智能型漏电断路器的设计

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1、第20卷第14期电子设计工程2012年7月V01．20No．14ElectronicDesignEngineeringJu1．2012智能型漏电断路器的设计吴茂(佛山科学技术学院广东佛山528000)摘要：叙述了剩余电流产生的原因及危害，设计了一套智能型漏电断路器，并给出了硬件结构和软件设计。试验结果表明：该智能断路器质量可靠、性能稳定、完全达到了国家标准的要求。关键词：剩余电流；断路器；电气火灾中图分类号：TM561文献标识码：A文章编号：1674—6236(2012)14—0029—03Designofintelligentleakagecircuit

2、breakerWUMao(FoshanUniversity，Foshan528000，China)Abstract：Thispaperdescribesthecausesofresidualcurrentanditshazards．IntelligentLeakagecurrentbreakerisdesignedandthehardwarearchitectureandsoftwaredesignweregiven．Thetestingresultindicatesthisdetector，whichhassomecharacteristicssucha

3、sReliablequalityandstableperformance，Fullymeetthestatestandards．·Keywords：leakagecurrent；breaker；electricfire电气接地故障中电弧性对地短路是引发电气火灾的重要原因。电弧性对地短路具有很大的阻抗和电压降，它限制了故障电流．使过电流保护器不能动作或不能及时动作来切断电源．而几百毫安的漏电弧产生的局部高温可达2000℃以上，足以引燃周围的可燃物而引起火灾。况且，用电设备分布在建筑物的各个角落，危害范围广，如不对系统的漏电进行监测和防控．就会对人身和财产安全

4、构成威胁，存在很图1剩余电流互感器工作原理大的火灾隐患。智能型漏电断路器能准确监控电气线路的故Fig．1Principleofresidualcurrenttransformer障和异常状态．能有效预防常见的因漏电导致接地电弧所引漏电断路器主要由零序电流互感器CT，漏电检测电路，起的建筑物电气火灾事故。为了保证人民生命财产安全，在脱扣器组成。被保护电路有漏电或人体触电时。只要漏电或建筑物的电源进线处及干线上安装智能型漏电断路器十分触电电流达到漏电动作电流值．零序电流互感器的二次绕组必要。就输出一个信号，经过集成电路放大器放大后送给CUP，CPU输出驱动信号

5、使漏电脱扣器动作驱动断路器脱扣．从而切断1剩余电流产生的原因和保护原理电源起到漏电和触电保护作用。让三相四线导线一起穿过一零序电流互感器CT，也可2断路器控制器的设计在中性线Ⅳ上安装一个零序电流互感器CT．利用这些CT来检测三相的电流矢量和，即剩余电流，如图1所示，根据电路2．1系统基本功能原理可知，当电路中没有发生设备漏电或接地故障且三相负智能型漏电断路器集剩余电流、短路、过载、过压和欠压荷完全平衡时，一次侧中瞬时电流的矢量和为零，即厶+厶++(缺相)等电气故障的监测、分析、报警及控制于一体，主要具／~-0。在电流互感器中产生磁通的矢量和等于零，此时，二

6、次有以下功能：线圈中感应电流=0。当被保护的电路出现绝缘故障时，负1)具有剩余电流检测和保护功能，当检测到发生漏电时，载侧有对地泄载电流，零序电流互感器的矢量和不为零，即即剩余电流h#0。该信号经过单片机采样运算后进行快速判lo+Ib+L+l,~≠0，在电流互感器中产生磁通的矢量和也不等于断，当剩余电流达到整定动作值时，驱动晶闸管，接通电磁脱零，此时，零序电流互感器二次绕组中便产生感应电流，即剩扣器电源，电磁脱扣器吸合，使断路器跳闸，从而达到漏电保余电流≠0。护的功能。2)保护动作电流、分断时间可调：用作台区总保护时，剩收稿日期：2012—03—04稿件编

7、号：201203025作者简介：吴茂(1968一)，男，广东佛山人，实验师。研究方向：电器智能化技术。—．29—．《电子设计工程>2012年第14期余电流动作值可设置为300～l000mA，分断时间可设置为串行总线端口等，并有外接电路简洁、开发方便、可用C语言0．6s，而作为二级保护时，动作电流可设置为200mA档，分编程、程序保密性强等特点。断时间可设为0．3s，这样的设置可以避免因越级跳闸而引起2．2．2剩余电流检测电路的大面积停电现象的发生。剩余电流检测电路是一个零序电流互感器。被保护的相3)可智能识别突变剩余电流和缓变剩余电流，从而鉴别线、中性线穿

8、过环形铁心，构成了互感器的一次线圈，缠绕设备漏电和活体触电。缓变与