控制与保护开关电器的发展

杨贵珍（甘肃省小陇山人造板有限公司，甘肃天水　741020）



控制与保护开关电器的发展

杨贵珍
（甘肃省小陇山人造板有限公司，甘肃天水741020）

摘要：控制与保护开关电器是断路器、接触器、热继电器、熔断器等低压电器的最佳替代产品。文章主要介绍了控制与保护开关电器的构成、工作原理及技术特点，CPS的发展趋势及一些产品介绍。

关键词：控制与保护开关电器；构成；发展趋势

控制与保护开关是断路器、接触器、热继电器、熔断器等低压电器的最佳替代产品。控制与保护开关电器是低压电器中的新型产品，是我国20世纪90年代最新研发的填补国内空白的第一代大类，作为新的大类产品，其产品类别代号为“CPS”。CPS的出现有效解决了不同类低压元器件复杂的衔接、协调的问题。

1　CPS的构成、工作原理及技术特点

1.1 CPS的构成

CPS按构成原件的作用来划分，可以分为动力模块（含隔离器、短路保护的主电路接触组和电磁传动机构）、操作机构（就地操作）、控制器（含报警、脱扣、控制）、辅助触头、扩展功能模块与附件等。

1.2 CPS的工作原理

CPS是负载与电源之间的一种设备。其一般是由几个标准模块组成，例如有主体面板、操作机构、电磁传动机构、主电路接触组、保护模块、辅助触头及替他功能模块等等。笔者绘制了CPS的工作原理图如图1所示。

图1　CPS的工作原理示意图

1.3 CPS的技术特点

我国的CPS的发展较欧美国家晚，欧美国家在20世纪80年代开始研究和制造CPS的相关产品，我国是在20世纪90年代开始研究和制造CPS的。随着科学技术的不断发展、电脑技术的逐步完善以及网络通信技术的不断成熟，CPS产品的需要也在不断的变化着，以满足市场的进一步的需要。改进后的CPS较之前的CPS产品的优点在于不只满足控制与保护开关电器的作用，而是可以添加更多的附加模块的新型CPS产品。这样的话，使用者可以根据自己的需求而进行个性化的设置，从而实现更佳的智能化和操作性。文章总结CPS的特征如下：

（1）稳定的长时间工作能力。由于CPS强大的自我检测能力，它可以检测线路中是否存在着短路现象。由于CPS的这种特征，使得短路现象对电器造成的危害降低到了最低程度。并且在短路电流发生后，CPS可以在不需要做任何修复或者调整的状况下可以随时投入工作。

（2）使用寿命更长。控制与保护开关的电寿命基本都在百万次以上，机械寿命也很长，在千万次左右。这样长时间的机械寿命和电寿命使得控制与保护开关的使用更为广泛和优势明显。

（3）单独的配件或者零件很少。由于控制与保护开关从电源到终端之间的连接点较少，连接点少就意味着出现故障的概率较低，同时意味着节约了连接点的材料。

2　CPS的发展趋势

CPS从出现到如今已经走过了30多年的发展，在这三十多年中，CPS从无到有，从粗到精。电子计算机的发展以及网络通信技术的发展，更是使得CPS的发展的特点明显。我国是一个人口大国，虽然是一个经济大国，却谈不上是一个经济强国。在我国这样的国家中，诸如机械制造业和加工业这样的基础性行业，在我国的经济增长点和总量中都占有不可忽视的作用。我国的CPS技术的开展较晚，这也是由于我国建国初期经济底子薄，没有工业基础的缘故。尽管20世纪90年代开始开展了CPS技术的研究，但受限于当时我国科技工作者的见识和水平，CPS技术的研究举步维艰，几乎没有什么实质性进展。以下是笔者总结出的CPS发展的趋势。

（1）CPS产品小型化的趋势。随着科技水平的发展，控制与保护开关产品也在不断的发展着，尤其是随着CPS制作材料的不断改进，CPS的体积在不断的变少，产品的总体趋势就是小型化。

（2）CPS产品功能多样化的趋势。可广泛用于低压智能电控系统中，其控制与保护特性协调配合，集成了接触器、断路器、电动机保护器、隔离器等多种传统分离器件的功能，保护功能和附件齐全，既能够适用于配电场合，也可用于电气和电动机的控制场合。

（3）CPS产品节能的趋势。节能是我国当代社会提出的一项重要的工业生产指标。在这样的大形势下，CPS产品的节能性也是十分重要的。新一代CPS产品的节能性更强、电耗更小。

（4）CPS产品的可靠性的趋势。随着科学技术的不断发展、电脑技术的逐步完善以及网络通信技术的不断成熟，CPS产品的需要也在不断地变化，以满足市场的进一步需要。由于CPS的强大的自我检测能力，它可以检测线路中是否存在着短路现象。由于CPS的这种特征，使得短路现象对电器造成的危害降低到了最低程度。并且在短路电流发生后，CPS可以在不需要做任何修复或者调整的状况下可以随时投入工作。

3　CPS的一些产品介绍

人类刚一进入21世纪，施耐德便推出了TESYSU系列的控制与保护开关电器，与此同时还申请了整体布局、互感器和电磁铁等一系列的专利。这个控制与保护开关电器和20世纪80年代所推出的第一代控制与保护开关电器产品相比较，在技术上有着绝对的创新优势。而且其保护功能也从电磁保护发展到了电子智能保护方面，整体布局相对来说较为合理，在很大程度上将产品的体积缩小了，而且还能够保证具有十分齐全的附件，这种控制与保护开关电器适合在更多的场合加以运用。这种系列的32A产品主要采用了模块化的结构，不同功能的模块能够进行选择也可以相互替换，相对来说，更加适用于15kW以下电动机的控制和保护。而对于15kW以上的使用情况，可以使用断路器和接触器加智能控制器的组合形式，而该系列的控制与保护开关电器当中也对此列出了详细的组合方式的参数选用表。

我国苏州的万龙集团的YSK2电动机控制与保护开关（简称YSK2）适用于交流50Hz（60Hz）、额定电压至690V、额定电流自0.15A至100A的电动机系统中的接通、承载、分断非正常条件下得电流，如短路电流，包括三相或单相交流电动机负载。YSK2产品采用多CPU组件平台的模块化结构，集成了隔离器、断路器（熔断器）、接触器（可逆接触器）、热继电器（智能型电动机控制器）、互感器、漏电保护器、变送器等分立元件的功能。相比于传统典型方案，YSK2产品是电动机系统应用的最优解决方案，可实现电动机回路的保护、控制、测量、通讯一体化，除手柄、按钮等人工控制外，同时满足PLC、多现场总线等多种方式自动控制要求。“一揽子”快速解决各种电动机回路应用的综合需求。产品电机过载电流YSK2L/ YSK2H采用精准分档的拔盘设置，YSK2M通过液晶+按键设置，其它参数通过测量操作组件设置。所有定值设置操作直观方便，并通过LED直观指示开关和电动机运行工况，定值参数设置好后可通过透明防护盖铅封防误。

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

中图分类号：TM59

文献标识码：A

文章编号：2095-980X（2016）05-0033-02

收稿日期：2016-04-17

作者简介：杨贵珍（1979-），男，甘肃榆中人，主要研究方向：人造板行业自动化控制。