万能断路器的结构

前排左一：控制器

前排中：储能机构，上部—绿色为欠压脱扣器，蓝色为合闸线圈（合闸电磁铁），赭石色为分励脱扣器

前排右：电动机，上部——绿色部件为与欠压脱扣器联合使用的：欠压延时控制器。

后排断路器本体（导电机构，灭弧室，进出线排），上部浅灰色部分为二次接线端子。

框架断路器分为这样几个大的版块：

1、触头导电部件

由于承载电流多数在630A以上，最高可至6300A，出于支承，绝缘，以及预期短路电流较大，电弧能量强等方面因素的影响，触头导电部分，被密封在一个腔体内。外壳材料由专用的DMC材料压制而成。各相导电触头上，分别装设有专用的速饱和互感器。将该相的电流信号，传递至控制器。

2、储能操作机构

利用一系列复杂的机械机构，拉伸一根大直径弹簧储能，利用脱扣机构，将主弹簧自拉伸位置解锁释放，进而执行合闸或者分闸的操作。

主弹簧，及相连接整合在一起的这些连杆，弹簧，称为储能机构。

主弹簧的拉伸，一方面可以通过一个手柄，可以人力完成。

更多地，通过一个电机和相连的减速齿轮机构，依靠电机为主拉簧储能。电操，储能电机，MOE，叫法有点混乱。

三(四)极触头，均分别与储能机构相连接。

储能机构

操作机构，是机械产品。基于所学专业原因，觉得这部分比之控制器更重要，所以多看了好多。

【四两拨千斤是什么？看看这些较弱的塑料件就知道了。】

【下面这些红字，是说，红字所代表的附件与储能机构在此连接】

【千斤：主拉簧】

【最后：操作机构正面标准照】

3、关于控制器

（1）取_信号

电流：

A相互感器，B相互感器，C相互感器，N相互感器，变压器中心点接地互感器；

返回：电流值集合 IA/IB/IC/IN/Ig/IΔn

电压：

A相电压,B相电压，C相电压

返回：电压值集合 Uab Uac Ubc

频率：

返回：f

（2）数据预处理

这部分用来根据电压电流信号，计算出功率，功率因数，有功功率，无功功

率

运算出三相电流不平衡度，公式保密。

这部分还用来统计谐波，【该计算统计，为程序员娱乐行为】

计算_参数

P ,Q,SCOSΦ

有功电能，无功电能，视在电能

谐波，频率

三相不平衡度，过压百分比，欠压百分比，过频百分比，欠频百分比

连接RAM故障规则数据库。

过载

如果（Ia>2In）//2由客户设定

启动过载计时程序 //如果15分钟前短路过，这里的计时参数需要缩短，热记忆功能

如果计时=180秒，且Ia还大于2In

发出过载信号。

}

指令_发出{

如果，接收到故障信号

根据故障类型，发出用户指定的故障处理规则：

1,脱扣断开断路器//各种以“保护”结尾的功能

2, 报警 （暂）不动作，发出信号吆喝//例如PAL预报警功能

3, 协同向上级断路器发出锁定信号，自己上。//ZSI功能

4,系统控制 向断路器下级那个小名叫“不重要”的负载回路发出切除信号。//负载监控功能

//以上四种类型，为自定义动作类型,姑妄一听

返回：故障类型，故障发生时间，故障处理记录。

}

控制器就是个这。

4，【常用附件 分励脱扣器，合闸线圈，欠压脱扣器】

这些部件，架设在断路器储能机构的上方，透过一些非常机巧的杠杆机构，四两拨千斤的完成任务。

分励是远程断开。

欠压是电压不爽时断开

有时候为了遏制欠压的暴脾气，会连接一个延时控制器，劝欠压观察，1、2、3、或5秒之后，判定欠压故障不是那种日常波动，再由欠压咆哮爆发。

合闸线圈，也叫合闸电磁铁。

在监控室用电机对机构储能之后，再派个人去现场摁下按钮，有失体面，所以在机构上方装设一个电磁铁，全面实现自动化。这就是合闸线圈。

电操（就是前面说的那个把主拉簧拉开的电机）以及分励、合闸线圈，合称为电合分。

订货时常说的电合分电压AC220V，说的就是这三个。

把这些个东西分开，让客户采购ACB时候，还要去单独购买分励脱扣器，合闸线圈，电操，是一种傲慢的行为。

