基于机械特性的微型断路器服役状态辨识方法

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作者 李奎 王鹏 +2 位作者 胡博凯 张昊天 王尧 《电工技术学报》 北大核心 2025年第14期4642-4654,共13页

微型断路器是低压配电系统中的重要保护设备,随着微型断路器操作次数的增加,其性能退化,机械参数随之变化,最终导致微型断路器丧失操作性能,影响低压配电系统的安全可靠运行,因此如何有效识别微型断路器的服役状态是当前亟需解决的问题... 微型断路器是低压配电系统中的重要保护设备,随着微型断路器操作次数的增加,其性能退化,机械参数随之变化,最终导致微型断路器丧失操作性能,影响低压配电系统的安全可靠运行,因此如何有效识别微型断路器的服役状态是当前亟需解决的问题。该文建立微型断路器操作机构的动力学仿真模型,研究合闸过程中手柄操作力矩变化规律,提取表征手柄操作力矩变化特征的刚合角度和合闸最大转矩;分析触头超程退化特征和触头弹簧性能退化特征,确定微型断路器服役性能退化特征与手柄操作力矩特征参数的关系;根据触头磨损程度将微型断路器服役状态分为正常、退化、危险、故障四种等级,确定每种等级下刚合角度和合闸最大转矩的阈值区间。进行微型断路器性能退化模拟实验,验证所提服役状态辨识方法的有效性,实现微型断路器在不同退化特征下服役状态的准确识别。 展开更多

关键词 微型断路器 操作机构 机械特性 动力学模型 服役状态辨识

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用于智能监控的智能微型断路器系统

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作者 金春雨 李逸铭 《农村电工》 2025年第8期35-36,共2页

1研制背景目前,传统的接电箱管理模式无法实时监测电力使用情况,也缺乏对电流、电压、功率、用电状态等关键数据的有效掌控。而且,巡查成本高,监管力度有限,使得电力设备管理问题更加复杂。因此,研发一款智能微型断路器,对接电箱进行实... 1研制背景目前,传统的接电箱管理模式无法实时监测电力使用情况,也缺乏对电流、电压、功率、用电状态等关键数据的有效掌控。而且,巡查成本高,监管力度有限,使得电力设备管理问题更加复杂。因此,研发一款智能微型断路器,对接电箱进行实时监控、数据采集、远程控制等,通过精准的用电监测和管理,实现对电力使用的可观、可测、可控,有效防止窃电行为,保障电力供应安全,非常必要。 展开更多

关键词 实时监测 电力使用 数据采集 智能微型断路器

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微型断路器短路开断过程中电极烧蚀特性仿真研究 被引量：13

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作者 李兴文 王云峰 +1 位作者 原帅 屈建宇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期1080-1087,共8页

短路开断过程中电极烧蚀严重影响微型断路器开断性能和使用寿命,因此研究短路开断过程中微型断路器电极烧蚀特性具有重要意义。该文建立了电极烧蚀模型,该模型综合考虑了电极材料相变、电弧与电极表面之间的能量平衡关系以及烧蚀过程中... 短路开断过程中电极烧蚀严重影响微型断路器开断性能和使用寿命,因此研究短路开断过程中微型断路器电极烧蚀特性具有重要意义。该文建立了电极烧蚀模型,该模型综合考虑了电极材料相变、电弧与电极表面之间的能量平衡关系以及烧蚀过程中边界的移动问题。测量了电弧在动静触头之间的停滞时间以及电弧电流波形,并基于二者获得了电极烧蚀过程中的电弧电流波形,将该电流波形作为模型的输入电流,利用该文电极烧蚀模型计算了短路电流为3k A时电极的温度分布,烧蚀体积和烧蚀质量,并与实验测得的烧蚀质量数据进行了对比,验证了模型的正确性和有效性。此外,基于该模型分析了短路电流为3k A时电弧停滞时间以及氧化锡质量分数对电极烧蚀质量的影响,结果表明在0.5~1ms范围内随着电弧停滞时间的增加,触头烧蚀质量近似线性增加,并且斜率约为7.06mg/ms;对于氧化锡质量分数分别为8%、10%和12%的银氧化锡材料,随着电极材料中氧化锡质量分数的增加,电极烧蚀质量增加比较平缓,整体上三种不同电极材料的烧蚀质量在4.5~4.8mg之间。 展开更多

