由于城市電網(wǎng)的發(fā)展,配電變壓器容量增大,對低壓開關電器提出了高性能、小型化要求。為了提高低壓開關電器的開斷能力,國外公司提出了一些新的滅弧系統(tǒng)和限流技術。
開關電器小型化有兩種含義,一方面是電器本身的尺寸要小,另一方面是減少噴弧距離或實現(xiàn)“無飛弧”以縮小安裝這種電器的開關柜尺寸。
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,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,并使保護特性得到合格的配合。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。國內工廠和設計院所紛紛引進如UGH、Pro/E等三維計算機輔助設計軟件,這類軟件能實現(xiàn)在三維空間內零部件和實體造型、裝配和自動生成工程圖紙,并且按照設計的零部件自動進行模具設計和生成數(shù)控編碼。這些軟件使國內低壓電器設計工作上了一個新的臺階,但進一步要使產品設計滿足原始技術條件的要求,達到預定的電氣和機械性能,則需要采用仿真技術。
進行一個低壓電器產品的設計,當根據(jù)給定的技術條件,確定了產品初步設計方案和尺寸后,必須進行工程分析或樣機實驗,來驗證設計方案是否附合原訂技術要求。長期以來人們用傳統(tǒng)的工程計算方法進行特性分析,精度很差,特別是作為低壓開關電器的主要特性,即開斷特性無法計算,因而人們不得不依靠樣機制造和實驗驗證來檢驗設計方案的可行性,這樣做法要花費大量人力和物力,并使得產品開發(fā)周期拉長,影響新產品的市場競爭力。