一种适用于三相交流断路器的电子脱扣器及方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于三相交流断路器的电子脱扣器，包括固定座，固定座上方设有方形的夹具本体，夹具本体中对称的两个侧面为连接板，连接板相邻的两个侧面，其中一个侧面留出操作孔，另一个侧面上设有侧板，侧板上设有消音孔，在连接板和侧板上方横向设有第三块连接板，所述连接板上设有产品安装孔。本发明专利技术设计合理，能够在一台振动试验台上满足多个低压断路器的测试，在底座上设计方形的夹具本体，使夹具与试验产品在质量分布上是对称的，以便减小不平衡载荷，达到振动更加平衡的效果。达到振动更加平衡的效果。达到振动更加平衡的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于三相交流断路器的电子脱扣器及方法


[0001]本专利技术涉及断路器
，特别是一种适用于三相交流断路器的电子脱扣器及方法。

技术介绍

[0002]交流断路器作为电动机保护器件，应用于舰船配电系统，承载着电动机保护功能。当配电系统发生过载故障时，断路器内的脱扣机构将会对故障进行识别，并控制动作机构进行分闸保护。传统的脱扣机构通过材料在不同过载电流下的表现识别故障模式。(1)热式脱扣器切断电路的原理是电流经过脱扣器时热元件发热，双金属片受热变形，当变形至一定程度时，打击牵引杆从而带动机构动作。(2)热磁式脱扣器是在热式脱扣器的基础上增加电磁线圈，通过短路电流瞬时推动衔铁带动脱扣。(3)液压电磁式脱扣器是利用阻尼液和可动铁芯来获得反时限动作特性的脱扣器。其中，方法(1)主要为了防止电动机过热，跳闸后必须通过散热过程，使热积累值降低到定值以下时，才允许电动机再次起动；方法(2)动作值误差比较大，灵敏度低，易受到环境影响；方法(3)受安装方式影响较大。
[0003]中国专利CN101615778A公开了一种智能脱扣器，由PIC16F977A单片机作为主控单元，过载长延时保护使用能量公式Q＝I2TL确定，误差
±
10％，具有额定电流等级和一种短延时保护等级，功能性差，可靠性不够。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，提供一种适用于三相交流断路器的电子脱扣器。采用临界耐热量实现保护算法，可以实现三段式保护和三相不平衡保护，长延时和短延时保护电流等级9档可调。/>[0005]本专利技术的技术方案：适用于三相交流断路器的电子脱扣器，包括取电互感器、采样传感器、电源处理电路、采样处理电路、控制电路、脱扣电路，其中：
[0006]所述取电互感器用于为电路提供电能；
[0007]所述采样传感器用于采集主回路的电流数据；
[0008]所述电源处理电路用于为电路提供稳定的控制电压；
[0009]所述采样处理电路用于处理采集到的信号并将其传输至控制芯片；
[0010]所述控制电路用于实现电子脱扣器的逻辑功能；
[0011]所述脱扣电路用于实现脱扣器的脱扣动作。
[0012]上述的适用于三相交流断路器的电子脱扣器，所述控制电路包括耐热量判断模块，用于根据耐热量判断是否进行脱扣动作。
[0013]上述的适用于三相交流断路器的电子脱扣器，所述耐热量判断模块，具体是根据总耐热量Q0、一个周期内发热量q和一个周期内的散热量q
d
，分别计算每一相的当前剩余耐热量；判断每一相当前临界耐热量是否有小于等于零的，若有则控制断路器脱扣，否则进行下一周期计算。
[0014]上述的适用于三相交流断路器的电子脱扣器，所述控制电路还包括电流判断模块，用于根据电流判断是否进行脱扣动作。
[0015]上述的适用于三相交流断路器的电子脱扣器，所述电流判断模块，具体是通过采样处理电路采集的数据，计算三相的电流有效值；判断是否有某一相电流大于限定电流值，若有则脱扣，否则继续下一步；判断电流是否三相平衡，若有则脱扣，否则继续下一步；判断电流是否大于I
sd
，若条件满足，则开启定时器，当定时器的数值大于限定时间值，控制脱扣，否则进行下一步；判断电流是否小于I
sd
‑
I
r
，若满足，则将定时器关断并将定时器清零，否则进行下一周期计算。
[0016]一种适用于三相交流断路器的电子脱扣器的脱扣方法，第一步、进行外设的初始化工作，读取三个编码器的输入，设定相应的额定电流等级I
r
、长延时保护等级Class、短延时脱扣电流I
sd
，程序进入等待状态；
[0017]第二步、A/D转换器采集一个周期后标志位置1，采集数据传输到控制电路，同时ADC继续开始下一个周期的采集；
[0018]第三步、控制电路对A、B、C三相的数据进行FFT运算计算三相的电流有效值；
[0019]第四步、根据电流有效值，控制电路判断是否有某一相电流大于限定电流值，若有则脱扣，否则继续下一步；
