國外低壓電器主要制造商從20世紀中、后期相繼推出了新一代萬能式斷路器，為了跟蹤國外新產品、新技術發(fā)展步伐，滿足不同層次市場以及智能配電系統(tǒng)網絡化發(fā)展需要，從2002年開始，我國提出了發(fā)展新一代低壓電器的設想。

隨著低壓電器主要產品的新一代萬能式斷路器的逐步研發(fā)、生產和推廣，其優(yōu)勢、應用和發(fā)展現(xiàn)狀及未來走向成為業(yè)界關注的焦點。日前，記者采訪了低壓電器行業(yè)資深專家、中國電器工業(yè)協(xié)會通用低壓電器分會名譽理事長、上海電器科學研究所(集團)有限公司教授級高級工程師何瑞華，他娓娓道來，深入分析了新一代萬能式斷路器的特點、發(fā)展現(xiàn)狀及未來走向。

《低壓電器》在線：從2002年開始，上海電科所著手開展我國新一代萬能式斷路器產品的研究與開發(fā)。請問，在研究與開發(fā)前期，上海電科所做了哪些準備工作?

何瑞華：2004-2006年，我們花了2年時間做了前期的研究，真正的產品開發(fā)是從2006到2010年，2009年，我們基本完成了樣品試制。2年的前期研究，主要做了以下四個方面的工作：

第一，搜集國外新一代萬能式斷路器的背景資料，包括產品的性能、結構、特點，樣機、樣本，并對國外新一代產品進行測試;

第二，搜集并分析國外新一代萬能式斷路器產品的專利，重點分析專利主要保護點;

第三，對新一代產品“描肖像”，確定產品開發(fā)的目標和要求。我國第三代產品的性能和指標已經相當高了，能滿足配電系統(tǒng)的需求。而第四代產品必須是基于第三代產品的全方位的、明顯的突破;

第四，為了實現(xiàn)這個產品的目標和需求，擬定具體實施方案，并進行充分論證。

以上四個方面的工作完成以后，我們選定了國內兩家萬能式斷路器優(yōu)秀制造企業(yè)，天津百利、常熟開關廠共同研發(fā)、試制新一代萬能式斷路器，共花了4年時間，在原來充分調研的基礎上，利用現(xiàn)代設計技術和測試技術攻克了一系列技術關鍵，開展了模型、樣品試制，樣品測試結果達到了既定的目標和要求。

《低壓電器》在線：新一代萬能式斷路器產品有何特點?與國外新一代產品在功能及性能上相比，是否有差距?

何瑞華：新一代萬能式斷路器主要有如下幾大特點：1)大幅度提高短時耐受電流ICW，實現(xiàn)ICW = ICS = ICU。目前國外新一代產品這些指標都是相同的，我國新一代產品要達到國際先進水平，必須要提高ICW。

2)實現(xiàn)全電流范圍選擇性保護。原來的幾代產品都是局部選擇性保護，選擇性保護是有范圍的，當短路電流超過上級斷路器瞬動電流時，上級開關有可能會同時跳閘，甚至越級跳閘，但是新一代產品就消除了低壓配電系統(tǒng)越級跳閘或上下級同時跳閘，將短路故障限制在最小范圍，并大大縮短了配電系統(tǒng)實現(xiàn)選擇性保護的時間。

3)大幅度提高機、電壽命。目前國外的產品在壽命指標上都提得很高，有的產品壽命比前幾代產品要高50%，甚至一倍以上，而且這些產品都已進入中國市場，為了迎合市場需求，使我們的產品達到國際先進水平，我們在研發(fā)的過程中進一步提高了新一代產品的機電壽命，使新一代產品的壽命與國外產品處于同等水平或者更高。

4)智能化的功能更加完備、完善。除了具備系統(tǒng)故障保護功能、電量檢測、故障記錄、故障自診斷及基本的通信功能外。隨著發(fā)展智能電網的要求提高，對萬能式斷路器又提出了新的要求，比如電量檢測范圍進一步擴大，測量精度進一步提高，還提高了故障預警、壽命指示、電能管理等要求。

5)在提高產品性能的基礎上，進一步小型化。第三代產品有2000A、3200 A、6300 A三個框架等級，第四代產品將2000A提高到2500 A、3200A提高到4000 A，產品各項性能更加完善，同時要求2500A的外形尺寸Q第三代的2000 A;4000 A外型Q原來的3200 A;6300 A不增加外型尺寸，將容量增加到7000A、8000 A。

6)高可靠性、環(huán)保，生產和使用都要達到環(huán)保要求。在產品設計時就要考慮產品的可靠性，材料選用，制造工藝，生產使用，都能夠達到環(huán)保的要求。

《低壓電器》在線：新一代萬能式斷路器為了實現(xiàn)以上的特點和優(yōu)勢，采用了哪些關鍵技術?

