智能化断路器介绍及其工作原理分析
智能断路器工作原理及技术特点
智能断路器工作原理及技术特点摘要：智能断路器具有数字化的接口，可以将位置信息、状态信息、分合闸命令通过网络方式传输。
本文介绍了智能断路器根本原理、工作模式和工作过程。
和传统的断路器相比拟，智能断路器有着其自身的优点。
随着各项技术的开展和各种产品的研发，智能断路器将逐步进入实用化阶段。
随着我国电网建立的快速开展，数字化变电站成为建立和研究的热点。
数字化变电站的核心在于一次设备的智能化与二次设备的网络化。
对于断路器这种极其重要的电力一次设备而言，其智能化的实现有十分重要的意义。
断路器智能化在于运行状态实时监测，通断准确，智能控制和信息传递网络化等。
随着电力电子技术和自动控制理论的广泛应用，计算机与网络通信技术的飞速开展，以及对传感器技术和人工智能的深入研究和综合应用，智能断路器的功能得到了极大的扩展和完善。
一、什么是智能断路器断路器按其使用X围分为高压断路器和低压断路器，上下压界限划分比拟模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。
低压断路器又称自动开关，它是一种既有手动开关作用，又能自动进展失压、欠压、过载、和短路保护的电器。
它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。
而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，己获得了广泛的应用。
高压断路器(或称高压开关)是变电所主要的电力控制设备，具有灭弧特性，当系统正常运行时，它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时，它和继电保护配合，能迅速切断故障电流，以防止扩大事故X围.因此，高压断路器工作的好坏，直接影响到电力系统的平安运行。
随着国民经济的开展，技术的不断进步，无论是工业生产还是日常生活都对电力系统的供电质量提出了越来越高的要求:能够实现不连续供电，即使断电也必须要求断电时间尽可能的短，停电X围尽可能的小。
智能化断路器的实现
２ 智能化断路器的发展趋势
智能断路器 已将传感器技术、 微电子技术 和信息传输 技术等融 于 体 ． 电力设备 的模块化 、 使 系统化 成为可能 。 微控制器技术的不 断发 展又为智能断路器功能 的多样 化 ， 可靠性 的提高 ． 性能优化提供 了技 术保障 智能断路器 的技术发展主要有如下几个趋势 ： ２ 新型传感器 向更灵敏 、小型化方 向发展 ，微处理器 向大存储 容 ． １ 量、 外设集成化发展 ， 将为智能断路器性能的优化 奠定基础 。 ２ 总线技术应用于智能断路器 ．采用 串行通信方式实 现现场设备 ． ２ １ 智能化 断路器的特点 与主控制器进行双向通信 ． 提高传输的信息量 、 信息传 输的精度 ， 从而 １１ 状态检测及诊断功能 ． 提高 系统的性能及 可靠性 。 监测 与诊断是智能 化设备的重要环节 ， 计算机技术 、 感技术与 传 ２ 采用新 的更完善 的通信协 议 ， ． ３ 向着标 准化 、 放性发展 的同时 ， 开 微电子技术的进 步 ． 使智能化断路器 的监测与诊断的要求得 以实现 更要 注重互联性网络接 口的产 品， 产品间的通用性。 （） ａ灭弧室寿命的监测与诊 断 ２ 智能断路器朝功能全 面化方 向发展 如监控电网的谐波分量 、 ． ４ 功 触头的电磨损 主要取决于燃弧 电流 的大小及燃弧 时间的长短 将 率 因数和波形畸变等 ． 而且能记 录电网的波形变化 ． 实时观测 电网的 每次开断电流的大小换算 成相应 的磨损量 ． 磨损总量根据断路器 的额 工作情况等等 。 定开断电流和额定 开断次数来确定 。监测与诊断功能可 以记录分 、 合 ２ 将 人工 智能技术 用于智 能断路 器可 以提高智 能控 制器 的精确 ． ５ 次数并进行开断电流加权 累计 ． 限均可 自动报警 逾 度 （） ｂ 机械故障的监测与诊 断 断路器故障大多是 由于操 动机构和控制 回路故障 智能断路器采 ３ 智能化 断路器的关键 技术 问题
