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摘要：为更好满足智能电网的要求，智能型断路器正面临新的发展时期。为了加强变电站、开关站断路器设备状态监测，提高配网设备状态检修水平，有必要应用断路器特性带电检测仪，对断路器的分合闸状态进行带电检测，以判断断路器的运行趋势。智能型户内中压真空断路器具有完善的在线状态监测、诊断、通信和数据记录以及底盘车电动控制功能，显著提高了断路器系统的智能化和可靠性，提高电网供电可靠性。
关键词：智能断路器；状态监测；智能监测系统；可靠性
1 引言
智能型户内中压真空断路器是用于12kV电力系统的户内开关设备，可作为电网设备、工矿企业动力系统的保护和控制单元。智能断路器具有在线监测和诊断功能，其额定工作电压为12kV，最高额定工作电流为3150A。与常规的中压可抽出式断路器相比，新型断路器具有完善的在线状态监测、诊断、通信和数据记录以及底盘车电动控制功能，显著提高了断路器系统的智能化和可靠性[1]。
智能断路器内部设计了控制回路在线监测单元，可对断路器分/合闸控制回路和储能回路的电压、电流波形进行记录和分析；智能断路器内的机械特性测量和诊断分析模块实现了稳态和动态机械运动过程的分析，可以精确测量、记录和分析断路器各次操作过程中各相的机械运动特性；智能断路器还集成了触头绝对温度和温升的在线测量系统，实现了一次回路连接点温度的不间断监测，可以及早发现和预防处理断路器运行过程中由于长期接触不良而引起触头过热等问题。
在实时、全面地监测断路器内部各项机械、电气和温度参数基础上，智能断路器内的自诊断分析单元以信号处理技术和专家系统技术为基础，实现了断路器运行状态的实时评价和诊断分析，可以及时判断出断路器内部机械和电气系统隐含故障问题及其原因，并通过显示单元给出明确的指示。智能断路器支持多种符合电力通信规约的外部数据通信方式，可以和开关设备综合监测装置交换数据，可以构成分布式状态监测和故障诊断系统[2-3]。
2 断路器的结构
断路器主体导电部件布置在由环氧树脂采用APG工艺浇注而成的绝缘套筒内，这种结构能有效地防止包括外力冲击、污秽环境等外部因素对真空灭弧室的影响。断路器一次导电部件安装在断路器框架后部，与操动机构连接成一个整体。
断路器操动机构为弹簧储能操作机构，断路器框架内装有合闸单元，由一个或数个脱扣电磁铁组成的分闸单元，辅助开关，指示装置等部件；前方设有合、分按钮，手动储能操作孔，弹簧储能，状态指示牌，合分指示牌等。
智能断路器内部还设计了电动底盘车控制单元，可以实现远方或就地控制底盘车自动推进或退出，大大提高了中压断路器的自动化水平，方便省力；电动底盘车控制单元设置了电机过流保护电路，保护了电机可靠运行；同时，还设计了安全联锁电路和手动优先电路，保证了断路器安全性和可操作性[4-5]。
在机械结构上，智能断路器弹簧操动机构与断路器本体采用一体式设计，既可作为固定安装单元，也可配用专用手动或电动推进机构，组成手车单元使用，其中固定式断路器可以增加相应的机械联锁，以满足配合多种固定柜的需要。智能型中压断路器可以运用于发电、输配电及其他各工业部门。智能断路器整体及其内部电子控制装置均经过了严格的型式试验和电磁兼容试验，可靠性和安全性高。
断路器合闸所需能量由合闸弹簧储能提供。储能既可由外部电源驱动电机完成，也可以使用储能手柄手动完成。常用断路器有手车式和固定式。
3 智能监测系统
智能断路器监测装置主板安装在断路器框架内左侧肋板上。断路器监测装置由CPU单元、主控回路、分合闸控制监测电路、储能控制监测电路、机械特性测量电路、触头温度无线测量电路等构成[6]。
智能断路器监测装置主板如下图所示：
分合闸控制监测回路、储能控制监测回路的测量传感器采用高精度的霍尔传感器；位移测量通过特种导电塑料位移传感器实现；在断路器触臂上分别安装了6只无线温度检测组件，可以实现触头温度的直接测量；断路器内部还集成了环境温度测量单元，据此可以计算出一次回路温升。
4 结论
从上面的分析，不难看出通过智能断路器的应用，结合日常操作、带电重合闸试验，可以利用智能断路器的自诊断分析单元对断路器的分合闸性能进行带电测试，并且利用波形进行分析判断，及时掌握断路器的运行状况。
同时，在实时、全面地监测断路器内部各项机械、电气和温度参数基础上，可及时地判断断路器辅助机构及主机构是否存在的缺陷及隐患，短时内就可以完成整站断路器测试，可有效地解决定期停电对断路器进行维护的时间及成本，提高供电可靠性和设备利用率，具有良好的经济效益及社会效益。
参考文献
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[6]蔡亮，黄巧亮，曾庆军.真空断路器新型智能在线监测系统研制[J].传感器与仪器仪表，2008，06：129-131.
作者简介：王威（1984-），男，硕士，工程师。研究方向为智能用电、分布式电源并网、电动汽车充换电技术、电力节能技术。
论文作者:王威,陈建凯
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/12
标签：断路器论文; 智能论文; 在线论文; 单元论文; 回路论文; 测量论文; 储能论文; 《电力设备》2017年第29期论文;