控制与保护开关电器研究

王祥辉  郭绍军   钟振

摘要：控制与保护开关电器不仅能够对多种功能进行有效地集成，减少不必要的投入，还能够更好的提升稳定性与可靠性，也充分降低事故发生的概率。本文简要阐述控制与保护开关电器如何达到安全性能良好、运行状态稳定、调试使用简单的特点和如何在工业、民用、基础设施等领域予以有效地运用，以及在未来发展过程中是如何实现结构与功能、技术与寿命、可靠性与维护方面的变化趋势，以供参考。

关键词：控制与保护开关电器；功能特点；发展趋势

引言：传统分离式的元器件设置虽然能够将功能予以有效地划分，但是该方式也会不断的提升运行成本，而且故障率比较高，设备间的影响较大。控制与保护开关电器的出现能够有效地解决上述问题，减少不必要的运行与维护成本，也实现将故障的发生率降到最低的程度，如今已经成为许多行业不可缺少的部分。

一、控制与保护开关电器的特点

（一）安全性能良好

传统的元器件多数采用分离的方式进行设置，这种方式虽然能够将功能予以有效地划分，但是长期投入使用后，相关费用会不断增加，同时各行各业在经济性方面的要求越来越高，这种分离式方法的劣势被不断的凸显出来。控制与保护开关电器能够与经济性的要求完美地结合，将原本较高的成本进行充分优化，极大地减少了不必要的投入^[1]。例如控制与保护开关电器能够将熔断器、接触器、隔离器等设备的主要功能进行集成，有效地降低在设备和部件方面的投入，也能够更好的提升安全性，消除未知的安全隐患。

（二）运行状态稳定

若电路中的控制设备存在不稳定的情况，极易出现影响电流传输的情况。传统的控制设备在连接方面需要利用螺母、线缆等，由于连接部件与连接点较多，运行时极易产生热量，从而影响设备稳定性，而且内部的结构设置也无法对电路中的电流现象或故障予以有效地处理。比如传统的熔断器进行灭弧和分断电流时，多数采用单独的动、静触头和灭弧罩，进行处理时是无法继续保持工作状态的。相比之下，控制与保护开关电器采用双动、静触头的触桥以及双灭弧系统，在进行灭弧与分断时不会产生其他的影响，可以持续工作，或者存在短路等情况时，无需进行处理，依然可以保持工作状态。

（三）调试与使用简单

从结构上来开，传统的部件分离方式在调试与使用时比较麻烦，熔断器、接触器、过载继电器等极易出现选择不合理的情况，而且不同的设备与部件间连接点较多，给调试与使用环节增加了许多的不便。控制与保护开关电器在结构上没有过多的设置，也不需要过多的连接点，设备在进行安装时，无论是横向、垂直等方式都不会对使用产生影响，还有许多配套附件能够提供便利和安全防护，让控制与保护开关电器使用起来更加方便，即便长时间工作也不会产生安全问题。

二、控制与保护开关电器应用领域

（一）工业领域

由于先进科技在各行各业中得到广泛运用，控制与保护开关电器也能够在煤矿、钢铁、冶金等工业领域得以有效地运用。因为工业生产制造需要大面积且长时间的运作，设备会随着运作的时间过长而提升风险系数，因此，通过控制与保护开关电器的运用来提升安全性已经成为必然趋势。控制与保护开关电器在工业中的运用较多，其中最常见的是配电系统、电动机控制中心等。其中配电系统中运用控制与保护开关电器能够将工业生产过程中出现的峰值与谷值差异问题予以有效地调整，从而达到对用电量的控制，减少电力资源的浪费，同时也能够消除恶性负载问题，并迅速切断负载电源，降低工业在大量用电过程中出现的突发问题，保证配电中心和电力系统能够处于稳定的状态，也减少了工业生产用电负荷给其他方面带来的影响。

