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[低压电器]浅谈CPS及其发展
1CPS(控制与保护开关电器)简介
CPS是英文ControlandProtectiveSwitchingDevice的缩写，代表控制与保护开关电器。CPS符合GB14048.9《低压开关设备和控制设备多功能电器(设备)第2部分控制与保护开关电器（设备）》、IEC60947-6-2《低压开关设备和控制设备第6部分-多功能电器第2节-控制与保护开关电器》标准。
CPS采用模块化的单一产品结构型式，集成了断路器（熔断器）、接触器、过载（或过流）保护器、欠电压、缺相保护器、隔离器等电器元件的综合功能，并具有远距离自动控制和就地直接人工控制功能，具有面板指示及机电信号报警功能，具有协调配合的时间--电流保护特性（具有反时限、定时限和瞬时三段保护特性）。根据需要选配功能模块或附件，即可实现对各类电动机负载、配电负载的控制与保护。
CPS主要用于交流50HZ（60HZ）、额定电压至380V的电力系统中接通、承载和分断正常条件下包括规定的过载条件下的电流，且能够接通、承载并分断规定的非正常条件下的电流（如短路电流）。具有断相、过流、堵转、短路、欠流、过压、欠压、三相不平衡、启动延时等诸多功能。
CPS由于具有控制与保护功能集成化，模块化结构，体积小，对环境污染的防护等级高，飞弧小、电弧寿命长、连续运行性和可靠性高，安装使用及维修操作方便等一系列优点，特别适用于现代化建筑中的泵、风机、空调、消防、照明等电控系统。冶金、煤矿、钢铁，石化、港口、船舶、铁路等领域的电动机控制和保护，电动机控制中心（MCC）尤其是智能化电控系统或高分断能力的MCC（如要求ICS达到80KA的配电控制系统），工厂或车间的单电机控制与保护；以及远程控制照明系统中。
2与分立元件技术性能比较
2.1与分立电器构成的系统相比
2.1.1控制与保护自配合的特性
CPS系列控制与保护开关电器集控制与保护功能于一体，相当于断路器（熔断器）+接触器+过载继电器+辅助电器。很好地解决了分离元件不能或很难解决的元件之间的保护与控制特性匹配问题，使保护与控制特性配合更完善合理（具有反时限、定时限和瞬时三段保护特性），只要根据负载功率或电流即可正确选择单一产品，代替以往的包括自电源进线端至负载端的各种电器，不需降容；大大减轻了设计人员的工作量。
2.1.2无可比拟的运行可靠性和系统的连续运行
CPS在分断短路电流后无需维护即可投入使用，即具有分断短路故障后的连续运行性能：CPS在进行了分断短路电流试验后，仍具有不小于1500次的AC-44电寿命，这是由断路器等分离元件构成的系统所难以达到的，CPS的这一特性极大地提高了系统的运行可靠性和系统的连续运行性，其中的Ics为80kA指标属同类产品的国际领先、国内最高指标。
2.1.3节能节材
CPS具有体积小、安装面积少、无分离元件接点、减少线路发热、节约能源、节约材料等优点。
2.2具体分相特点
2.2.1与塑壳断路器相比具有分断能力高、飞弧距离短的特性
CPS在380V额定运行短路分断能力Ics(o-co-co)达到高分断型为80kA、标准型为50kA、经济型为35kA，在50kA预期短路电流下的分断时间仅为2~3ms，限流系数达到0.2以下，达到塑壳断路器的领先水平，达到熔断器的限流水平，大大限制了短路电流对系统的动、热冲击。CPS飞弧距离仅为20~30mm。
2.2.2与接触器性能相比具有寿命长、操作方便的特性
CPS的机械寿命达500~1000万次，电寿命AC-43为100~120万次，既可就地手动操作，又可实现远距离自动控制功能，采用了先进的触头与电磁系统分离式设计，有效抑制了触头的二次弹跳，大大提高了产品的电寿命，而且特别适用于重载起动等严酷的场合。
2.2.3与热继电器性能相比具有整定电流范围精确、不受环境影响特性
热继电器采用的是双金属片式保护特性，缺点在于易受环境影响，电流调节过大不保护，过小起动电流时易误动作。没有三相电流检测和不平衡保护，在缺相故障时，易烧毁电机。显而意见，故障的保护特性没有达到真正的效果。而CPS采用电流互感器采样，由电子脱扣器进行检测，具有过载，过流保护功能，具有延时，温度补偿、缺相、三相不平衡和较低过载下良好的保护功能，更加精确可靠。
3CPS的发展
控制保护开关第一代产品体积比较大，保护采用的双金属片技术；第二代产品尽管解决了体积大的问题，但保护技术没有什么大的突破；一直到上世纪九十年代中期，才出现了以微电子为保护技术的第三代产品。目前，以节能、环保为主题的第四代CPS已经问世。
4节能型CPS
4.1节能见下表。
节能型控制与保护开关 | 传统控制与保护开关 | 年节约电度数 | ||||||||
额定电流/A | mA | V | VA | 年用电度数 | 额定电流/A | mA | V | VA | 年用电度数 | |
0.4～6 | 1 | 220 | 0.22 | 1.93 | 0.4～6 | 90 | 220 | 19.8 | 173.45 | 171.52 |
10～16 | 1 | 220 | 0.22 | 1.93 | 10～16 | 90 | 220 | 19.8 | 173.45 | 171.52 |
25 | 1 | 220 | 0.22 | 1.93 | 25 | 95 | 220 | 20.9 | 183.08 |
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