低压断路器智能测控系统的设计与实现

0.引言

低压断路器产品主要应用在低压配电网络中，用于分配电能和保护线路、电源及用电设 备免受过载、欠电压和短路的危害，提高了供电的可靠性。低压断路器智能测控系统是集计 算机技术、智能控制技术、检测技术为一体控制系统，实现低压断路器双金属片（热脱扣器） 的电流过载测控功能，解决了传统工艺中由于手工调节的随机性大、质量难以控制的问题， 其极大程度提高产品检测精度与生产效率，以适应低压电器市场的高需求。本文介绍低压断 路器检测工艺，以及该智能测控系统的基本结构、工作原理和软硬件的设计与实现。通过反 复调试，低压断路器智能测控系统运行稳定、高效，目前已在上海某断路器生产厂家现场应用。

1 低压断路器检测控工艺要求

低压断路器具有过载保护、短路保护等功能。目前该系统适用范围是在断路器过载保护中采 用双金属片保护（热脱扣器），当双金属片热变形时推动脱扣机构动作而切断电源的保护形 式。过载保护时双金属片的工作原理：当断路器的回路电流超过额定值时，双金属片受热变 形，并向脱扣器的一侧偏移，直到双金属片上的脱扣螺钉顶到脱扣装置，此时脱扣器发生跳 闸动作，切断回路电流。当在规定的脱扣时间内断路器没有动作，通过调整脱扣螺钉、螺母 在双金属片上的位置，调整后使得断路器能够达到断路脱扣时间的要求[2][3]。

针对目前对低压断路器检测标定时间过长，对双金属片变形机理分析，进行现有的检测 工艺改造。在满足国家标准的情况下，加大检测电流，把测控时间大大缩短，提高了生产效 率。本系统采用单相3 倍电流法，即对三个触点组，先后分别依次加载三倍的规定的电流， 并记录各组触点从加载到跳闸的时间t1,t2 和t3。当某组触点的ti(i=1,2,3)超出允许误差范围 时，需要调节双金属片上螺钉螺母。断路器产品具体检测方式为：

（1）计时至脱扣机构动作，得t1。

（2）如t1 大于规定的Tmin（断路器合格标准最短时间）,而脱扣机构还没动作，则启动螺钉螺母调整机构，至双金属片推动脱扣机构动作。

（3）如t1 大于规定的Tmax（断路器合格标准最长时间）,而还没动作，则作为故障处理。

（4）对B 和C 相测试重复上述测试步骤。

（5）三相测试完毕合格后，记录测试数据，系统提示测试完成。

2. 低压断路器智能测控系统总体概述

智能系统采用三层分布式控制结构（如图 2），分为现场设备层、现场控制层和监控管理层三层架构。

（1）现场设备层

现场控制设备需要完成对被测对象（塑壳式断路器）的压紧、合闸、上扣、通电、螺钉 螺母调整、松开等一系列连锁测控操作。所设计螺钉螺母调整机械复合机构，结合激光定位 的数控跟踪方式，进行同时对双金属片上的螺钉和螺母进行调整，实现系统无附加力的同心 双柔轴调节功能。