[发明专利]跟踪负载变化自动额定值断路器

说明书

技术领域

本发明创造属高、低压电器技术领域

背景技术

现代社会离不开电能，在输配电中断路器占有极其重要的位置，市场占有率极高，断路器主要有开关和保护两大功能，保护功能是断路器非常重要的使用功能。

断路器的保护功能是基于额定值实现的，由负载电流In与额定值Ir比较，由比较结果作出判断，然后选择是否进入过载、短路保护状态。一般出厂时已经订制好它的额定值大小规格，用户按电流规格选用，不能定制它的电流规格大小。虽然有些断路器的额定电流可以由用户做一些调整，但都是属于一次性整定，在运行中不能自动调整或改变，用户在选择断路器时，只能按预期最大负载电流In选择断路器的额定值Ir。

近些年知名电气公司虽然采用现代的电子技术和计算机技术开发设计了一些新型的智能化断路器，如通用电器GE公司的M-PACT InsCn空气断路器，西门子公司的3WT万能式断路器；ABB公司的Emax空气断路器；施耐德公司的EasyPact NS断路器等，其基本原理和功能并没有重大突破性改变。

人们使用断路器的基本原则是根据预期最大的负载电流In来选择断路器的额定值Ir，然而，根据断路器安全负载电流计算公式，如果负载电流In小于额定值Ir的81％以下，断路器的过载保护将失控，如果负载电流In小于额定值Ir的67％以下，断路器将失去短路保护性能，由此将引发人身设备事故和火灾。

由于断路器的额定电流在运行中不能根据负载变化而改变，导致用户负载减轻时，断路器失去有效的保护作用，造成极大的安全隐患，甚至直接引发事故和火灾。

发明内容

本发明目的在于提供一种跟踪负载变化自动额定值断路器，使断路器的额定值能跟踪负载变化而自动改变，以达到安全、有效保护负载设备和用电线路安全的目的。跟踪负载变化自动额定值断路器的额定值一般不需要人工设定，而由其电子控制系统4通过其单片机IC1的软件程序自动完成，使断路器的额定电流Ir始终跟踪负载变化而适时变换至最佳值，从而使跟踪负载变化自动额定值断路器具有安全、可靠保护用电设备和用电线路安全的能力。

跟踪负载变化自动额定值断路器以单片机IC1或其它计算机为控制核心，配有显示器、键盘及相应控制软件构成电子控制系统4，因此，跟踪负载变化自动额定值断路器是具有人工智能的断路器，电子控制系统4通过其A/D转换将采集的电流传感信号、电源电压和负载电压信号及其他传感信号，并将其运算、存储和处理，控制电动脱扣机构2，实现跟踪负载变化自动整定额定值，以达到安全、可靠保护用电设备和用电线路安全的目的，在A/D转换和各个传感器之间设有信号调理电路，以完成传感信号的预处理。

电子控制系统4根据采集的传感信息，经过其单片机IC1运算、记忆存储、数据处理后控制是否执行预报警和脱扣保护。电动脱扣机构2和重合闸机构3是电子控制系统4的外部执行部件，分别完成跟踪负载变化自动额定值断路器脱扣保护动作和重合闸动作。

跟踪负载变化自动额定值断路器的运算、记忆存储、数据处理和保护控制功能是通过电子控制系统4来完成，电子控制系统4由于采用以单片机IC1为核心的硬件结构，主要由带有A/D转换器、时钟发生器、程序存储器、数据存储器和多个外部端口、通讯端口的单片机及键盘、显示器等构成。软件程序主要由初始化程序、信号采集处理程序、记忆存储程序，运行控制程序、更新显示程序、报警及驱动控制程序、键盘设定程序等组成，此外，电子控制系统4的软件程序还包括过载保护、短路保护、接地保护、漏电保护等保护功能程序和进行网络连接的通讯端口和现场总线接口。

跟踪负载变化自动额定值断路器的电源电压、负载电压、负载电流In和负载电流In的相位及功率因数的参数和过载、短路、接地、漏电的保护参数可以由键盘人工设定或修改，并且可以通过其通讯功能由远程终端监控和设定。此外，跟踪负载变化自动额定值断路器还可以设置成上电或复位时是停机前的状态，也可以设置成上电或复位时进入设定状态。