关键词 微型断路器 电极烧蚀 相变 移动边界 温度分布 烧蚀质量

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电机式低压智能微型断路器控制系统设计 被引量：11

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作者 熊德智 陈向群 +4 位作者 杨杰 胡军华 李劲柏 张蓬鹤 薛阳 《电测与仪表》 北大核心 2016年第23期117-121,128,共6页

针对目前低压微型断路器不能远程分合闸的问题,设计了一种电机式智能微型断路器控制系统。介绍了设计该控制系统的必要性,提出了控制系统的整体设计方案和设计原理,对控制系统低功耗MCU设计、低功耗电源设计、状态反馈电路设计等关键技... 针对目前低压微型断路器不能远程分合闸的问题,设计了一种电机式智能微型断路器控制系统。介绍了设计该控制系统的必要性,提出了控制系统的整体设计方案和设计原理,对控制系统低功耗MCU设计、低功耗电源设计、状态反馈电路设计等关键技术进行了研究和实现,对系统的控制流程、状态检测及反馈流程进行了简要说明。功能验证试验表明,该智能微型断路器控制系统完全符合国内相关标准要求,能实现完整的分合闸控制和状态反馈功能,具有很强的应用价值和推广价值。 展开更多

关键词 微型断路器 控制系统 MCU 直流电机 信号反馈

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微型断路器灭弧失效分析及性能优化设计 被引量：10

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作者 熊德智 陈向群 +2 位作者 杨杰 薛阳 张蓬鹤 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期2333-2341,共9页

针对目前居民用微型断路器故障频发和灭弧能力严重不足的问题,开展微型断路器灭弧失效分析及性能优化研究。在分析微型断路器灭弧失效机理的基础上,提出优化设计技术路线图,建立微型断路器失效仿真模型,分析燃弧时间与栅片数量之间的关... 针对目前居民用微型断路器故障频发和灭弧能力严重不足的问题,开展微型断路器灭弧失效分析及性能优化研究。在分析微型断路器灭弧失效机理的基础上,提出优化设计技术路线图,建立微型断路器失效仿真模型,分析燃弧时间与栅片数量之间的关系,分析并给出模型关键优化参数的取值,对提出的4种设计方案进行仿真分析,得出最佳优化设计方案。通过对优化前、后的微型断路器样品进行实验分析可知,与优化前相比,试品优化后的分断时间和燃弧时间均显著减少,焦耳积分明显降低。实验结果与仿真结果相符,表明该优化设计方案可明显提升微型断路器的灭弧性能和分断能力,有效提高微型断路器的可靠性、安全性和稳定性,解决微型断路器灭弧失效的难题。 展开更多

关键词 微型断路器 电弧 灭弧栅 引弧片 优化

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微型断路器电寿命评估 被引量：19

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作者 何志鹏 赵虎 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期1031-1040,共10页

由电弧烧蚀触头材料而引起触头失效是导致微型断路器电寿命劣化的主要原因,研究微型断路器电寿命评估方法对提高用电网络安全性和可靠性具有重要意义。该文以额定电流16A的微型断路器作为电寿命试验对象,利用高速摄像机观察触头间电弧... 由电弧烧蚀触头材料而引起触头失效是导致微型断路器电寿命劣化的主要原因,研究微型断路器电寿命评估方法对提高用电网络安全性和可靠性具有重要意义。该文以额定电流16A的微型断路器作为电寿命试验对象,利用高速摄像机观察触头间电弧的运动过程,从电弧电压中提取反映断路器电寿命退化过程的特征量,研究累积燃弧能量、跌落时间与触头烧蚀量之间的对应关系,并利用这两个趋势特征量构建微型断路器电寿命评估模型。研究结果表明,电压跌落时间具有随开断次数增加而增大的趋势。利用试验数据对模型评估准确度进行测试,测试结果表明,该文提出的方法适用不同开断电流的情形,可以用于微型断路器电寿命的评估,评估误差在可接受范围内。 展开更多