断路器的工作原理及使用方法
浅谈断路器的工作原理及使用方法卢平摘要：断路器（本文指漏电型断路器）是电力供配电系统中不可缺少的主要保护电器之一，也是功能最完善的保护电器，其主要作用是作为短路、过载、漏电、过压以及欠电压保护。
关键词：断路器；工作原理；电流参数；范围；选型；安装0 引言在实际应用过程中，往往由于一些人员对断路器的选择或使用不当，从而使断路器的功能不能完好的体现，给施工用电安全埋下隐患或发生用电安全事故。
因此要完整准确地选择断路器、了解短路器的工作原理、理解断路器的各个电流参数的意义、分清短路器的使用范围及正确的安装是十分必要的。
1 断路器的工作原理断路器漏电保护的工作原理是由三个连续功能来实现的，这三个功能实质上是同时作用的，分别为：检测剩余电流、对剩余电流进行测量比较、启动脱扣装置将故障电路断开。
检测剩余电流是通过一个电流互感器，其初级绕组测量电路的相线电流和零线电流，绕组方向使相线电流和零线电流产生的磁场相互抵消。
泄漏电流的产生破坏了这种平衡，并且会在次级绕组上通过磁场感应产生一个电流，叫做剩余电流；对剩余电流测量比较是使用一个电子式或电磁式继电器，将剩余电流的电信号与预设值相比较。
在正常用电情况下，连接跳闸机构的金属杆被一块永磁铁吸住，同时零序电流也产生电磁力，它与弹簧产生的力同时也作用在连接跳闸机构的金属杆上，通电状态下永磁铁的磁力（涌磁铁的磁力决定了断路器的灵敏度）大于弹簧和电磁力的合力，即跳闸机构不会动作，电路是接通状态；启动脱扣器即跳闸：只要剩余电流产生的电磁力大到能够抵抗永磁铁的磁力，弹簧使金属杆旋转，触发断路器的脱扣装置以断开故障电路。
同时断路器可配备不同的继电器或脱扣器。
脱扣器是断路器一个重要的组成部分，而继电器则通过与断路器操作机构相连的欠电压脱扣器、分励脱扣器来控制断路器，由脱扣器来完成其相应的其它保护功能（如过载、短路等）。
断路器的参数重多，只有充分理解断路器的各个电流参数的意义才能做到正确的选择。
电力系统的低压断路器自动化与智能化分析
定各 种控制命令和控制参数 ， 来实现各种功能 ，
故在 电力 系统上得到 了广 泛的应用。现在 ，开 同时 ，还可以通过智能型低压 断路器 自带的通 发 自动化 、智能化 电力线路保 护装置 已经成为 讯 系统 、故障诊断检测系统 、数据监 测系统等 作者单位 个重要 发展趋 势 。智能型低压 断路器采用 了 系统来 采集 电力线路 中的各种保护特 性、运行 泰 州技师学院
Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ● 电力电子
电力系统 的低 压断路器 自动化与智能化分析
文／ 董欣 唐 培林
及远 程通讯系统 ，以方便对 电力 线路进行实时 随 着现 代 电 力电 子技 术 的飞 速发 展 ，我 国供 电系统 的规 模 越 来越 大，我 国供 电企 业 对 电 网供 电系统 的稳 定 性要 求 越来 越 高， 这就 对 我 国 目前 的电 力 系统 的 自 动化、智 能化程度要求越 来越 高。 实 际 电 力 网 络 运 行 中 ，低 压 断 路 器是 发 电、输 电、配 电 等环 节 中 最为 重要 的 电子控 制元 件 之 一。 本文 主要 分析 了我 国低 压 断路 器 行 业 的发 展 现状 ，进 而 分析 了我 国 电 力 系 统 断 路 器 自动 化 与 智 能
一
江 苏省泰 州市
２ ２ ５ ３ ０ ０
智能控制 策略 ，在硬件上采用 了高效的微处理 参数 、 故障信息 ， 并直观 的显示在 显示 装置上 ， 器 ，同事还 配备 了显示装置 、三段保 护装置 ，
此外 ，还设计 了远程监控系统 、故 障诊断系统
便于操作人员查询 和维护。
系统检测 出现误 差。 为 了 改进 传统 低压 断 路器 的缺 陷 ，满足 现代 电力 系统网络的需求 ，各大 电力设备制造
断路器原理结构图
断路器原理结构图断路器是一种用来在电路中断开和闭合电路的电器设备，它在电力系统中起着非常重要的作用。
断路器能够在电路中断开电流，以保护电器设备和人员的安全。
