北京市科协“全国科技工作者日”系列直播，今天我们介绍的主人公是北京人民电器厂有限公司的刘芳。刘芳老师负责低压电器新产品的研发管理工作，下面由我给大家介绍一下低压电器在人们日常生活中的作用以及它的内部结构和工作原理。
我们和刘芳老师一起走进电器领域，了解下低压电器在人们日常生活中的作用以及它的内部结构和工作原理。
我公司生产和制造的主要产品是低压电器，低压指的就是交流电压不高于AC1200V，直流电压不高于DC1500V的电器。简单来讲，一个大的电力系统包括发电、输电、变电、配电和用电五个大的组成部分，其中低压电器属于配电和用电的范畴。
在人们日常生活中只要用到电的地方都离不开低压电器，它的主要作用包括两个方面：一是正常状态下，接通和断开电流；二是在故障（短路、过载、欠压、漏电等）状态下断开电路，保护线路免受破坏。
下面由刘芳老师介绍低压断路器按照壳架等级或者说按照体积大小可以分为三类：微型断路器、塑料外壳式断路器和框架式断路器。我们可以直观的看到这三类低压断路器外形大小是由小到大逐渐增加的。
刘芳老师以微型断路器为例，介绍一下它的内部结构组成和工作原理。我们打开一个典型的微型断路器先看一下它的组成结构：包括进、出线端子、磁脱扣系统、热脱扣系统、操作机构、触头系统和灭弧系统。
在正常状态下：假定左侧为电流进线端，则电流从进线端子流入，流经磁脱扣系统、动静触头系统、热脱扣系统，从出线端子流出。
刘芳老师讲到交流断路器和直流断路器有哪些区别？能否通用？
（1）按照电流类型，低压断路器可分为交流断路器和直流断路器。交流断路器和直流断路器结构上最大的区别在于灭弧系统：断路器在分断故障电流时会产生电弧，由于交流电是正弦波，每个周期都有过零点，因此在过零点容易熄弧，而直流没有过零点，熄弧能力很差，所以要添加额外的灭弧装置，促进电弧熄灭。
（2）我个人不建议直流断路器和交流断路器通用，尤其不建议交流断路器用于直流电路。这主要是因为灭弧问题，上面我们已经说了直流和交流电流特性的不同导致直流电弧更难熄灭，如果使用交流断路器代替直流断路器，很显然交流断路器灭弧性达不到直流灭弧要求，会造成触头烧毁或是断路器烧毁事故，严重的话会造成设备烧毁（在断路器断不开的情况下）。所以不建议交直流断路器通用。
接下来刘老师介绍了微型的IC卡表表后开关第一代和第二代的区别：第一代IC卡表断路器具有的功能是当电费为零的时候自动断电，当缴纳电费后，可手动合闸恢复供电。根据市场的需求很快就出现了第二代IC卡表断路器，完全解决了以上问题：电费为零后自动断电，缴纳电费后可自动合闸实现供电，具有自动重合闸功能，无需插卡，无需手动合闸。
同时，第二代产品的整体尺寸完全和第一代相同，这样更加便于一代电表箱更新换代，因为直接仅更换断路器产品即可，其他不用换。
我们公司的特色优势产品是直流断路器，我们公司在业内率先提出了“三段保护”的概念并研制出了相应的三段保护直流产品。所谓的三段保护就是在原有两断保护，即短路瞬时保护、过载长延时保护的基础上，增加了短路短延时保护，实现了系统的上下级选择性保护，可以有效避免事故范围扩大,提高了系统的供电保障能力。
刘老师介绍了几款特色创新产品，小型断路器GM5-40P，这款产品采用了人民电器厂创新性提出的第六种灭弧技术——无涡流电弧快速扩散技术，实现单极18mm宽度DC500V分断能力。这款产品被广泛应用于光伏发电领域，为我国的新能源事业发展做出了重要贡献，并在2018年荣获了改革开放40周年杰出产品称号。
GM8i/51系列单断点、高性能交直流通用塑壳断路器，此款塑壳断路器采用单断点，即一个断点，达到了市场上同类产品采用双断点才能实现的分断能力，提高了产品的可靠性，同时此产品工作电压范围广，可应用于常规的发电厂、变电站，也可应用于光伏发电、风力发电等，可实现交直流通用。
GW8系列框架式断路器，此产品2016年荣获中国机械工业科学技术一等奖，从外观上我们可以直观的看出新的GW8系列产品体积比老产品缩小了大概1/3左右，同时，此产品突破了抽屉系统接触面关键技术，实现大容量、小体积、高可靠，部分性能指标达到并超过了国外品牌产品。此产品我们申报并获得授权专利33项。
自1996年至今，有超过1亿台直流产品可靠运行在全国各个电厂、变电站之中。2008年北京奥运会主场馆：鸟巢和水立方周边变电站中的直流保护元件，均采用北京人民电器厂有限公司生产的直流塑壳和微型断路器。
自1992年至今，有超过几亿台交流产品在全国的重大工程，电力工程、工矿企业、 居民建筑等领域可靠运行。
自2006年至今，有超过200万台交、直流产品应用在光伏、风电与核电等新能源项目中。
个人采访中刘芳老师谈到印象比较深刻的事情，刚从学校毕业参加工作接手的领导派的第一个任务，就是撰写公司一个新产品的专利申请文件。当时因为刚参加工作，对于如何撰写专利、低压电器产品是个什么东西完全不了解，脑子里可以说是一片空白。但是既然领导派下任务来了，那就得克服一切困难必须完成。现在这个发明专利已经授权了。这个事情现在回想起来是一个很大的锻炼，印象比较深刻。
在学术上的基础研究和工作上的实际应用是如何相结合方面，刘老师认为高校和科研院所所做的研究更偏向于基础性、前沿性研究，而在企业中所做的研究更偏向于工程应用性的研究，最终基础性、前沿性的研究都是要转化为市场需求的产品的，这样才能体现出研究的价值和意义。目前国家也积极推进产学研合作，促进成果转化，即高校、科研院所和企业开展合作研究，发挥各自优势，促进成果转化。
北京市科协和大兴科协对年轻科技工作者在工作、生活方方面面都展开了各种扶持和帮助。比如定期开展的各种专业培训，提高科技工作者的专业技能。对于科技工作者取得的科技成果参加各种荣誉评选等，促进科技工作者积极创新等。
感谢刘芳老师今天的讲解，让我们对于电器行业有了新的认识。
