一、控制與保護(hù)開關(guān)電器的基本含義及功能
控制與保護(hù)開關(guān)電器( Control and Protective Switching Device，CPS)是低壓電器中的新型大類產(chǎn)品，是除手動(dòng)控制外，還能夠自動(dòng)控制、帶或不帶就地人力操作裝置的開關(guān)電器(設(shè)備)。
CPS能夠接通、承載和分?jǐn)嗾l件下包括規(guī)定的運(yùn)行過載條件下的電流，且能夠接通、在規(guī)定時(shí)間內(nèi)承載并分?jǐn)嘁?guī)定的非正常條件下的電流，如短路電流。CPS具有過載和短路保護(hù)功能，這些功能經(jīng)產(chǎn)品內(nèi)部協(xié)調(diào)配合使得CPS能夠在分?jǐn)嘀敝疗漕~定運(yùn)行短路電流lcs后連續(xù)運(yùn)行(即CPS承受規(guī)定條件下的過電流后能夠恢復(fù)運(yùn)行)。CPS可以是也可以不是由單一的電器組成，但總被認(rèn)為是一個(gè)整體(以下若無特殊說明，均針對(duì)整體式CPS進(jìn)行描述)。協(xié)調(diào)配合可以是內(nèi)在固有的，也可以是遵照制造廠商的規(guī)定經(jīng)正確選取脫扣器而獲得的。
CPS的基本特征即為具有內(nèi)部自配合的多功能，多功能體現(xiàn)為:
(1)主要的保護(hù)功能與電流相關(guān)的過載、斷相、短路等保護(hù)功能，以及與電壓相關(guān)的欠電壓、過電壓等保護(hù)功能。這些功能經(jīng)協(xié)調(diào)配合，使得CPS能夠在分?jǐn)嘀敝疗漕~定運(yùn)行短路電流lcs后連續(xù)運(yùn)行。
(2)主要的控制功能就地與遠(yuǎn)程的手動(dòng)控制，以及自動(dòng)控制等。
CPS作為多功能電器，集成了隔離器、斷路器(熔斷器)、接觸器、過載(或過電流)保護(hù)繼電器、欠電壓保護(hù)繼電器等電器元件的主要功能，具有遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制和就地直接人力控制功能、機(jī)電信號(hào)報(bào)警功能(機(jī)械報(bào)警主要指面板指示，電氣信號(hào)報(bào)警指通過指示燈等電信號(hào)指示)、協(xié)調(diào)配合的時(shí)間一電流保護(hù)特性，其具有的各種保護(hù)特性、控制動(dòng)作特性在產(chǎn)品內(nèi)部協(xié)調(diào)配合，即具有自配合性能。
國(guó)際電工委員會(huì)IEC給出CPS的標(biāo)準(zhǔn)為IEC60947-6 2-2007，我國(guó)相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為GB14048.9—2008《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第62部分：多功能電器(設(shè)備)控制與保護(hù)開關(guān)電器(設(shè)備)(CPS)》(等同采用IEC60947 6-2-2007)。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4728.7—2008《電氣簡(jiǎn)圖用圖形符號(hào)第7部分：開關(guān)、控制和保護(hù)器件》中規(guī)定了CPS的電氣圖形符號(hào)，如圖17-3a所示，圖中符號(hào)的要素從左至右依次為自動(dòng)脫扣功能、接觸器功能、隔離功能、斷路器功能和可逆功能，針對(duì)產(chǎn)品具有的集成化的多功能，圖形符號(hào)中得到了充分的體現(xiàn);當(dāng)產(chǎn)品不具備非必備要素時(shí)，如隔離功能和可逆功能，電氣符號(hào)中可略去相應(yīng)的圖形要素，見下圖a、b、c、d。
CPS的電氣圖形符號(hào)
二、控制與保護(hù)開關(guān)電器的分類
1、按構(gòu)成型式分類
按照GB14048.9-2008的規(guī)定，CPS可以是也可以不是由單一的電器組成，但總被認(rèn)為是一個(gè)整體，協(xié)調(diào)配合可以是內(nèi)在固有的，也可以是遵照制造廠商的規(guī)定經(jīng)正確選取脫扣器而獲得的。因此可以看出，從構(gòu)成型式看，CPS可以分為整體式CPS和組合式CPS。雖然從標(biāo)準(zhǔn)角度存在兩種構(gòu)成型式的CPS類型，但目前的典型產(chǎn)品均為整體式結(jié)構(gòu)。
2、按用途分類
可分為用于電動(dòng)機(jī)控制與保護(hù)的CPS和用于配電保護(hù)的CPS。
1)按實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的方式分類
(1)熱磁式熱磁：CPS的過載保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)基于雙金屬片受熱彎曲的原理，定時(shí)限和瞬時(shí)短路保護(hù)功能分別采用各相安裝電磁脫扣器和快速螺線管電磁鐵的方式實(shí)現(xiàn)，具有多套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將個(gè)各信號(hào)傳遞至操作機(jī)構(gòu)，典型代表產(chǎn)品為熱磁式的KB0系列。
(2)電子式電子式：CPS的過載保護(hù)和定時(shí)限保護(hù)功能由電子電路實(shí)現(xiàn)，但根據(jù)短路保護(hù)方式的不同又可分為兩種
a)短路保護(hù)同樣采用電子電路保護(hù)，發(fā)生所有故障時(shí)均由MCU發(fā)出指令致動(dòng)脫扣器(脫扣電磁鐵)，由脫扣器解扣操作機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)脫扣分?jǐn)?，也稱為全功能電子式產(chǎn)品;