在本文中，我们将介绍断路器的原理和结构图，帮助大家更好地理解断路器的工作原理和组成结构。
首先，我们来介绍一下断路器的工作原理。
断路器的主要作用是在电路中断开和闭合电流，以保护电器设备和人员的安全。
当电路中出现过载或短路时，断路器能够及时切断电流，防止电路和设备受损。
断路器的工作原理主要是依靠电磁吸合和释放原理来实现的。
当电路中出现故障时，断路器的电磁铁会受到电流的作用，产生磁场，从而使断路器触点吸合，切断电流。
当故障排除后，断路器的电磁铁释放，触点分离，闭合电路，恢复正常供电。
接下来，我们将介绍断路器的结构图。
断路器通常由断路器本体、操作机构、电磁铁、触头、弹簧等部件组成。
断路器本体是断路器的主要组成部分，它通常由绝缘套管、触头、触头间隙调节装置等部件组成。
操作机构是用来控制断路器开关状态的部件，它通常由手动操作机构和电动操作机构组成。
电磁铁是断路器的关键部件，它能够根据电流大小来控制断路器的开关状态。
触头是断路器的主要工作部件，它能够承受电流和断开电路。
弹簧则是用来保证断路器的正常工作和安全性能的部件，它能够保证断路器的触头在闭合状态时有足够的压力，以保证电路的正常通电。
总的来说，断路器是电力系统中非常重要的设备，它能够在电路中断开和闭合电流，以保护电器设备和人员的安全。
断路器的工作原理是依靠电磁吸合和释放原理来实现的，它能够根据电流大小来控制断路器的开关状态。
断路器的结构主要由断路器本体、操作机构、电磁铁、触头、弹簧等部件组成，这些部件共同协作，保证断路器的正常工作和安全性能。
希望通过本文的介绍，大家能够更好地理解断路器的工作原理和结构图，从而更好地应用和维护断路器设备，保障电力系统的安全和稳定运行。
智能断路器方案
智能断路器方案1. 引言智能断路器是一种结合了电气保护和智能化技术的电器设备。
它能够根据电流的变化和电路状况自动切断电源，以防止电路过载、短路和电火灾等现象发生。
本文将介绍一种智能断路器的方案，包括其工作原理、优势和应用场景。
2. 工作原理智能断路器采用了先进的电流传感器和微处理器技术，能够实时监测电路中的电流变化。
它的工作原理主要包括以下几个步骤：•电流监测：智能断路器通过内置的电流传感器持续地监测电路中的电流变化。
传感器能够准确地检测电路中的电流大小，并将数据传输给微处理器进行处理。
•电流判断：微处理器根据接收到的电流数据进行判断，如果电流超过了设定的阈值，则认为电路存在问题。
这个阈值可以根据实际需求进行调整。
•断路操作：一旦微处理器判断出电路存在问题，它会立即通过控制电路切断电源。
这样可以有效地防止电路过载、短路等故障，保护电器设备和人身安全。
•报警通知：智能断路器还可以配备报警装置，当电路断开时，它会发出声音或光信号，提醒用户检查电路并及时排除故障。
3. 优势智能断路器相比传统断路器具有许多优势，以下是一些主要的优势：•安全可靠：智能断路器能够根据电流的变化及时切断电源，有效地防止电路过载和短路等故障。
它还可以监测电路中的其他异常情况，比如电器设备故障和地线失效等，提供全面的电气保护。
•智能化管理：智能断路器配备了微处理器和电路控制系统，可以实现自动化监测和管理。
用户可以通过手机APP或电脑软件实时监控电路状况，并进行远程控制和管理。
•节能环保：智能断路器可以根据实际用电情况进行动态调整，避免电路过载造成的能源浪费。
它还可以监测电器设备的能耗，提供用电数据和报表分析，帮助用户合理用电。
•易于安装和维护：智能断路器与传统断路器的外观和尺寸相似，可以直接替换传统断路器使用。
它还提供了自检功能，能够自动检测设备的运行状态和故障情况，减少了维护和保养的工作量。
4. 应用场景智能断路器适用于各种电力配电系统和电器设备的保护，广泛应用于以下场景：•住宅和商业建筑：智能断路器可以用于住宅和商业建筑的电路保护，保障居民和员工的用电安全。
电气一次设备智能化2
电气一次设备智能化分析二、智能化一次设备（二）智能化开关及开关柜1、智能化断路器及开关柜（1）智能化断路器断路器作为电力系统中最重要的控制元件，它的自动化和智能化是电器设备智能化的基础。
