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【摘要】介绍了一种应用广泛的CDW1智能型断路器的基本结构与性能、故障的分析及处理、日常维护过程中应该注意的问题。
【关键词】智能型断路器 传感器 脱扣器
0 引言
近年来，一种新型的机电一体化产品智能型断路器，广泛应用于各行各业的控制及低压配电网络中。中铝包头分公司电解二公司铸造车间2005年4月引进国际上先进的美国WAGSTAFF公司6063竖井生产线，并且对配电系统进行了改造，采用CDW1智能型断路器。
1 结构与性能
智能型断路器是用微处理器、智能脱扣器等器件构成的机电一体化产品。智能型断路器的典型结构一般由三部分组成。其一是传感器，用来检测电流、电压、频率、相位等电参数。特别是检测电流，一般是采用空芯电流互感器，以保持线形输出、确保精度。其二是控制器的电子部件，一般是由高度集成的单片机、显示器等电子器件及其印制电路构成，用来对传感器检测到的信号进行处理，并由显示器及执行元件作相应的显示及动作。对于具有可通信功能的智能控制器，还应带有通信协议模块。其三是执行元件，一般为降低能耗都采用磁通变换器，正常情况下依靠永久磁铁吸合铁心，处于闭合状态。当控制器的电子部件发出动作指令时，电流通过线圈产生反向激励，克服永久磁铁固有磁通，依靠弹簧反力使动铁心释放，达到推动断路器脱扣而断开的目的。
智能型断路器通过有效值检测可以进行可靠保护。智能型断路器的基本保护特性有：过载长延续保护、短路短延时保护、短路瞬时保护、接地故障定时限保护。智能型断路器和普通断路器比较，提高了动作的灵敏度和快速性，能保障发生短路事故时，可靠、快速切除故障，降低对上级电网供电质量的影响，防止扩大电网事故，起到积极作用。
当智能型断路器的质量、现场环境、保护配置选择的欠缺、附件配置缺少等等因素，都会造成跳闸的故障。
2 故障现象
2008年3月以来，CDW1智能型断路器频繁出现跳闸现象，由于美国WAGSTAFF公司6063竖井生产线为连续式生产作业，突然的停电会造成6063铝合金棒材废品率显著增大，生产成本上升，企业的损失巨大。
首先，智能型断路器具有本体自诊断功能，当局部的环境温度达到80℃或者由于触头的发热使机壳内温度超过80℃能发出警报，并能在较小的电流时分断断路器。其次，智能型断路器具有负载监控功能，设定整定值后，通过负载监控来分断智能型脱扣器。当负载出现异常时，能够快速切除故障。同时对故障有记忆功能，断路器故障分断后，能够自动进行故障记录。重新得电后，按一下控制面板上的故障检查键，则可指示出故障跳闸的原因。通过调用故障记录，查找故障原因，发现三相供电回路中L2相电流是32.75k&_，NL1、L3相电流分别是12cv71kA、12.65kA，L2相明显的不平衡。UAB、UBC、UAC的电压值在合理的范围内。短延时Ir2报警，Ir2跳闸记录为32kA以上。并且，多次跳闸的故障记录雷同。
3 故障分析及处理
智能型断路器跳闸是由多方面的原因造成的。
首先，考虑二次负载的原因。中铝包头分公司电解二公司铸造车间CDW1智能型断路器的主要负载情况为：两台25t液压倾动熔炼／保温炉、DJ30--XS炉底感应式电磁搅拌器、熔铝／保温炉除尘系统(中色科技)、美国WAGSTAFF公司竖井系统、三台25t铝合金铸锭燃气均热炉组、一台铝合金铸锭冷却炉、奥地利HE公司圆锯床等设备。对生产线的供电电源系统进行了检查，并进行了绝缘测试，未发现有接地和短路等直接造成某相电流突然增大的现象。同时，在应急处理时切换到同规格、同型号的智能型断路器进行使用后，也未发生同样跳闸的情况发生。因此，可以确定二次负载的可能性较小。
