低壓斷路器智能測控系統的設計與實現

0.引言

低壓斷路器產品主要應用在低壓配電網絡中，用于分配電能和保護線路、電源及用電設 備免受過載、欠電壓和短路的危害，提高了供電的可靠性。低壓斷路器智能測控系統是集計 算機技術、智能控制技術、檢測技術為一體控制系統，實現低壓斷路器雙金屬片（熱脫扣器） 的電流過載測控功能，解決了傳統工藝中由于手工調節的隨機性大、質量難以控制的問題， 其極大程度提高產品檢測精度與生產效率，以適應低壓電器市場的高需求。本文介紹低壓斷 路器檢測工藝，以及該智能測控系統的基本結構、工作原理和軟硬件的設計與實現。通過反 復調試，低壓斷路器智能測控系統運行穩定、高效，目前已在上海某斷路器生產廠家現場應用。

1 低壓斷路器檢測控工藝要求

低壓斷路器具有過載保護、短路保護等功能。目前該系統適用范圍是在斷路器過載保護中采 用雙金屬片保護（熱脫扣器），當雙金屬片熱變形時推動脫扣機構動作而切斷電源的保護形 式。過載保護時雙金屬片的工作原理：當斷路器的回路電流超過額定值時，雙金屬片受熱變 形，并向脫扣器的一側偏移，直到雙金屬片上的脫扣螺釘頂到脫扣裝置，此時脫扣器發生跳 閘動作，切斷回路電流。當在規定的脫扣時間內斷路器沒有動作，通過調整脫扣螺釘、螺母 在雙金屬片上的位置，調整后使得斷路器能夠達到斷路脫扣時間的要求[2][3]。

針對目前對低壓斷路器檢測標定時間過長，對雙金屬片變形機理分析，進行現有的檢測 工藝改造。在滿足國家標準的情況下，加大檢測電流，把測控時間大大縮短，提高了生產效 率。本系統采用單相3 倍電流法，即對三個觸點組，先后分別依次加載三倍的規定的電流， 并記錄各組觸點從加載到跳閘的時間t1,t2 和t3。當某組觸點的ti(i=1,2,3)超出允許誤差范圍 時，需要調節雙金屬片上螺釘螺母。斷路器產品具體檢測方式為：

（1）計時至脫扣機構動作，得t1。

（2）如t1 大于規定的Tmin（斷路器合格標準最短時間）,而脫扣機構還沒動作，則啟動螺釘螺母調整機構，至雙金屬片推動脫扣機構動作。

（3）如t1 大于規定的Tmax（斷路器合格標準最長時間）,而還沒動作，則作為故障處理。

（4）對B 和C 相測試重復上述測試步驟。

（5）三相測試完畢合格后，記錄測試數據，系統提示測試完成。

2. 低壓斷路器智能測控系統總體概述

智能系統采用三層分布式控制結構（如圖 2），分為現場設備層、現場控制層和監控管理層三層架構。

（1）現場設備層

現場控制設備需要完成對被測對象（塑殼式斷路器）的壓緊、合閘、上扣、通電、螺釘 螺母調整、松開等一系列連鎖測控操作。所設計螺釘螺母調整機械復合機構，結合激光定位 的數控跟蹤方式，進行同時對雙金屬片上的螺釘和螺母進行調整，實現系統無附加力的同心 雙柔軸調節功能。