[0020]第五步、判断电流是否三相平衡，若有则脱扣，否则继续下一步；
[0021]第六步、判断电流是否大于I
sd
，若条件满足，则开启定时器，当定时器的数值大于限定时间值，控制脱扣，否则进行下一步；
[0022]第七步、判断电流是否小于I
sd
‑
I
r
，若满足，则将定时器关断并将定时器清零，否则进行下一步；
[0023]第八步、控制电路根据总耐热量Q0、一周期内发热量q和一周期内的散热量q
d
，分别计算每一相的当前剩余耐热量：
[0024]Q
i+1
＝Q
i
‑
q
i+1
[0025]式中：Q
i+1
为当前剩余耐热量，Q
i
为上一周期的剩余耐热量，q
i+1
为此周期的发热量；
[0026]第九步、判断三个当前临界耐热量是否有小于等于零的，若有则控制断路器脱扣，否则进行第二步。
[0027]上述的适用于三相交流断路器的电子脱扣方法，所述步骤八的具体步骤如下：
[0028]第1步、计算断路器的临界耐热量Q0为：
[0029][0030]参数k、n根据反时限曲线确定，Class由长延时保护等级确定，Δt是一周期采样时间，本设计为20ms
[0031]第2步、判断：若当前电流值I
f
＞1.2I
r
，则计算一个周期时间内发热量q，若前电流值I
f
＜I
r
则计算一个周期时间内散热量q
d
：
[0032][0033][0034]K
d
是散射热数，可根据要求自行拟定；
[0035]第3步、计算当前耐热量Q
i+1
：
[0036]Q
i+1
＝Q
i
‑
q
i+1
或Q
i+1
＝Q
i
+q
di+1
。
[0037]有益效果：相比于现有技术，本专利技术具有如下优点：
[0038]1、本专利技术采用电流互感器取电，互感器的输出经过整流后给储能电容充电，再经过电源电路调理，形成脱扣器各个模块需要的电源，不需要辅助电源接口，实现主回路和脱扣控制器的隔离。
[0039]2、本专利技术采用罗氏线圈作为采样传感器，罗氏线圈无磁滞效应、无磁饱和效应、体积小、结构简单易于加工和线性度好，采用罗氏线圈作为检测主回路电流的采样互感器，不存在磁芯饱和和磁芯非线性问题，同时电流测量范围大、线性度好、质量轻。
[0040]3、本专利技术采用取电互感器和采样传感器单独设计，既满足脱扣机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于三相交流断路器的电子脱扣器，其特征在于：包括取电互感器、采样传感器、电源处理电路、采样处理电路、控制电路和脱扣电路，其中：所述取电互感器用于为电路提供电能；所述采样传感器用于采集主回路的电流数据；所述电源处理电路用于为电路提供稳定的控制电压；所述采样处理电路用于处理采集到的信号并将其传输至控制芯片；所述控制电路用于实现电子脱扣器的逻辑功能；所述脱扣电路用于实现脱扣器的脱扣动作。2.根据权利要求1所述的适用于三相交流断路器的电子脱扣器，其特征在于：所述控制电路包括耐热量判断模块，用于根据耐热量判断是否进行脱扣动作。3.根据权利要求2所述的适用于三相交流断路器的电子脱扣器，其特征在于：所述耐热量判断模块，是根据总耐热量Q0、一个周期内发热量q和一个周期内的散热量q
d
，分别计算每一相的当前剩余耐热量；判断每一相当前临界耐热量是否有小于等于零的，若有则控制断路器脱扣，否则进行下一周期计算。4.根据权利要求1所述的适用于三相交流断路器的电子脱扣器，其特征在于：所述控制电路还包括电流判断模块，用于根据电流判断是否进行脱扣动作。5.根据权利要求4所述的适用于三相交流断路器的电子脱扣器，其特征在于：所述电流判断模块，具体是通过采样处理电路采集的数据，计算三相的电流有效值；判断是否有某一相电流大于限定电流值，若有则脱扣，否则继续下一步；判断电流是否三相平衡，若有则脱扣，否则继续下一步；判断电流是否大于I
sd
，若条件满足，则开启定时器，当定时器的数值大于限定时间值，控制脱扣，否则进行下一步；判断电流是否小于I
sd
‑
I
r
，若满足，则将定时器关断并将定时器清零，否则进行下一周期计算。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的适用于三相交流断路器的电子脱扣器的脱扣方法，其特征在于：第一步、进行外设的初始化工作，读取三个编码器的输入，设定相应的额定电流等级I
r
、长延时保护等级Class、短延时脱扣电流I
sd
，程序进入等待状态；第二步、A/D转换器采集一个周期后标志位置1，采集数据传输到控制电路，同时ADC继...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志会，钟嵘，陈森，陈仲武，
申请(专利权)人：中国振华电子集团宇光电工有限公司国营第七七一厂，
类型：发明
国别省市：