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智能開關比普通開關好在哪裏?

2011-05-25數碼

發現這個問題的釋出居然是2011年。這麽多年過去了,似乎沒有人能夠把這個問題說清楚。好吧,我也來湊個數。

首先,我們來看看什麽叫做開關。

在GB14048.1-2012【低壓開關器材和控制器材 第1部份:總則】和GB14048.3-2008【低壓開關器材和控制器材 第3部份:隔離器、隔離開關、……】中,對開關的定義如下:

在正常電路條件下(包括規定的過載工作條件),能夠接通、承載和分斷電流,並在規定的非正常電路條件下(例如短路),能在規定時間內承載電流的一種機械開關電器。

解釋一下:開關能夠接通和分斷正常的執行電流,也能夠在一定的時間內承載短路電流。為此,開關必須具有額定電流、額定電壓這兩個參數,以便能接通和分斷正常執行電流;開關還要具有承載最大故障電流的能力,這裏所指的最大故障電流是系統中可能出現的最大沖擊短路電流峰值。

大家可能要問,為何開關不具有分斷短路電流的能力?確實如此。能夠分斷短路電流的開關電器被稱為斷路器。一般人習慣性地把斷路器稱為開關。

斷路器對應的國家標準是GB14048.2-2010【低壓開關器材和控制器材 第2部份:斷路器】。在這部標準中,對斷路器的定義是:

能接通、承載以及分斷正常電路條件下的電流,也能在所規定的非正常電路(例如短路)下接通、承載一定時間和分斷電流的一種機械開關電器。

與開關相比,我們看到斷路器能夠分斷短路電流。為了能分斷短路電流,斷路器必須具有短路接通能力參數,以及極限短路分斷能力參數,還有承受短路電流熱沖擊的短時耐受電流參數等等。

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明白了斷路器(開關)的定義後,我們再來看看什麽叫做斷路器的智能化。

1)智能型斷路器能準確地測量執行電流,能相對準確地測量短路電流

準確地測量執行電流的目的是:可以實作路線過載保護,還可以測量耗電量也即電度值,能測量和預測用電的峰谷,以便在液晶顯視器上顯示這些值。

相對準確地測量短路電流,目的是能實作準確的路線保護。

那麽常規斷路器能夠做到這一點呢?答案是否定的。

常規斷路器測量電流用的是電流互感器。這是一種類似變壓器的元件,可以測量出執行電流。由於電流互感器的鐵芯會飽和,因此測量型電流互感器的過載倍率為2倍,保護型電流互感器的過載倍率為8倍。雖然中壓斷路器的電流互感器可以達到25倍的過載能力,但其體積巨大,無法安裝到低壓斷路器中。

短路電流與額定執行電流相比,倍率可達20倍以上。因此常規的斷路器是無法測量的。盡管如此,常規斷路器可以利用電磁作用,實作短路保護。

智能型電流互感器內部,安裝有測量電流的空心線圈,又叫做羅氏線圈。空心線圈沒有飽和性,但它對溫度敏感,需要采取溫度補償措施,還需要用微控制器作為測量參數的處理元件。

智能型斷路器不但可用羅氏線圈高精度測量電流,還可以高精度測量電壓及功率因數,因而可以用微控制器測量出功率值和電度值等等;有了準確的電流測量值,斷路器可以實作精確的過載保護、短路短延時保護、接地故障保護、短路瞬時保護、電流方向保護、頻率保護等等。

2)智能型斷路器能實作人機對話,以及利用現場總線技術實作測控資訊發送上傳。

3)智能型斷路器能實作遙控。

4)智能型斷路器能與電動機配套,實作完善的電動機保護;智能型斷路器還能保護變壓器和發電機。

智能型斷路器還有許多其它功能,此處限於篇幅不加以討論和介紹。

有一點倒是可以先澄清一下:智能型斷路器與手機一點關系也沒有。

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對於居家電器來說,智能化控制是很重要的。但居家的智能化控制不是開關的功能,而是系統功能,也即居家智能化系統。

我們都知道比爾-蓋茨的家,他家就是智能化居家管理的典型。這種控制不是僅僅依靠智能型斷路器就能實作的。當然,他的家用手機實作控制只是小菜一碟。

由此我們明白了,若幹答者發表的智能開關的所謂超前功能,其實都是智能居家控制的功能而已,並非智能斷路器的功能。

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最後,對所謂的智能開關的功能到底有哪些,建議閱讀【現代智能型低壓電器】這本書,相信會大有收獲。