关键词 微型断路器 电弧运动过程 趋势特征量 评估模型

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微型断路器电动操作系统的电磁兼容性设计 被引量：6

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作者 刘剑滨 姜岩峰 +1 位作者 李莎 张喆 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期914-921,共8页

为实现对微型断路器误动作的弥补,本文设计了一种与微型断路器配套使用的电动操作系统.该设计属于机电一体化产品,测试标准对标欧盟家用电器、电动工具或类似器具的电磁兼容标准EN55014.本文重点关注其中4类指标:发射干扰EMI(Electron-M... 为实现对微型断路器误动作的弥补,本文设计了一种与微型断路器配套使用的电动操作系统.该设计属于机电一体化产品,测试标准对标欧盟家用电器、电动工具或类似器具的电磁兼容标准EN55014.本文重点关注其中4类指标:发射干扰EMI(Electron-Magnetic Interference),抗干扰性EMS(Electron-Magnetic Susceptibility),谐波干扰Harmonic,电压扰动Flicker.通过设计高集成、谐波强衰减、高抗浪涌能力的低通滤波器,采用准谐振软开关技术及分时变频的控制策略,优化的PCB(Printed Circuit Board)布局布线,实现对电磁兼容性的优化,并在第三方检测机构测试通过,获得CE认证. 展开更多

关键词 微型断路器 电磁兼容性 集成低通滤波器 准谐振

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智能微型断路器抗强磁干扰技术 被引量：3

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作者 熊德智 陈向群 +3 位作者 李文文 刘小平 杨茂涛 张保亮 《中国电力》 CSCD 北大核心 2020年第11期133-138,共6页

针对智能微型断路器在强磁干扰情况下容易出现误动和拒动的问题,对可能造成磁干扰的智能微型断路器操控系统、直流电机、开关电源等相关模块进行了分析,并提出了具体的优化设计方案。提出了基于微动开关与霍尔开关双模检测相结合的操控... 针对智能微型断路器在强磁干扰情况下容易出现误动和拒动的问题,对可能造成磁干扰的智能微型断路器操控系统、直流电机、开关电源等相关模块进行了分析,并提出了具体的优化设计方案。提出了基于微动开关与霍尔开关双模检测相结合的操控系统抗磁干扰优化设计方法,并从硬件和软件2方面加以实现。提出了直流电机抗磁干扰优化设计方法和开关电源输出功率抗磁干扰优化设计方法,提高了直流电机和开关电源抗磁干扰的能力。实验表明,经优化后的智能微型断路器抗磁干扰性能优越,稳定性、可靠性高,解决了智能微型断路器在强磁干扰情况下容易出现误动和拒动的难题,具有推广应用价值。 展开更多

关键词 智能 微型断路器 抗磁干扰 霍尔开关 操控系统

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微型断路器在高压开关二次回路中的应用 被引量：2

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作者 李锋 《高压电器》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期21-23,共3页

介绍了当微型断路器应用于高压开关设备的二次回路时 ,应当注意的几个问题 ,并对选用微型断路器提出了几点建议 。

关键词 微型断路器 高压开关 二次回路 脱扣特性

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高海拔微型断路器分断性能的数值仿真分析及应用 被引量：9