其次，如果是智能型断路器的保护功能菜单设定不当，也会出现类似的现象，造成跳闸的情况发生。CDW1智能型断路器的设定功能主要包括：长延时电流整定值、短延时电流整定值、瞬时电流整定值、接地保护电流整定值、接地保护时间整定值、长延时时间整定值、短延时时间整定值。综合考虑二次负载的动态运行状态，智能型断路器的保护功能菜单设定值也是在正常的范围之内。同时，参考应急回路同规格、同型号的智能型断路器的保护功能菜单设定值，可以确定保护功能菜单设定不当的可能性较小。
最后，怀疑是智能型断路器脱扣器的传感器或执行机构出现了故障。脱扣器的传感器是安装在断路器的主回路的母线上，由传感器提供脱扣器上工作的能量及信号。传感器同传统互感器不同，它是一个主要用于提供脱扣器正常工作的能量速饱和电流互感器和另一个主要提供线路电流变化的空芯互感器组成，空芯互感器二次电流的大小同主回路电流的大小成正比。智能型断路器执行机构的磁通变换器将输出的脱扣电流产生一个磁场，使磁力线改变方向，导致反力弹簧作用动铁心驱动脱扣杠杆动作。智能型断路器联锁机构在脱扣杠杆将断路器分断后保持该位置。
于是，更换智能型断路器脱扣器的传感器，更换后故障现象排除，近一年设备运行正常。
4 结束语
近年来，通过对智能型断路器的故障检修及维护的实践过程积累，提出以下的建议：
(1)智能型断路器在选用及使用过程中，需要考虑以下的因素：
①选用时，要特别注意制造厂家的规模及信誉，注意厂家智能型断路器的质量，及其成熟度。不慎重的选择会带来整个生产系统的麻烦。
②智能型断路器使用时，其环境要干燥、清洁、温度适中，满足使用说明书上的要求，否则也会造成误动作。
③智能型断路器使用时，保护功能的选择要合适，避免不考虑适用性而选用上所有的保护特性，这样会适得其反。
(2)改变观念，智能型脱扣器也要加强维护，智能型断路器本身不是免维护的产品，也是需要定期维护保养的。
①使用过程中，各个转动部分应定期注入润滑油。
②定期维护、清除灰尘、以保持断路器的绝缘水平。
③应定期检查触头系统，特别在每次短路分断后应进行检查，检查内容：
a 灭弧室两壁烟痕清除，灭弧壁是否破裂，灭弧栅片烧损是否严重，需视情况及时更换。
b 触头是否接触良好，由于打火造成触头厚度变小时，需送制造厂家更换触头。
c 各连接部件是否松动。
【关键词】智能型断路器 传感器 脱扣器
0 引言
近年来，一种新型的机电一体化产品智能型断路器，广泛应用于各行各业的控制及低压配电网络中。中铝包头分公司电解二公司铸造车间2005年4月引进国际上先进的美国WAGSTAFF公司6063竖井生产线，并且对配电系统进行了改造，采用CDW1智能型断路器。
1 结构与性能
智能型断路器是用微处理器、智能脱扣器等器件构成的机电一体化产品。智能型断路器的典型结构一般由三部分组成。其一是传感器，用来检测电流、电压、频率、相位等电参数。特别是检测电流，一般是采用空芯电流互感器，以保持线形输出、确保精度。其二是控制器的电子部件，一般是由高度集成的单片机、显示器等电子器件及其印制电路构成，用来对传感器检测到的信号进行处理，并由显示器及执行元件作相应的显示及动作。对于具有可通信功能的智能控制器，还应带有通信协议模块。其三是执行元件，一般为降低能耗都采用磁通变换器，正常情况下依靠永久磁铁吸合铁心，处于闭合状态。当控制器的电子部件发出动作指令时，电流通过线圈产生反向激励，克服永久磁铁固有磁通，依靠弹簧反力使动铁心释放，达到推动断路器脱扣而断开的目的。
智能型断路器通过有效值检测可以进行可靠保护。智能型断路器的基本保护特性有：过载长延续保护、短路短延时保护、短路瞬时保护、接地故障定时限保护。智能型断路器和普通断路器比较，提高了动作的灵敏度和快速性，能保障发生短路事故时，可靠、快速切除故障，降低对上级电网供电质量的影响，防止扩大电网事故，起到积极作用。
当智能型断路器的质量、现场环境、保护配置选择的欠缺、附件配置缺少等等因素，都会造成跳闸的故障。
2 故障现象
2008年3月以来，CDW1智能型断路器频繁出现跳闸现象，由于美国WAGSTAFF公司6063竖井生产线为连续式生产作业，突然的停电会造成6063铝合金棒材废品率显著增大，生产成本上升，企业的损失巨大。
