低压固态断路器技术

赵质胜  ,张彦阳 ,翟子夜

浙江天正智能电器有限公司 浙江省嘉兴市  314000

摘要：随着电力电子技术的快速发展，对电力系统的稳定性和安全性提出了更高要求，低压固态断路器在电网运行中起到了关键作用，开启了电力行业发展新的生长点，有效提高电力系统故障保护水平，针对不同用电终端加以维护。基于此，本文深入分析了低压固态断路器技术，为提升低压固态断路器技术应用水平提出几点建议。

关键词：低压固态断路器、技术

引言：低压固态断路器是一种广泛应用的控制电流接通和分断的开关电器，能够合理分配电路能量，对电路加以保护。在当前低压固态断路器技术的使用中，仍存在一系列使用问题，使用能耗较高、容易产生误操作、受自身机械构造的限制，灵敏度和可靠性较差，需要进一步分析其工作原理，强化断路器的工作准确性。

一、增强故障监测诊断

重视低压固态断路器技术使用过程中的不确定因素，加强对潜在故障的检测和预防，参考相关文献和调查结果，对几种常见的故障加以研究，结合各种检测优势，使故障诊断更加准确灵活，进一步保障用户安全用电。构建各类检测模型和诊断系统，清晰诊断思路，确保最终获得准确的检测结果，为后续电力系统的稳定运行提供参考价值。

  例如，在低压固态断路器技术使用中，可以加强低压固态断路器故障诊断，及时发现断路器现存故障，采用波形分析法与模糊神经网络进行诊断，先利用小波分析法找出信号值，再利用模糊神经网络法将模糊特征值输入，传送样本至模糊神经网络，最终得到故障类信息。在误差诊断过程中，需要注意故障检测标准值的选择，了解典型的影响断路器正常工作的现象，其中电感应器、运动感应器、分合闸线圈、电流信号都蕴含了丰富的特征值和信号，是了解低压电压设备状况的主要来源。引入在线监测与诊断系统，在线监测断路器开合状态，推测故障类型范例，保存低压固态断路器运行中的的电流线圈信号，汇总断路器异常运行历史记录，方便人工查询，识别异常运行模式，进行智能化通信报警，予以相关工作人员警惕。诊断系统分为上位机和下位机，分别采集数据信息和通信，能够更直观的观察断路器运行状况，避免系统故障，芯片平行并行，彼此建立独立沟通，保证了数据传输的时效性，人机操控软件语言，操作简单，具备变电站推广优势。

二、研究技术应用现状

低压固态断路器能够提前判断电力故障，同时快速切断故障，解决了传统机械结构断路器的使用问题，在研究与开发方面，国内外仍持续进行样品的开发，探索更先进的科学技术。低压固态断路器技术结合了各种高端先进技术，也推进了我国电网数字化水平，为了进一步防止电网产生故障，需以理论为基础，加强工作原理分析，持续研究先进科技。

  例如，在低压固态断路器技术使用中，需要掌握断路器结构特征，了解应用现状，强化断路器技术的科学应用，使其更好地满足电力系统保护发展。主要结构由操动机构和灭弧室构成，由操动机构完成开关动作，操动机构由五大模块组成，其中开关模块，对正常电路中的电流加以控制，主控模块是断路器的行为中枢，能够对传输信号进行逻辑运算，输出电平信号，驱动器件开关闭合，电源模块为断路器工作提供所需电能，冷却保护模块吸收电子器件所散发的热量，降低对其本身造成的损害，信号处理模块检测电流信号，并将其转化为具有价值信息的模拟信号，最终传输到目的模块。低压固态断路器技术的应用，限于额定电流较低的电网系统中，在驱动脉冲信号控制中，容易产生电压电流不均现象，损害器件，体现了断路器平衡设计的重要性，应当加强断路器动态平衡调整。低压固态断路器主要有三种限流方式，主要功能是防止电流短路，电阻限流形式与短路电流时热敏电阻PTC受热膨胀，及时限制短路电流通过，但PTC通用性不高，自身使用条件有着较高要求。超导限流形式利用了超导材料转变为非线性高电阻的使用性质，达到抑制短路电流的效果，固态限流使用电力电子器件阻控制电路回路，采用功率半导体做开关，电容自身释放电流，与功率半导体电路反向起到切断作用。