10

作者 杨文强 张蓬鹤 张保亮 《电测与仪表》 北大核心 2022年第6期181-187,共7页

高海拔环境下,以空气为灭弧介质的微型断路器分断性能下降,发生短路故障时大电流对电力系统和设备本体的危害加大。为分析分断过程中的环境作用规律并开展优化设计,文中依据高海拔环境下电弧电压的变化规律将分断过程划分为四个阶段,推... 高海拔环境下,以空气为灭弧介质的微型断路器分断性能下降,发生短路故障时大电流对电力系统和设备本体的危害加大。为分析分断过程中的环境作用规律并开展优化设计,文中依据高海拔环境下电弧电压的变化规律将分断过程划分为四个阶段,推导出相应的电弧电压电流数值方程,分析不同预期分断电流、合闸相角、气压和电弧电压对分断过程的影响,求解数值方程得到断路器在不同条件下的电弧电流电压波形,并开展不同电流、合闸相角下的分断试验验证,得出随着分断增大,断路器分断性能考核最严格合闸相角明显改变,再在该相角下分析气压下降时的电弧电压和大电流危害表征量的变化规律,综合考虑灭弧能量和焦耳积分增加值得到高海拔环境下大电流危害增加百分数,得出低气压下断路器分断性能明显劣化,并开展断路器优化设计,数值计算其电弧参量并试验验证优化设计后的大电流危害下降程,得出优化设计后大电流危害表征量降低至低海拔地区的相应值,所提数值仿真方法实用有效。 展开更多

关键词 气压 数值分析 微型断路器 分断性能

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低压开关柜内微型断路器开断电流不足的分析 被引量：1

11

作者 周亚 王学玲 《农村电工》 2013年第9期43-43,共1页

低压开关柜（含农用综合配电柜）普遍安装有低压集中无功补偿装置,微型自动空气断路器（本文简称微型断路器）作为无功补偿装置的控制和保护器件得到大量应用。在生产实际中,多数人仅注意到了微型断路器的额定容量是否满足要求。

关键词 微型断路器 低压开关柜 开断电流 无功补偿装置 自动空气断路器 保护器件 额定容量 配电柜

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低压混合式直流断路器开断特性研究

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作者 熊德智 陈石东 +2 位作者 郎霄剑 肖宇 尹健宁 《高压电器》 北大核心 2025年第6期43-51,共9页

电力系统中大量可再生清洁能源的引入在带来电能高效利用的同时也对系统控制与保护用直流断路器提出了新要求,尤其在光伏发电领域中光伏发电系统电压等级的攀升导致光伏发电用直流断路器需要承受更高的电压(>1500 V),混合式直流断路... 电力系统中大量可再生清洁能源的引入在带来电能高效利用的同时也对系统控制与保护用直流断路器提出了新要求,尤其在光伏发电领域中光伏发电系统电压等级的攀升导致光伏发电用直流断路器需要承受更高的电压(>1500 V),混合式直流断路器的出现解决了高电压下难分断的问题。在混合式直流断路器中IGBT的快速响应为直流开断快速性提供了基础,而直流微型断路器作为机械开关时能够在分断过程中使得电弧电压较短时间内上升至IGBT导通电压实现换流。通过在DC 1000 V系统中验证混合式直流断路器的开断迅速的优势后,仿真预测了这种混合式直流断路器在DC 1500 V系统中的开断特性,在对比电弧能量后进一步体现了混合式直流断路器的开断优势。混合式直流断路器的研究对低压系统的控制与保护提供了思路。 展开更多

关键词 机械开关 直流微型断路器 电弧能量 混合式直流断路器 开断特性

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泛在电力物联网下配电微型智能断路器技术及应用 被引量：11

13

作者 刘林山 《农村电气化》 2020年第1期38-40,共3页

文章分析了几种国内外微型智能断路器技术现状,针对技术发展的微型化、智能化和物联网化难点,尤其是物联网技术带来微型断路器电气性能参数实时监测优势,提出利用边缘计算、自动识别、自主决策升级功能的思路,并以断路器物联网化设计方... 文章分析了几种国内外微型智能断路器技术现状,针对技术发展的微型化、智能化和物联网化难点,尤其是物联网技术带来微型断路器电气性能参数实时监测优势,提出利用边缘计算、自动识别、自主决策升级功能的思路,并以断路器物联网化设计方案说明泛在电力物联网下应用。 展开更多