何瑞華：新一代萬能式斷路器在新技術應用上有重大突破，主要表現(xiàn)在：1)大幅度提高ICW，主要是采用多回路并聯(lián)與電動力補償相結合(采用雙斷點觸頭系統(tǒng))并通過觸頭滅弧系統(tǒng)優(yōu)化設計，操作機構優(yōu)化設計，提高合閘力等措施。

2)實現(xiàn)全電流范圍全選擇性保護，ICW = ICS = ICU是必備條件之一，新一代產品采用了區(qū)域聯(lián)鎖模塊，它是全范圍選擇性保護的必備條件之二。其功能主要是兩個：一是確定短路故障位置;二是迅速閉鎖非故障區(qū)斷路器，確保上下級不同時跳閘，甚至越級跳閘。

3)大幅度提高機電壽命，涉及到結構的設計、分析，主要通過仿真技術。

4)進一步完善智能化，優(yōu)化操作機構設計功能，使新一代萬能式斷路器成為集保護、檢測、控制、管理為一體的“大管家”，在配電系統(tǒng)中的地位與作用進一步提升與加強。

《低壓電器》在線：您認為，新一代萬能式斷路器在當前生產、開發(fā)方面存在的問題有哪些?

何瑞華：目前新一代產品在性能和特點方面相較于前幾代產品有他獨特的優(yōu)勢，但是在實際生產方面存在的最大問題就是：我國第三代萬能式斷路器開發(fā)時采用聯(lián)合設計方式，并對產品主要部件包括觸頭滅弧系統(tǒng)、操作機構、智能脫扣器三大主要部件都安排了定點外協(xié)件企業(yè)生產。成果在全國迅速推廣，加上主要部件外協(xié)廠統(tǒng)一提供，所以迅速推廣，而新一代產品只有兩家參加研發(fā)、試制的企業(yè)，按照協(xié)商的成果不轉讓，也沒有外協(xié)件企業(yè)，模具工作量與投入相當大。在試制階段，零部件兩家互借，投入生產時需全新開制模具，工作量很大，這就無形之中影響了產品投產的進度。此外，雙斷點的設計方案，制造成本相比較單斷點要高。

《低壓電器》在線：萬能式斷路器在智能電網的發(fā)展中充當怎樣的角色? 智能電網以及新能源的發(fā)展對我國萬能式斷路器的智能化提出了哪些要求?

何瑞華：萬能式斷路器是低壓電器中功能最強大，在配電系統(tǒng)中地位最重要的電器，是配電系統(tǒng)的“大管家”?？梢哉f，萬能式斷路器產品發(fā)展的好壞及其水平一定程度上反映我們國家低壓電器的水平，反映了一個企業(yè)在低壓電器行業(yè)當中的地位和水平。無論從功能、技術難度，產品制造的要求，還是經濟效益等角度來說，萬能式斷路器都是低壓電器行業(yè)中最主要的電器。

隨著智能電網的發(fā)展，新一代產品開發(fā)必須帶有智能化、網絡化的功能，不僅能與各種現(xiàn)場總線系統(tǒng)無縫連接，還能直接與工業(yè)以太網連接。智能化功能應不斷擴大，并出現(xiàn)配電電器與控制電器相互交叉，即綜合智能化功能。

根據智能電網提出的安全、高效、低碳、兼容和互動等特征對萬能式斷路器又提出了一系列新的要求，并涉及一系列關鍵技術：

1)故障預警。故障預警與故障報警是完全不同的兩個概念。故障報警是故障已經發(fā)生，讓運行人員做出處理;故障預警是預測故障可能發(fā)生，但尚未形成真正故障;故障預警目的是防止故障發(fā)生，確保智能電網安全運行;

2)壽命指示技術;

3)電能管理，特別是電能最大容量預測和控制。

《低壓電器》在線：未來萬能式斷路器的發(fā)展走向將如何?

何瑞華：未來的萬能式斷路器除了具備第四代產品的特點和性能以為，還將不斷滿足新能源及智能電網的發(fā)展提出的新需求。當然，當前萬能式斷路器仍以單斷點為主，很多企業(yè)將會參照常熟開關廠CW3產品的性能和指標，在原有產品的基礎上做進一步的更新?lián)Q代。但是，隨著低壓電器的發(fā)展，以及產品結構和功能的進一步完善，具備雙斷點的萬能式斷路器將是未來萬能式斷路器的主要發(fā)展方向之一。

原標題:新一代萬能式斷路器的特點及發(fā)展動向