b)短路保護(hù)采用快速螺線管電磁鐵，當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，螺線管電磁鐵快速響應(yīng)，直接作用于動(dòng)觸頭斷開，后續(xù)由機(jī)構(gòu)或其它卡住裝置使得動(dòng)靜觸頭保持在斷開位置，這樣可以保證快速響應(yīng)。
3、按使用組別分類
GB14048.9-2008中規(guī)定，根據(jù)使用類別和過電流保護(hù)，含電子電路的CPS應(yīng)按下列方式將使用類別分組。
1)使用組別A：包括不提供電子式過電流保護(hù)功能的使用類別AC40、AC.41、AC.45a、AC45b、DC40、DC 41和DC46，以及適用于所有情況的使用類別AC-42、AC 43、AC.44、DC-43和DC45; 2)使用組別B：包括提供電子式過電流保護(hù)功能的使用類別AC.40、AC41、AC.45a、AC-45b、DC.40、DC-41 和DC46。
用于斷相保護(hù)且可用于單極(相)元件的使用類別AC 41的CPS應(yīng)按使用組別A進(jìn)行試驗(yàn)。
針對(duì)不同的使用組別，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電磁兼容性能的要求有所不同。
4、按實(shí)現(xiàn)的功能分類
CPS具有多種功能，依據(jù)產(chǎn)品所具有功能的不同分為標(biāo)準(zhǔn)型、高級(jí)型和多功能型。
5、按派生功能分類
(1)直接起動(dòng)型主要包括主體(含短路保護(hù)的主電路接觸組和電磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、操作機(jī)構(gòu)(就地操作))、控制器(含報(bào)警、脫扣、控制)、輔助觸頭、擴(kuò)展功能模塊與附件等，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制與保護(hù)。
(2)可逆型(雙向)以CPS直接起動(dòng)型作為主開關(guān)，與機(jī)械聯(lián)鎖和電氣聯(lián)鎖等附件或可逆控制模塊組合，構(gòu)成可逆型控制與保護(hù)開關(guān)電器，適用于電動(dòng)機(jī)的可逆或雙向控制與保護(hù)。
(3)雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器型以CPS直接起動(dòng)型作為主開關(guān)，與電壓繼電器、機(jī)械聯(lián)鎖、電氣聯(lián)鎖等附件組合或雙電源控制器組合，構(gòu)成雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器(ATSE)。
(4)減壓起動(dòng)器型以CPS直接起動(dòng)型為主開關(guān)，與適當(dāng)?shù)慕佑|器、時(shí)間繼電器、機(jī)械聯(lián)鎖和電氣聯(lián)鎖或相應(yīng)的減壓起動(dòng)模塊構(gòu)成Y-△減壓起動(dòng)器型、自耦減壓起動(dòng)器型、電阻減壓起動(dòng)器型，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的減壓起動(dòng)和多種保護(hù)。
(5)雙速(或三速)控制型以CPS直接起動(dòng)型作為主開關(guān)，與適當(dāng)?shù)慕佑|器、電氣聯(lián)鎖等附件組合成雙速控制模塊，構(gòu)成雙速(或三速)控制型產(chǎn)品，適用于雙速(或三速)電動(dòng)機(jī)的控制與保護(hù)。
(6)帶保護(hù)控制箱型以CPS直接起動(dòng)型作為主開關(guān)，安裝在標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)箱內(nèi)組成動(dòng)力終端箱，適用于戶外以及遠(yuǎn)程單獨(dú)負(fù)載的控制與保護(hù)。
(7)其他派生型式消防型、隔離型、插入式板后接線型等。
6、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的分類
標(biāo)準(zhǔn)中涉及的還有以下分類方式。
1)極數(shù):2、3、4極。
2)電流種類：交流或直流3)操作方式：電磁鐵、人力、電動(dòng)機(jī)操作。
4)控制方式：自動(dòng)由主令輔助開關(guān)或程序控制器控制、非自動(dòng)—用手柄或按鈕控制。
5)過載后的再扣方式：自復(fù)再扣、就地人力再扣、遠(yuǎn)距離再扣。
6)短路后的重合閘方式：CPS動(dòng)作后能夠遠(yuǎn)距離重合閘、CPS動(dòng)作后不能夠遠(yuǎn)距離重合閘。
7)短路后是否需要更換可更新的短路保護(hù)元件：不需要更換可更新的短路保護(hù)元件，如正常操作的斷路器;需要更換可更新的短路保護(hù)元件，如熔斷體。
8)按控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性質(zhì)分類：頻繁起動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制、不頻繁起動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制。
9)按控制電動(dòng)機(jī)方向分類：?jiǎn)蜗颉⒖赡?包括雙向)。
10)按是否適用于隔離(帶隔離功能觸頭)分類：不帶隔離功能、帶隔離功能。
按控制電路電壓性質(zhì)分類：AC、DC
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