首先，智能型断路器具有本体自诊断功能，当局部的环境温度达到80℃或者由于触头的发热使机壳内温度超过80℃能发出警报，并能在较小的电流时分断断路器。其次，智能型断路器具有负载监控功能，设定整定值后，通过负载监控来分断智能型脱扣器。当负载出现异常时，能够快速切除故障。同时对故障有记忆功能，断路器故障分断后，能够自动进行故障记录。重新得电后，按一下控制面板上的故障检查键，则可指示出故障跳闸的原因。通过调用故障记录，查找故障原因，发现三相供电回路中L2相电流是32.75k&_，NL1、L3相电流分别是12cv71kA、12.65kA，L2相明显的不平衡。UAB、UBC、UAC的电压值在合理的范围内。短延时Ir2报警，Ir2跳闸记录为32kA以上。并且，多次跳闸的故障记录雷同。
3 故障分析及处理
智能型断路器跳闸是由多方面的原因造成的。
首先，考虑二次负载的原因。中铝包头分公司电解二公司铸造车间CDW1智能型断路器的主要负载情况为：两台25t液压倾动熔炼／保温炉、DJ30--XS炉底感应式电磁搅拌器、熔铝／保温炉除尘系统(中色科技)、美国WAGSTAFF公司竖井系统、三台25t铝合金铸锭燃气均热炉组、一台铝合金铸锭冷却炉、奥地利HE公司圆锯床等设备。对生产线的供电电源系统进行了检查，并进行了绝缘测试，未发现有接地和短路等直接造成某相电流突然增大的现象。同时，在应急处理时切换到同规格、同型号的智能型断路器进行使用后，也未发生同样跳闸的情况发生。因此，可以确定二次负载的可能性较小。
其次，如果是智能型断路器的保护功能菜单设定不当，也会出现类似的现象，造成跳闸的情况发生。CDW1智能型断路器的设定功能主要包括：长延时电流整定值、短延时电流整定值、瞬时电流整定值、接地保护电流整定值、接地保护时间整定值、长延时时间整定值、短延时时间整定值。综合考虑二次负载的动态运行状态，智能型断路器的保护功能菜单设定值也是在正常的范围之内。同时，参考应急回路同规格、同型号的智能型断路器的保护功能菜单设定值，可以确定保护功能菜单设定不当的可能性较小。
最后，怀疑是智能型断路器脱扣器的传感器或执行机构出现了故障。脱扣器的传感器是安装在断路器的主回路的母线上，由传感器提供脱扣器上工作的能量及信号。传感器同传统互感器不同，它是一个主要用于提供脱扣器正常工作的能量速饱和电流互感器和另一个主要提供线路电流变化的空芯互感器组成，空芯互感器二次电流的大小同主回路电流的大小成正比。智能型断路器执行机构的磁通变换器将输出的脱扣电流产生一个磁场，使磁力线改变方向，导致反力弹簧作用动铁心驱动脱扣杠杆动作。智能型断路器联锁机构在脱扣杠杆将断路器分断后保持该位置。
于是，更换智能型断路器脱扣器的传感器，更换后故障现象排除，近一年设备运行正常。
4 结束语
近年来，通过对智能型断路器的故障检修及维护的实践过程积累，提出以下的建议：
(1)智能型断路器在选用及使用过程中，需要考虑以下的因素：
①选用时，要特别注意制造厂家的规模及信誉，注意厂家智能型断路器的质量，及其成熟度。不慎重的选择会带来整个生产系统的麻烦。
②智能型断路器使用时，其环境要干燥、清洁、温度适中，满足使用说明书上的要求，否则也会造成误动作。
③智能型断路器使用时，保护功能的选择要合适，避免不考虑适用性而选用上所有的保护特性，这样会适得其反。
(2)改变观念，智能型脱扣器也要加强维护，智能型断路器本身不是免维护的产品，也是需要定期维护保养的。
①使用过程中，各个转动部分应定期注入润滑油。
②定期维护、清除灰尘、以保持断路器的绝缘水平。
③应定期检查触头系统，特别在每次短路分断后应进行检查，检查内容：
a 灭弧室两壁烟痕清除，灭弧壁是否破裂，灭弧栅片烧损是否严重，需视情况及时更换。
b 触头是否接触良好，由于打火造成触头厚度变小时，需送制造厂家更换触头。
c 各连接部件是否松动。