断路器的智能化不是通常所想的，使用计算机就达到了智能化。
它必须尽可能地应用电弧自身的能量，实现运行状态的自诊断，操动机构的可控操动，并且配置最新传感器技术，微电子技术和信息传输技术，智能化的概念才比较完整。
一般来说，智能化电器设备除满足常规电器设备的原有功能外，其功能主要表现为： 应具有灵敏准确地获取周围大量信息的感知功能；应具有对获取信息的处理能力；应具有对处理结果的思维判断能力，对处理结果的再生信息的实施及有效操作的实施功能。
图表 1 断路器智能化工作框图图1概要说明了一种兼有计算机系统和传感装置的智能化断路器工作原理。
总的来看，可以归纳智能化断路器的操作过程为: 智能控制单元不断从电力系统中采集某些特定信息，据此来判别断路器当前的工作状态，同时处于操作的准备状态。
当变电站的主控室因系统故障由继电保护装置发出分闸信号或正常操作向断路器发出操作命令后，控制单元根据一定的算法求得与断路器工作状态对应的操动机构预定的最佳状态，并驱动执行机构操动机构调整至该状态，从而实现最优操作。
显然，智能控制单元是断路器智能操作实现的核心部件。
近年来已有很多智能化断路器面市。
高压领域典型的有东芝公司的C-GIS和ABB公司的EXK型智能化GIS，它们的特点都是采用先进的传感器技术和微计算机处理技术，使整个组合电器的在线监测与二次系统在一个计算机控制平台上。
在中压领域较典型的有九十年代初的富士公司的智能式真空断路器及ABB公司近年来推出的VM1型真空断路器。
日本富士公司在原来的真空断路器上添加了过电流继电器、检测用电流互感器以及各种传感器，使断路器具备了自诊断功能及传输功能，构成了集监视、通信、控制和保护为一体的智能单元，从而强化了断路器的功能，提高了可靠性。
浅谈智能化低压断路器84
浅谈智能化低压断路器摘要：本文对智能断路器进行综述,阐述了智能断路器的组成、特点和实现低压断路器智能化的关键技术和设计应用措施。
关键词：智能断路器；组成及原理；发展展望引言随着电力技术的高速发展和供电规模的日益扩大, 系统的网络结构和运行方式日趋复杂, 对电源的可靠性、安全性及供电质量也都提出了更高的要求,相应地对系统设备的操作简便性和安全性以及可靠性也提出了新的要求。
低压断路器作为电力供配电系统中广泛使用的主要控制电器, 除了要能正常分合相关系统额定电流外, 还要在相关系统故障时能快速有选择性地可靠分断相关系统短路故障电流,且不能出现越级跳闸或拒动现象。
特别是随着电力系统控制方式数字化进程的发展应用以及电力系统综合自动化的广泛应用, 对系统可视化、自动化、网络化、实时化、精确化的要求越来越高, 相应地对应用面积广、网络结构复杂、操作较频繁、故障率高的低压断路器也就提出了更高的要求, 传统断路器根本无法满足现代电力系统综合自动化的需要。
智能化技术的应用于是成了低压断路器的一个重要发展应用方向。
一、智能化断路器概述智能化断路器综合了现代高电压零飞弧技术、电子技术、电气自动化技术、网络通信技术、计算机及其软件技术等, 采用模块化结构, 完全突破了传统断路器的许多不足, 集保护、测量、监控于一体。
除了具备过载、过流、速断、漏电、接地等常规控制、保护、报警、整定功能外, 同时还具备人机对话显示、存储、记忆、逻辑分析、判断和选择以及网络通信等功能。
能够实时地显示温度、电流、电压、功率因数、有功、无功等各种特征参数并进行故障参数、类型的储存,具有自诊断能力, 从而为运行维护人员进行相应的信息查询和故障判断处理提供现场的实际运行资料, 为系统运行方式的优化奠定了基础。
通过其所具备的网络通信技术可以使多台智能化断路器实现与中央控制计算机双向通讯, 构成智能化的供配电系统, 实现“四遥”功能, 为无人化站所和实现区域联锁、远方监控、运方调整等创造必要的设备技术保障。
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智能化断路器介绍及其工作原理分析
教程来源：东莞雷光防雷公司
1 前言