三、发挥智能数字优势

积极引入物联网技术，增强低压固态断路器设计，提高低压固态断路器智能化程度，解决现有断路器能耗问题，降低断路器误操作几率，改进断路器结构，优化电流保护算法，减轻断路器能耗，改善断路器参数，以便更好的实现电力系统的感知和控制。

  例如，在低压固态断路器技术使用中，可以重新设计断路器结构，强化数据采集功能，以传统断路器为基础，增设不同数据采集的传感器，如电流测量传感器，位置传感器等。建立低压固态断路器功耗模型，对准国际电工标准，利用内部功耗计算公式，计算实际功耗，根据实际能耗情况，改善断路器性能，调整工作参数，检测断路器运行情况。开展电流保护模拟仿真实验，设置仿真实验环境参数，进一步验证电流保护算法的合理性，采集电流变化曲线图，通过实际分析电流数据，判断电路是否应该执行断路，反应实际电流保护情况。依据断路器相关参数的实际范围，寻找降低断路器能耗的最优参数，得出断路器最小能耗的工作情况，以此选择最低能耗的工作运行参数，将能耗和材料消耗降到最低。新增拓扑模块，快速识别和定位产品，为电量调配提供数据基础，建立通信功能，使用物联网技术实现电网运行的远程操控，呈现可视化断路器运行情况。

四、加强设备使用维护

在低压固态断路器常见故障检测和诊断的基础上，同时重视低压固态断路器的选择、使用和防护问题，了解不同种类断路器的保护性质，依据电网运行实际情况注意选择和分类。作为一种相对复杂的保护电器，需要结合断路器的使用特性，定期检查断路器运行状况，避免产生误动作，才能有效维系断路器完成预定的任务，提高产品准确性和通断能力。

  例如，在低压固态断路器技术使用中，可以从断路器的选择入手，选用断路器的额定工作电压电流不得小于线路负荷电压电流，准确计算线路负荷电流，使欠压电流脱扣器额定电压与线路电压相等。电路器选择应考虑断路器的使用条件和电寿命，为了达到断路器使用效果，也要重视低压断路器的安装流程，安装前检查好断路器的规格，测试断路器的灵活性，严格依据产品安装说明书完成安装，保持安装平稳，在断路器周围不得附加机械应力，在灭弧罩上预留飞弧空间，按照规定选取连接线，不得忽略断路器工作状态的显示指示灯。低压固态断路器使用前要做好清洁工作，扫除并清洁断路器表面尘土和污垢，确保各个器件连接紧密，再次核验活动部件之间的距离，以免脱扣器动作产生变化造成运行事故。一般在1~2年时间内对操作机构进行润滑涂油，避免机械表面生锈，0.5~1年时间进行定期检修。在不带电的情况下，检修断路器的合分闸次数，检测断路器动作是否灵活可靠，如果传动机构卡塞，可以在加油后进行检测，还要清理触头接触面的污垢、烟灰、毛刺等，磨损严重时需要及时更换，清除灭弧室存在的杂物，以保持其具备良好的绝缘性能。

  综上所述，低压固态断路器技术是保障电力系统稳定运行的重要基础设施之一，有效控制线路断开和闭合，为人们提供用电便利，分析当前断路器常见故障和原因，及时诊断断路器运行误差，能够进一步提高断路器工作效率，减少运行事故的产生。合理选择断路器型号，掌握低压固态断路器技术的应用原理，努力降低电子器件的使用损耗，增强日常维护保养，积极研发和引进更高科技水平的断路器设备，努力发挥断路器的应用优势。

参考文献：

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[3]黄少坡. 低压断路器寿命试验技术研究及试验装置开发[D]. 河北工业大学, 个个人简介：赵质胜；出生年月：1983.04 ；性别：男；籍贯：广东；民族：汉；学历：本科；

现有职称：工程师；研究方向：低压断路器产品的设计