[发明专利]智慧安防断路器

说明书

技术领域

本发明创造属高、低压电器技术领域

背景技术

现代社会，人们的生产、生活离不开电，在输配电中断路器是最基础的电器元件，起着对电能的分配、控制、保护的作用，广泛应用于发电厂、变电站、机械、化工、冶金、电力、纺织、矿山、农业、建筑、国防和国民经济的各个方面，它可以在带负载情况下闭合或分断电源，并且对用电设备与用电线路起着过载与短路保护的作用。在输配电领域占有极其重要的位置，市场占有率极高，从家庭用电到工业、农业、商业、学校和机关事业的各种场合都用它。

目前国内外电器生产和使用的断路器，主要有塑壳断路器、框架式断路器和真空断路器等，它们主要由过载长延时保护、短路短延时保护、短路瞬时保护和操作机构等构成，有些产品也附加了漏电保护、接地保护的功能。

断路器主要有两大功能，一是在正常情况下，作不频繁合、分电路或起动、停止用电设备，即开关功能；另一个功能是在线路或设备发生过载、短路等故障时，自动切断电源，予以保护，也既是保护功能，保护功能是断路器十分重要的使用功能，用户在选择断路器时，是按预期最大负载电流选择断路器的额定电流。

各种断路器的额定电流都是固定或一次性整定后出厂的，即出厂时已经订制好它的额定电流规格，用户只能按电流规格选用，一般不能定制它的电流规格大小。虽然有些断路器的额定电流可以由用户做一些调整，但都是属于一次性整定，不仅整定范围有限，而且一经整定，它的额定电流规格在运行中是不能再自动调整或改变的。

近些年国内外的知名电气公司虽然采用现代的电子技术和计算机技术开发设计了一些新型的智能化断路器，如：德国西门子的3VT塑壳断路器和3WT万能式断路器；ABB公司的SACE megamax空气断路器；施耐德公司的EasyPact塑壳断路器以及三菱公司的世界超级WS系列断路器和国产的德力西CDW7系列万能式断路器等虽然在性能上都有了长足进步，但其基本原理和功能并没有较大的变化，其主要保护功能仍是过载长延时保护、短路短延时保护、短路瞬时保护，这些保护都是基于额定电流Ir进行的。

用户在设计、选用断路器的基本原则是：断路器的额定短路分断能力≥线路可能出现(预期)的短路电流。一般按负载电流的1.05～1.25倍选取断路器的额定电流Ir，如果负载电流小于额定电流Ir的90％，则断路器的过载保护灵敏度开始下降，如果负载电流小于额定电流Ir的50％，则断路器将失去正常的延时保护功能，如果负载电流小于额定电流Ir的25％或更低，则断路器将失去正常的短路瞬时保护功能，断路器过载、短路保护功能的保护范围是根据额定电流Ir的大小而进行的，如果负载电流超出额定电流Ir的保护范围断路器将失去应有的保护功能。

由于断路器的额定电流Ir运行中不能改变，导致用户负载减轻时断路器不能有效的保护用电设备和线路的安全，最终导致人身设备事故，甚至直接引发严重的火灾。

然而，用户在使用各种断路器时，往往是一台断路器后面带有多台负载设备，并且各个负载设备在不同的时间并不同时运行，而在断路器选型时只能根据最大负载选择断路器的额定电流，尤其在动力配电系统中更是这样，这将导致用户负载减轻或空载时断路器失去应有的过载、短路保护功能，不能有效的保护用电设备和用电线路的安全，这是极其严重的安全隐患，很多非常严重的后果均由此引发！因此，不少有经验的电气设计人员、安全管理人员、以及从事电气安装和电器维修的工作人员都反复强调：断路器的额定电流一定要与实际负载相匹配，否则，不能保护负载设备及线路的安全。

发明内容

本发明创造目的在于提供一种具有智慧学习功能，并且额定电流能根据负载变化而作相应改变的智慧安防断路器，同时还提供火灾探测保护功能、电磁探测保护功能、漏电保护功能、接地保护功能和过电压保护功能，以达到有效保护负载设备和用电线路安全的目的。由于智慧安防断路器的额定电流不需要人工设定，而由本发明的智慧安防断路器的学习功能通过跟踪负载变化的学习完成，学习完成后即转入运行状态，额定电流跟据负载变化而适时变换至最佳额定电流值，以保证智慧安防断路器具有灵敏、精确、安全、可靠保护用电线路和负载设备的能力。

本发明的智慧安防断路器采用单片机或其它计算机为控制核心的、配有显示器、键盘及相应的控制软件构成的电子控制系统(5)，因此，智慧安防断路器是具有人工智能的断路器，电子控制系统(5)通过A/D转换将采集的电流传感信号、温度式火灾探测信号、电磁式火花探测信号、漏电传感信号、接地传感信号以及过电压信号转换成相应的数字信号，以便记忆存储和处理，在A/D转换和各个传感器之间还设有信号调理电路，以完成传感信号的预处理。