关键词 泛在电力物联网 配电网 微型智能断路器 安全运行 物联网化设计

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一种预付费电能表用断路器的设计 被引量：5

14

作者 高雅利 《电气制造》 2011年第8期46-47,共2页

预付费电能表用断路器的问世,在微型断路器行业里,无疑是一大进步。随着科学技术的进步和发展,随着人们生活水平的提高与富裕,该断路器的应用前景一片广阔。

关键词 微型断路器 预付费电能表 设计 科学技术 生活水

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ABB带过电流保护的剩余电流断路器RCBO应用于防爆领域的几种解决方案

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作者 张刘斗 姚颖 王农 《电气制造》 2013年第7期26-29,共4页

在防爆领域,为了防止断路器拉弧造成的安全隐患,需要将过电流保护断路器或带过电流保护的剩余电流断路器放入防爆箱内,利用一种辅助操作装置进行箱外控制。ABB集团针对微型断路器和带过电流保护的剩余电流断路器在防爆领域的应用,提供... 在防爆领域,为了防止断路器拉弧造成的安全隐患,需要将过电流保护断路器或带过电流保护的剩余电流断路器放入防爆箱内,利用一种辅助操作装置进行箱外控制。ABB集团针对微型断路器和带过电流保护的剩余电流断路器在防爆领域的应用,提供了相应的解决方案。 展开更多

关键词 微型断路器 带过电流保护的剩余电流断路器 防爆箱 辅助操作装置

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基于物联网的绿色精品台区充电桩有序充电 被引量：1

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作者 陈贤阳 王鹏 程思远 《农村电工》 2024年第3期31-32,共2页

低压绿色精品台区是以HPLC采集模块和新一代智能断路器、分支负荷管理终端、智能微型断路器等智慧计量物联设备应用为基础,运用高级量测、边缘计算和营配数据融合分析等技术,提升低压电网和多种能源的信息全息感知能力,实现电网与微电... 低压绿色精品台区是以HPLC采集模块和新一代智能断路器、分支负荷管理终端、智能微型断路器等智慧计量物联设备应用为基础,运用高级量测、边缘计算和营配数据融合分析等技术,提升低压电网和多种能源的信息全息感知能力,实现电网与微电网的友好交互,为客户提供“绿色电力”智慧用能增值服务的智能化台区。绿色精品台区对比传统台区,新增负荷预测、故障定位、台区拓扑自动识别、安全监测等功能,实现电网低压台区数字化建设,实现多种能源有序管理,分布式能源、充电桩灵活接入和有序管理。 展开更多

关键词 有序管理 微型断路器 负荷管理终端 绿色电力 充电桩 分布式能源 智能断路器 物联网

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一种电动操动机构直流永磁电机的改进 被引量：1

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作者 魏凯 马峰 +1 位作者 刘相蕊 陈旭 《电气工程学报》 2018年第9期44-49,共6页

本文叙述了一种电动操动机构直流永磁电机在起动时引起微型断路器跳闸的问题及改进措施。利用LabVIEW软件对电流、角度等参数进行了测试与分析，发现跳闸的原因为电机电枢阻值设计偏小。试验表明，通过增大电枢电阻，降低起动电流，消... 本文叙述了一种电动操动机构直流永磁电机在起动时引起微型断路器跳闸的问题及改进措施。利用LabVIEW软件对电流、角度等参数进行了测试与分析，发现跳闸的原因为电机电枢阻值设计偏小。试验表明，通过增大电枢电阻，降低起动电流，消除了微型断路器跳闸现象，满足了电动操动机构的工作要求。 展开更多

关键词 电动操动机构 直流永磁电机 微型断路器 跳闸

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