低压断路器作为电力供配电系统中广泛使用的主要控制电器, 除了要能正常分合相关系统额定电流外, 还要在相关系统故障时能快速有选择性地可靠分断相关系统短路故障电流,且不能出现越级跳闸或拒动现象。
特别是随着电力系统控制方式数字化进程的发展应用以及电力系统综合自动化的广泛应用, 对系统可视化、自动化、网络化、实时化、精确化的要求越来越高, 相应地对应用面积广、网络结构复杂、操作较频繁、故障率高的低压断路器也就提出了更高的要求, 传统断路器根本无法满足现代电力系统综合自动化的需要。
智能化技术的应用于是成了低压断路器的一个重要发展应用方向。
2 智能化断路器的简介
智能化断路器综合了现代高电压零飞弧技术、电子技术、电气自动化技术、网络通信技术、计算机及其软件技术等, 采用模块化结构, 完全突破了传统断路器的许多不足, 集保护、测量、监控于一体。
除了具备过载、过流、速断、漏电、接地等常规控制、保护、报警、整定功能外, 同时还具备人机对话显示、存储、记忆、逻辑分析、判断和选择以及网络通信等功能。
能够实时地显示温度、电流、电压、功率因数、有功、无功等各种特征参数并进行故障参数、类型的储存,具有自诊断能力, 从而为运行维护人员进行相应的信息查询和故障判断处理提供现场的实际运行资料, 为系统运行方式的优化奠定了基础。
通过其所具备的网络通信技术可以使多台智能化断路器实现与中央控制计算机双向通讯, 构成智能化的供配电系统, 实现“四遥”功能, 为无人化站所和实现区域联锁、远方监控、运方调整等创造必要的设备技术保障。
3 断路器智能化技术的构成及其工作原理
智能化断路器中智能化技术的应用核心是集保护、测量、监控于一体的多功能脱扣器, 它主要由微处理器单元、信号检测采集单元、开关量输入单元、显示和键盘单元、执行输出单元、通信接口、电源等几个部分组成。
其各部分的工作原理如下:
3.1 微处理器单元
单片机以其高性价比和可靠性成为智能化断路器智能控制系统的首选。
微处理器单元由高性能的自带A/D 转换、看门狗监视器、I2C 串行总线和高速输入输出通道、通讯接口和标准的JTAG 程序烧写口的单片机及其外围电子电路组成。
配以优化的软件, 组成的单片机
控制系统所需外围元件少, 使得设计简单, 布线方便, 而且在稳定性和抗干扰能力上都有极大的提高。
各交流量分别经信号输入回路、低通滤波器送到CPU 控制的多路开关, 经模数转换后, 由DB 数据总线送到数据存储器（ RAM）。
CPU 通过调用程序存储器（ EPROM）中的程序对采集的数据进行计算, 其计算结果与存放在电可擦存储器（ E2PROM）中的整定值进行比较, 作出相应的故障判断处理。
再通过输入输出端口（ I/O）将处理信号送到相应外设（信号与出口）发出报警信号, 或执行跳闸。
微处理单元除了要完成整个系统的测量、保护、逻辑等功能外, 还具有自我故障诊断和监察的能力,当断路器本身发生故障或环境温度超过允许范围时, 能发出相应的信号显示或报警, 同时重新起动。
自诊断的项目主要有EPROM出错、A/D 转换出错、环境超温、CT 断线、跳闸线圈断线、断路器拒动及触头维护。
微处理单元的自诊断功能不仅大大提高了断路器的运行可靠性, 更给后期维修、故障判断工作提供了极大的方便。
3.2 信号检测采集单元
信号检测采集单元作为智能化断路器十分重要的组成部分, 要求有高的转换精度、灵敏度、可靠性、频率响应、测量范围以及抗干扰能力, 以便微处理单元能够作出精确的判断处理。
因此, 信号检测采集单元将保护信号和测量信号分别取自不同类型的电流互感器, 以满足保护和测量的要求。
在测量大电流（短路电流）时基本上都采用线性度好、精确度高的空心电流互感器进行保护信号的检测; 而小电流及电参数的检测则采用铁芯互感器; 测量和保护用的电压信号则由电压互感器获得。
上述信号经过信号处理电路后, 便能将主回路中的电压及电流信号线性的转换为数字电路和单片机可处理的电平信号,经单片机分析判断后发出信号或控制断路器的动作。
根据电流、电压的采样值,还可利用不同的算法计算出相应的电压、电流的有效值、有功功率、无功功率、频率、功率因数、电能等参数, 实现各种表计功能, 对降低成本, 简化布线, 提高低压配电的可靠性大有益处。