睿析仪器 发表于 2025-9-2 11:03:26

什么是电子式断路器

一、电子式断路器的核心结构
[*]电流/电压检测模块
[*]电流互感器(CT):将主电路的大电流按比例转换为小电流(如5A或1A),供后续电路处理。
[*]电压传感器:监测线路电压,用于过压/欠压保护或功率计算。
[*]罗氏线圈(Rogowski Coil):高频电流检测场景(如短路瞬态保护),响应速度更快。

[*]信号处理与控制单元
[*]模拟前端(AFE):对检测信号进行滤波、放大、整流,转换为数字信号。
[*]微处理器(MCU):核心控制单元,运行保护算法(如反时限过载保护、短路瞬时保护)、存储参数、通信处理。
[*]存储器(EEPROM/Flash):保存设定参数、故障记录、事件日志。

[*]脱扣执行机构
[*]电磁铁:接收MCU指令,快速拉动脱扣杆断开电路。
[*]永磁机构:部分型号采用永磁保持,减少能耗并提高可靠性。
[*]电子开关(如MOSFET/IGBT):小电流场景下直接通过电子器件切断电路(如直流断路器)。

[*]辅助功能模块
[*]显示与操作界面:LCD/LED显示电流、电压、故障类型,按键设置参数。
[*]通信接口:RS485、Modbus、CAN、以太网等,支持远程监控与集群管理。
[*]能量管理单元:监测电能质量(如谐波、功率因数),优化用电效率。

二、工作原理分步解析1. 实时监测阶段
[*]电流/电压采样:CT或罗氏线圈将主电路电流转换为小信号,电压传感器直接采集电压值。
[*]信号调理:AFE电路对采样信号进行抗混叠滤波、增益调整,消除噪声干扰。
[*]模数转换(ADC):将模拟信号转换为数字信号,供MCU处理。
2. 故障判断与保护动作
[*]过载保护:
[*]MCU运行反时限算法(如I²t特性),根据电流大小和持续时间计算热量积累。
[*]当热量超过阈值时,触发脱扣信号(如1.2倍额定电流下10秒脱扣)。

[*]短路保护:
[*]检测到电流突增(如10倍额定电流以上),MCU立即输出脱扣信号(响应时间<10ms)。

[*]漏电保护:
[*]通过零序电流互感器检测剩余电流,当漏电流超过设定值(如30mA)时脱扣。

[*]过压/欠压保护:
[*]监测电压有效值,超出设定范围(如过压253V、欠压187V)时断开电路。

3. 执行与反馈
[*]脱扣执行:MCU驱动电磁铁或永磁机构,机械断开触点或通过电子开关切断电流。
[*]状态反馈:通过辅助触点或通信接口上报脱扣原因(如“过载脱扣”“短路脱扣”)。
[*]自检与复位:部分型号具备自动重合闸功能,故障排除后自动恢复供电。

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