70%~80%的ACB应用场所，有这些附件就够了。其他附件，后面会一个个来说。这里咱们先就大体系说着。

5，【高精尖附件】

协议转换模块

ACB如果要带有通信功能，控制器输出的数据型号，多是按Modbus协议。要是您现场采用的是Profi或者Device Net，就得有个翻译。

信号继电器模块

故障类型，主弹簧储能状态（是否可以合闸），抽屉座上的信号（连接 断开

试验），要是想放大传出，得有这个。

控制器电源模块

控制器工作电源基本上是DC24V

之前出的DW45 2000~6300A的ACB，控制器里面空间富裕，所以板子下方会包含一个变压器，AC220V的。但是要是您外接的二次电源是DC220V或

者 DC110V，就得买个控制器电源模块

最近出来的那种小型化的DW450-1600A的产品，初期出来的时候，控制器没有包含电源，电源模块外置，顶在ACB的上面。买的时候得单收钱。

【最近已经有厂家做出了内置变压器的控制器】

光电信号模块

主要是考虑信号的电气隔离，用光耦的方式，传递信号。

编程器

带线的遥控器，接控制器上，可以设定控制器的保护参数，个人良心没有坏透，没卖出去过，。

6，【应用型附件】

门框

这个厚道些的厂家一般都含在标准配置里。

相间隔板

这几块塑料板，不知道为啥，大家都单独卖。

母线转换

ACB出线用的最多的，是后部水平接线（后面母排与大地平行）。

要是现场接线条件恶劣，要是用了垂直接线，或者上水平下垂直，上垂直下水平什么的，您可能得单独付款。

但是最近出来的不少产品，都是水平母线端子，拧下螺丝转90度，再拧上去就改成垂直接线了，我觉得这个是最贴心的设计之一。

机械联锁

机械联锁有好几种

首先是两台断路器的，两联锁

其次是三台断路器的，三连锁。三连锁有好几种应用方式

三电源，两常用电源一备用电源，两电源一母联...

各种锁（按钮，抽屉，分闸位置锁，M锁N钥匙,门联锁）

按钮锁，就是按钮前面加个罩子锁上，然后不让人摁住按钮。

抽屉锁，就是锁住抽屉不让改变当前位置。

门联锁，合闸时候，别想开门。这个得用抽屉式断路器。

分闸位置锁，断开的断路器，锁上之后，无法合闸。（锁的是机构里面）

M锁N钥匙，M一般大于N，锁住之后，钥匙才能拔下来，这也算是一种联锁啦。

接地互感器（3PT 3PNT 4PT W）

N相互感器

漏电矩形互感器（矢量和，变压器中性点接地）

3..0智能控制器----写在前面。

这部分写的很纠结。

关键是头绪梳理的有点乱，手边有大概70本万能式断路器的样本，筛出来了10本。

本部分内容主要参考资料包括：

【样本】

常熟开关厂：CW1 CW2 CW3

天津百利：TW30,TW40

施耐德电器：MT，MTE

ABB：Emax

西门子：3WL,3WT

【参考文章 引用内容经过少量改写，未与作者联系。如有引用本部分内容，请尊重原作者劳动，注明参考文章】

1，《低压电器》2008年第2期 应用IDMTL提高建筑配电系统供电可靠性

赵天意 上海交通大学，何巍伟 施耐德电气(中国)投资有限公司

2，北京人民电器厂有限公司《营销公司培训教程>>B_DOC_acb_2010_MCR与HSISC》

3,中国专利信息中心，相关专利文献。

【关于几个问题的说明】

1，以下的内容，不建议大家去深究，基于应用的角度了解感觉就可以满足绝大部分的工作了。

2，第一条的说明，是给自己打圆场，这部分想写简单了很难，想写深入了，能力不足，所以大家把这个当且只能当另一个新人的读书笔记来看。

3，关于参考资料：土木上传时候，由于没有权限，分压缩包太麻烦了。有需要这些样本的请留言。

控制器功能概览

个人觉得:

理解记忆控制器的功能可以首先将之分成几个大的部分：

1, 保护功能：过电流/接地、漏电保护/其他......

