集成了隔離器、斷路器（熔斷器）、接觸器（可逆接觸器）、熱繼電器（智能型電動機控制器）、互感器、漏電保護器、變送器等分立元件的功能。相比于傳統典型方案，YSK2產品是電動機系統應用的最優解決方案，可實現電動機回路的保護、控制、測量、通訊一體化，除手柄、按鈕等人工控制外，同時滿足PLC、多現場總線等多種方式自動控制要求。“一攬子”快速解決各種電動機回路應用的綜合需求。產品電機過載電流YSK2L/ YSK2H采用精準分檔的拔盤設置，YSK2M通過液晶+按鍵設置，其它參數通過測量操作組件設置。所有定值設置操作直觀方便，并通過LED直觀指示開關和電動機運行工況，定值參數設置好后可通過透明防護蓋鉛封防誤。

Development of the Control and Protection switch Electrical Appliances

YANG Gui-zhen
（Xiaolongshan Man-made Board co.，LTD.，Tianshui，Gansu 741020，China）

Abstract:Control and protective switching device is the best alternative product for circuit breaker，contactor，thermal relays，fuses and other low-voltage electrical appliances.This paper mainly introduces the composition，working principle and technical characteristics of control and protective switching equipment，and the development trend of the CPS and some other products.

Key words:control and protection switch electrical appliances；constitution；development trend

中圖分類號：TM59

文獻標識碼：A

文章編號：2095-980X（2016）05-0033-02

收稿日期：2016-04-17

作者簡介：楊貴珍（1979-），男，甘肅榆中人，主要研究方向：人造板行業自動化控制。