低压电器在我们的身边随处可见,其应用领域非常广泛:从电力、工业控制、通信、商业和民用建筑等等,几乎所有的各行各业,都离不开它。低压电器是低压电气系统可靠运行的基础、是安全用电的重要保证。但你了解低压电器的历史么?
中华人民共和国走过的70多年,也是我国低压电器产业披荆斩棘的70多年,老三线的电气工人们,以振兴民族低压电器产业为己任,用精益求精的工匠精神,推动了我国低压电器产业从无到有,从弱到强。数十年间,不断发展壮大,现已成为有着 2000 多家生产企业,年产值超过 700 亿元的产业。
国内民族品牌,TYT长九的三代低压电器产品
作为我国低压电器产业形成阶段的民族品牌之一,“TYT长九”50年的风雨历程,亦是我国电气工业发展的缩影。“TYT长九”品牌的历史可以追溯到1969年,其产品以可靠性和持续创新闻名,是中国十大断路器品牌之一。其始终专注于配电系统,主要产品为万能式断路器、塑料外壳式断路器、微型断路器等30多个系列1000多个规格的产品。
从仿制苏联生产出的第一代低压电器产品到自主研发引入智能化技术的第三代低压电器产品,“TYT长九”始终坚持以优质的产品赋能人民美好生活,助力国家发展建设。参与了众多国家重点项目,与祖国共同成长。
第一代低压电器产品:源于 20 世纪 60-70 年代,国内企业仿苏联产品制出,特点是尺寸大,规格少。“TYT长九”在推出了当时国内最大电流等级的万能式空气开关之后,又开发出“DWX系列限流开关”,填补了国内该技术领域的空白,广泛地应用于煤矿业。
第二代低压电器产品:源于 1978-1990 年,产品性能提高,体积缩小,基本可以适应成套装臵的需求。1982年,“TYT长九”从德国AEG公司引入ME、MY开关核心技术,开发出ME630A-1600A自动空气开关,是国内80~90年代的主流空气开关,开创了引进国际技术的先河。
第三代低压电器产品源:于 1990年后,性能已经达到优良水平,继续小型化,并且引入电磁技术和芯片技术,开始具备智能化。1997年,“TYT长九”推出MA40智能型万能断路器,打破了国际品牌对高端技术垄断的格局。随后20余年间,TYT不断推陈出新,并积极布局研发第四代低压电器技术,产品广泛应用于国家重点工程项目,见证和助力我国现代化建设。
放眼国外,最早的低压电器是什么样的?
自从1831年法拉第发明了电之后,低压电器伴随着电的使用而随之诞生,走进了我们的工作和生活中,最早出现的是简单的拉线开关(或单极刀开关)和熔断器。这种开关是通过一根拉线、一个弹簧和两个铜片接通和分开电路;或采用手动操作通过铜片像闸刀一样接通/断开电路(俗称:闸刀开关)。这类开关电器没有过载和短路保护能力,要和熔断器(俗称:保险丝)一起使用;也没有电弧分断能力,只能用于正常电路分合闸或较小电流的地方,电流稍大时操作就会产生强烈的电弧火花从而将自身烧毁。两种开关电器外形如下图所示。
直到十九世纪末出现了三相交流系统和三相电动机,随之出现控制用的三相刀开关。当时由于电动机和其它电器容量都很小,电路的接通和分段使用刀开关和熔断器还是比较容易控制。
但是到了二十世纪初,随着工业机器化和人们生活水平的需求提高,三相交流系统有了很大的发展,系统容量不断增大,接通、分断的电流急剧上升,短路电流更是经常带来非常大的危害,人们开始研究适合低压配电与控制系统大电流场合的低压断路器产品。而刀开关作为最早的低压电器至今还在使用,主要用来隔离电源或手动接通与断开交直流电路,也可用于小电流的不频繁的接通与分断,如小型电动机、电炉等。
据资料追溯,最早期断路器诞生于1885年前后,当时就是在一般刀开关基础上加装过电流脱扣的保护装置而成。这种断路器只能够满足非自动闭合和断开,当过载电流通过时可自动断开。而且由于结构上的限制,其额定电流和分断能力都很低。
空气断路器的真正出现是在1892年左右,研究人员发明了刷形触头,不再使用刀开关的锲形触头那样的基本结构,又经过几年的进一步研究,大约在1905年研发出了具有自由脱扣装置的空气断路器雏形。从而形成了一种自成体系的独立大类的产品,较好的实现了快速的脱扣分离,并解决了操作人员的安全问题。这种早期的断路器虽然能够自动闭合和断开,实现对过载电流的保护。但无法熄灭分断短路电流时出现的电弧,因此额定电流和分断能力也很低,并且不能对大电流的短路故障实现保护。
电弧是触头断开电路时产生的刺眼的拉弧现象,短时间内会产生高温将烧损触头及绝缘,严重情况下甚至引起相间短路、电器爆炸,从而酿成火灾、危及人员及设备的安全。低压电器中的灭弧技术取得研究突破和成功应用在低压电器产品上的时间大约在二十世纪三十年代前后,当时发明的技术主要为灭弧罩和油浸灭弧两种方式。
从结构上来讲,早期的低压电器大都采用平面型设计,如断路器、接触器、熔断器等都采取大平板基体结构,操作结构也以开启式和旋转式为主,以陶瓷和石棉水泥板作为电气绝缘的主要材料是当时最为流行的设计方式,包括承载底板、外壳防护、中间隔板以及灭弧室等基本上均采用陶瓷或石棉水泥压制而成,造成整个产品的结构笨重,体积庞大。
从材料方面来讲,各类低压电器产品基本上都是由金属(触头导电)材料和电工绝缘材料构成,可以说正是绝缘材料和触头材料的不断发展和突破才引领了低压电器产品不断向前发展。
低压电器发展未来,主要取决于时代的发展需要和新工艺、新材料、新技术的研究与应用。20世纪70、80年代研发的新型电器主要是限流电器、真空电器、漏电电器和电子电器。从80年代后期开始,对传统新一代低压电器产品普遍提出了高性能、高可靠、小型化、多功能、组合化、模块化、电子化、智能化的要求。
随着计算机技术、通信技术、人工智能、边缘计算、物联网、云计算、大数据和信息物理系统的不断发展与应用,未来的智能化电器将发展成为可互联的物联网电器。未来的智能化电器不仅是可通信的智能电器,还是数字化、网络化的物联网电器,具有功能软件化、通信IP化、扁平化、无线化、灵活组网和即插即用等特征,
2019年6月6日,我国正式进入5G商用元年,5G通信技术为工业互联网发展、产业数字化、网络化、智能化的发展奠定了重要基础。5G工业互联网可以实现从研发、设计、生产到销售、管理、服务等全要素的泛在互联,是连接生产系统和产品各要素的信息网络。智能化低压电器将在5G工业互联网中起到连接器和执行器的作用,是一个可通信、可互联、无线化的物联网智能电器。
另外,未来的低压电器,在提高智能化的同时,将不断提高小型化、高分断、高可靠性、模块化、组合化、多功能、绿色节能等综合技术、经济性能指标,作为电气(工)从业的每个人员,均可在未来信息化、智能化的发展过程中,为我国的低压电器技术的不断发展和应用,做出自己的努力和贡献。
文章来源: TYT泰永长征,资深电工老吴,电气新视界
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来源:贤集网
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