2, 测量功能：电流电压频率功率...

3, 通信与协同：控制器将信号与不同的设备交互，实现不同的功能。比如：与上位机通信，实现现场数据的远程监控，现场参数的远程调节，远程控制与其他ACB通信，当短路电流来临时，上下级断路器通信约定动作逻辑，实现【ZSI】（Zone Selective Interlock）区域选择性联锁与双电源控制器通信，这个未必有数字信号的交互。但是透过一个控制器，实现了两台断路器，【两路电源的投切】。所以更适宜叫做协同。与下级负载通信，当监测到 回路电流故障时，透过中间层继电器模块，断路器可以向较不重要的负荷回路发出切除信号。当回路恢复正常后，可发出复位信号。【负载监控】与手持调试设备的通信，可以自手持终端去调整万能断路器的参数，这个有可能可以改变一些透过面板不能修改的参数数据。

4，自检与用户界面，自检用以监视控制器自身工况（温度，软件错误handle

等等），用户界面是用户对控制器参数进行操作的接口

3.1.1过电流保护

必须得写在前面：保护并不全都意味着断开回路。保护，是针对异常情况的做出的响应举措。

断路器跳闸 和 发出报警信号，是常见ACB保护措施

a) LSI N 这个是四种过电流保护。

Long-time delay 长延时；

Short- time delay 短延时；

Instant短路瞬时；

b)N极保护 中性线保护

需求

当负载不平衡或者3次谐波含量比较高的时候，中性线上可能有较大的电流:

一方面我们有时会将中性线导线截面设定为相线截面2倍。

一方面需要为中性线设定专门的保护参数

职责承担

万能式断路器的智能控制器

按照保护参数设定划分为(这里列出的是正常的工况下，N极设定的额定电流）：

OFF（无保护）；

0.5In；

In；

1.6In；

2In

安装使用方法

如果，在安装3P断路器的场所，需要中性线保护:

采用 ：3P断路器+外接中性线互感器

需要断路器控制器中性线保护功能【LSIN】

中性线互感器接入控制器。

如果，在安装4P断路器的场所，需要中性线保护。

采用：有中性线保护功能的控制器、

保护参数设定

设定方式

—远程设定(中控室到配电室4km)