2. 民用领域

民用领域多为日常的生活用电，电量负荷方面也相对较小，但是民用用电是需要长期且不间断输送，而且在电力使用的过程中还会存在许多未知的影响，通过应用控制与保护开关电器，能够对民用电力输送和使用的过程予以有效地保护。由于控制与保护开关电器能够在电路存在问题的情况下依旧正常工作，真正意义上实现了民用用电不间断的特点，而且当中存在的问题也不会对其他方面产生影响，保证电力系统能够得以正常的运作。控制与保护开关电器在民用领域中常见的方面比较多，例如建筑或医院的照明、消防、空调等电气设备的控制系统，电信通讯机房等。

2. 基础设施

控制与保护开关电器的诸多特点让其能够在诸多行业中能够得以广泛的运用，其中基础设施方面也是重要的组成部分，例如机场及服务设施、铁路客运中心、高速公路照明等。虽然这些基础设施运用周期较长，但是期间也存在着许多无功补偿的情况，也就是在这些基础设施投入使用过程中也需要专门的无功补偿设备来降低电力输送过程中产生的损耗，而且出于安全和稳定性的考虑，将控制和保护开关电器予以运用是最佳的选择，在经济性和稳定性方面都能予以充分保证。

三、控制与保护开关电器的发展趋势

（一）结构微型化且功能多样化

控制与保护开关电器能够将熔断器、接触器、隔离器等器件的功能予以有效地集成，该特点导致其将被应用的领域将会越来越广泛，也就是不仅能够在不同规模的配电场所进行运用，也能够应用于各类元器件当中，让控制与保护开关电器的控制与保护方面的功能得到充分的发挥。因此，随着科技水平的不断发展，控制与保护开关电器的结构和形态将会呈微型化趋势，毕竟只有较小的形态能够适用于任何情况，消除各类兼容性方面的问题。与此同时，随着结构与形态的变化，功能方面也会变得更加的多样化，即控制与保护开关电器的功能可以根据应用的方面进行个性化的制定，减少设计方面的浪费以及生产冗余问题。

（二）与节能技术结合，机电寿命更高

科技与经济得到发展的同时，对各类资源的消耗也在不断加剧，其中能源的消耗比较严重，所以节能技术在诸多行业中的运用是势在必行的。控制与保护开关电器自然也不例外，集成的各类功能越多，产生的能源消耗就越大，若无法做到与节能技术相结合，降低能源损耗，是无法得到提升的。控制与保护开关电器与节能技术相结合的方式较多，比如通过软、硬件相结合的方式形成智能电子技术，能够实现根据实际情况对能耗进行智能调节，从而达到减少能源损耗的目的。至于机电的使用寿命是与成本投入有着密切的关系，可以通过对相应的材料和内部结构、元器件以及配套设施进行充分优化，并加入动态控制技术，让设备启动时能够对受损较轻或必要的焊接部位进行修复，减少消耗的同时，也能够更好的延长使用寿命。

（三）可靠性再度提升，维护更便捷

由于计算机技术领域的水平日趋成熟，控制和保护开关电器的设计也会变得更加有针对性，能够满足各类个性化的需求，而且检测的精度、响应速度以及抗干扰等方面的能力也将得到大幅增强，从而将可靠性予以再度提升，而且控制和保护开关电器也在朝着模块化的方向发展，模块的安装与连接可通过母线或排线的方式来完成，不仅提高了安全性，也让技术人员的维护工作变得更加的方便、快捷，有效地减少维护时长以及误操作而引起事故的概率^[2]。

结论：综上所述，由于科技水平的进步，智能化与集成化技术的水平越来越高，控制与保护开关电器在安全性、使用周期以及可靠性方面的优势变得更加明显，也能充分的符合经济发展的要求，因此，控制与保护开关电器的广泛运用将会是大势所趋，能够成为推动社会经济发展的有效助力。

参考文献：

[1]张建成,孟宪锋.控制与保护开关电器热记忆试验测试装置[J].电器与能效管理技术,2019(18):68-71+82.

[2]王雨诗.带有动态开距的控制与保护开关电器电磁机构设计[D].沈阳工业大学,2019.