智能化低壓斷路器與電動機控制器是低壓開關柜和電動機控制中心實現(xiàn)智能化的主要電器元件。微處理器引入低壓斷路器,首先使斷路器的保護功能大大增強。諸如:它的三斷保護特性中的短延時可設置成I2t特性,以便與后一級保護更好地匹配;接地保護可實現(xiàn)選擇性,對斷續(xù)的電弧接地故障可帶記憶功能。
當前低壓電器在結構設計上廣泛應用模塊化、組合化、模數(shù)化和零部件通用化。模塊化是電器制造過程大為簡便,通過不同模塊積木式的組合,使電器可獲得不同的附加功能。組合化使不同功能的電器組合在一起,有利于電器結構緊湊,減少線路中所需的元件品種,并使保護特性得到良好的配合。模數(shù)化使電器外形尺寸規(guī)范化,便于安裝和組合。不同額定值或不同類型電器實現(xiàn)零部件通用化,對制造廠商來說,將大大減小產品的開發(fā)和生產的費用;對用戶來說,也便于維修和減少零部件的庫存量。
由于電力電子技術的發(fā)展,新型電子器件如GTO,GTR及IGBT等第三代大功率半導體開關器件的出現(xiàn),固態(tài)無觸點開關也得到很大的發(fā)展。與機械式開關相比較,它是一種無電弧開關,因而它有很長的壽命,并且不需要維護,從環(huán)保角度來看,一方面因為沒有電弧,不會因為電弧引起觸頭材料和塑料氣化而污染環(huán)境,另一方面也不會因為環(huán)境污染而使觸頭上產生氧化膜而影響接觸可靠性。由于沒有觸頭,機械式開關因電弧的作用使觸頭發(fā)熱現(xiàn)象也不存在,這樣無觸點開關的操作頻率可達到很高,固態(tài)斷路器由于工作過程中的損耗大,并且缺乏足夠額定電壓和電流的功率電子器件,加上體積大、價格高,因而限制了它的應用。
低壓電器的基本特性包括開斷能力、溫升、零部件的強度、電動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定、絕緣性能及其它電氣性能等。這就需要對設計對象的電磁場、應力場、磁場等物理場域進行仿真和分析。計算機模仿和仿真技術的進展和商品有限元分析軟件性能的不斷提高為這種新技術在低壓電器的應用創(chuàng)造了條件。70-80年代的有限元分析軟件,前后處理工作十分繁鎖,例如進行一臺大型變壓器的電場分析、輸入各零部件的三維尺寸等原始數(shù)據(jù),一般是幾天甚至幾個星期的艱苦勞動。進入90年代商品化的有限元分析軟件都和可視化技術結合起來,用特征造型方式輸入三維圖形代替每鎖的數(shù)據(jù)輸入,使輸入工作十分簡便而直觀,并且后處理部分使輸出的數(shù)據(jù)或三維圖形,方便地進行觀察和分析。與此同時,隨著解決復雜工程問題的需要,這種仿真和分析軟件更擴展到流體動力學、機械振動和機構動力學等方面。市場上已能提供各種的計算機仿真與分析軟件,這類軟件分成二種類型,一種是通用軟件,另一種是專用軟件,這種軟件都包括應力,溫度場、電磁場和流場等分析模塊,可以進行單種場域分析,也可進行綜合場分析,例如計算熔斷器的保護特性,首先要計算熔片中電流場的分布,然后是熱特性的計算,這是電流場和瞬態(tài)熱場計算的綜合,專用軟件是指用于專門的場合。國外公司更是把特性的計算機仿真和分析看作是產品開發(fā)手段現(xiàn)代化的一個重要措施。