—断路器上直接设定：旋钮/菜单【旋钮便宜，菜单贵】

—外置编程器，以串口，红外接口，RS485/232等形式将手持设备连接至控制器，设定参数【这有点装腔调】

设定值

—N极保护参数最少有两档可以调节：OFF和In。

关于接地保护G，向后放一些。

放点测量，电流 电压 功率因数，功率，电度表。

为此当干一大杯。

这些职能，虽然深藏配电室后宫，为各种多功能NB电度表的光辉所掩盖，

但是还是一样热情洋溢的出现在所有企业的样本之上。

祈祷某日，ACB得宠，将电度表粪土于世上。

这里放一张电流测量的样子吧。其他U,f,P，kW什么的都差不多。

几种说出来缩写的意思 显得NB的内容

MCR和HSISC

MCR making current release 合闸短路分断

HSISC High Set Instant Short Circuit 超大短路电流分断

一点便于理解的基础知识。

ACB的脱扣，需要经过这样一些过程

1，互感器感应到电流信号，控制器运算，发出动作指令。

2，动作机构动作，脱扣断开。

【关于MCR】

0,在断路器合闸的瞬间，控制器就像电脑开机一样，有一个加电，自检之类的过程。

1,情境

设想，如果万能式断路器合闸的一瞬间，回路中有短路点存在。

此时如果等控制器反映过味来，然后发出指令，起码要几百毫秒，对于金属性短路的故障，此时很可能造成烧大母排或者拱高压侧保护。

2，解决

MCR功能用以解决这个保护真空期。

MCR，合闸短路脱扣，指的就是不经由控制器管理的保护性脱扣。

MCR 一般在万能式断路器合闸后的100mS内有效。在此时间内的短路电流，由一些更为直接的硬件回路直接控制。

一旦有短路故障，则硬件回路瞬时给出脱扣信号，断开回路。时间一般可以控制在10mS以内。

下面是搜集到的一些参考信息，没怎么看懂

带有ＭＣＲ和ＨＳＩＳＣ功能实现电路的断路器。它包括有智能脱扣器，在智能脱扣器带有的ＭＣＲ和ＨＳＩＳＣ功能电路中还包括分压电路，它的输出端与ＭＣＲ和ＨＳＩＳＣ功能电路中的跟随器的输入端相连；分压电路包括

串联的三个电阻，其中一端接地的电阻与三极管集电极和发射极并联，它的基极通过三个电阻以外另一电阻接单片机的Ｉ／Ｏ端口，由集成运算放大器及其周边电路构成跟随器、反向器和窗口比较器，电源电压通过断路器的辅助触头和另一电阻接于单片机的Ｉ／Ｏ端口。由于单片机响应极快，进行接通分断和越限跳闸保护的过程可以认为全部由硬件实现，避免了软件运算，节约采样和计算时间，可高速瞬时保护。保护的整定值可通过调整分压电路的电阻来改变，因此具有可调性。

【HSISC】 High Set Instant Short Circuit

随着单体变压器容量的提升，性能的提升，计算短路电流日益骇人。

所以ACB的分断能力，也就从50,65,85,100,150kA一路飙升。

在此过程中，应用到了多种手段以提升ACB的分断能力。

HSISC是一种应用于超大电流分断情况下的技术。

High Set Instant Short Circuit

一般地，HSISC的阈值设定在Icw短时耐受电流值附近，当遭遇极大短路电流值时，不经由控制器，不运算，不等待互感器信号，直接分断。

MCR和HSISC是厂商价格表中常见的可选功能。相比之下，MCR几乎家家有，而HSISC出现的不是那么多，见到的，可以在下面跟着帖子说说都谁有。

DMTL

【IDMTL】 Inverse Definite Minimum Time Lag 反时限最小延时保护【之前写的有笔误，抱歉】

变压器的两侧，一边是高压熔断器，一边是低压的框架断路器，这两个保护器件之间，存在着选择性配合问题。

按照常规的保护曲线，如果将断路器的过载动作值设定过高，易导致高压熔断器越级熔断。

设定值太低的话，电工忙不过来，生产连续性要求高的场所，更是要出事。

IDMTL，是在ACB中内置调节功能，调节【过载长延时】保护特性，使之与高压熔断器匹配，避免出现上述两难困境。

这个东西用的不是很多，可参考CW3样本和下面的这篇文章【应用IDMTL技术提高建筑配电系统供电可靠性】

应用IDMTL提高建筑配电系统供电可靠性.pdf (224.28 KB)

作者：上海交大 赵天意 施耐德电气 何巍伟

文章写的蛮清楚的

PAL

【PAL】pre alarm 过载预报警 (这个缩写没有去细查过，不过玩魔兽的管这个叫帕拉丁...电视制式也有个PAL)

PAL不只是出现在万能式断路器中，也出现在带有电子脱扣器的塑壳断路器里，电动机保护器也有...

设计时： 假定一个回路额定电流为1000A（根据计算得到）

运行中： 当电流在1000A的90%以内，认为是正常状态

当负荷超过900A时，电力管理部门就需要注意，负荷有过载的可能性。

PAL功能是应这种需求而设计的。

设定一个预报警门限值，例如额定值的90%，设定一个延时时间，例如120S

以上面的数据为例子，当回路电流持续在900A以上，超过120S时，万能式断路器可以提供一个报警节点信号，用以提示运行部门注意负载状况。