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摘 要

Abstract Ⅲ

第一章绪论 1

1.1断路器简介 1

1.2断路器的机械特性 3

1.2.1 低压断路器状态监测方法[3] 3

1.2.2常见的高压断路器状态监测方法[4] 4

1.2.3智能化断路器的在线监测技术 6

第二章 电寿命计算方法与系统原理设计 14

2.1真空断路器寿命计算方法 14

2.2系统原理设计 15

第三章 传统电流互感器中存在的磁滞现象 16

3.1磁滞现象 16

3.2在MATLAB软件中对磁滞现象进行仿真研究 16

第四章 全光纤电路互感器 20

4.1全光纤电流互感器的基本原理 20

4.2全光纤电流互感器动态建模与仿真 21

第五章 电力系统中两相短路接地波形仿真与实际测量波形的比对 27

5.1利用MATLAB中SimPowerSystem 建立电力系统短路故障模拟坏境 27

5.2真实测量所得电流波形与MATLAB仿真所得电流波形的分析比较 28

结论 29

参考文献 30

致谢 31

断路器机械特性在线检测技术

摘要

本文借由单片机设计了一种对短路故障电流在线检测的系统，该系统能够测量出系统中的故障电流大小，首先对断路器机械特性的电寿命进行计算，然后研究寻常电流互感器中的磁滞现象并且做出它的仿真。挑选全光纤电流互感器作为在线检测手段，对于其在MATLAB中进行了仿真，最后分别得到仿真电流波形，用此与实际环境中测得的电流波形做出比较从而说明全光纤电流互感器运用在断路器在线检测技术中的优秀表现。

关键词 ： 短路故障电流 磁滞现象 全光纤电流互感器

The line detection technology of Circuit Breaker’s mechanical properties

Abstract

This article designs a line short-circuit fault current detection system by the microcontroller. Firstly, calculating the electrical life of the circuit breaker ‘s mechanical properties . then making simulation of hysteresis phenomenon in the common current transformer. All-fiber current transformer is selected as a means of online testing, for its conduct in MATLAB simulation, and finally making comparison between current waveform which measured by experiment and current waveforms by simulation MATLAB.The comparison illustrates the advantages of using all-fiber current transformer in in-line detection technology.

Key Words: hort-circuit fault current;hysteresis phenomenon; All-fiber current transformer

第一章绪论

1.1断路器简介

circuit breaker是断路器的英文名称。它不仅仅具备能够承载，关合乃至开断正常回路条下的电流，同时在规定时间里，仍具备能开断，承载异常回路的功能，作为一种十分重要的开关装置而广为人知。

断路器作用有许多。我们可用它来不频繁地启动异步电动机，分配电能，保护电动机及电源线路。当电源线路及电动机发生严重故障时候，比如短路以及严重过载，乃至欠压等故障时，断路器具备自动切断电路的作用。

分析研究断路器发挥的功能，我们可以说断路器功能上相当于一种复合开关，这种开关是过欠热继电器与熔断器式开关复合而来。而且在分断故障电流后，一般而言我们无须对零部件进行更换替代。目前在国际上断路器已经是获得显著推广与应用，眼光往未来放去，笔者自信它也将随着技术发展在体积，工作方式，乃至安装方式上发生新的变化，这些变化显然是与时俱进的。

断路器的分类方式一般是根据其使用的范围来进行分类。我们常见低压断路器与高压断路器，便是按照它们使用的适应范围区别开的。但是实际运用中，针对于高压断路器与低压断路器二者间的分界线相当模糊，并无统一的标准出台规定，约定俗成一般大家将三千伏以上的断路器材默认为高压电器。

在现代社会中，我们所知道的行业，无论说他是工农业，还是交通运输业，乃至国防，文教卫生，甚至在金融与商业，旅游等各项领域，我们都离不开电的使用。

在日常生活中，生产电，输送电力，乃至使用电，这整个流程中，存在一个不可忽视的重要关节，这个环节便是配电环节由于其作用关乎电的最终去处，必须被妥善考虑。

常见的配电系统中存在多种电器设备，这些电器设备不单单包括变压器同是还涵盖各式各样高低压电器设备。在我们日常生活生产中几乎随处可见低压断路器发挥着其效用。

下面追溯下断路器的历史。最早的断路器诞生于一八八五年，其功能效用，是通过两种器材功能上的结合而实现的，这两种器材一个是组合刀开头而另一个则是过电流脱扣器。在一九零五年，断路器家庭迎来一位新的成员，便是空气断路器器，不同于最初的断路器，他利用自由脱扣装置代替了原先的过电流脱扣器，因为功能上所具备的优越性，后者逐渐取代了前者在实际中的应用地位。自一九三零年以来，由于科学技术的不断发展进步，加之电弧原理的发现，各种建立于电弧理论上的灭弧装置纷纷如雨后春笋般出现，并且很快投入实际生产中的运用。到了二十世纪五十年代末，电子元件兴起所带来的工业化浪潮席卷全球，随着这股浪潮，又有更多符合生产需要的器材被发明，其中之一便是电子脱扣器，时至今日，因为单片机的被推广，另一种断路器走进人们视野，这便是智能化断路器。常见的断路器可以分类为低压断路器，高压断路器，与及真空断路器，这三者在实际生产中各自发挥着效用。

低压断路器常常被运用于于交流电压一千两百伏特与及直流电压一千五百伏特的电路中，无论是交流电路还是直流电路中，低压断路器都发挥着其通断、控制或保护电路，电器设备的作用。在配电网络系系统中运用各种低压断路器元件构成低压成套开关设备，同时低压断路器不仅仅作为电器工业的重要组成部分，它也作为最基础配套在机械行业中占据着重要地位。

在工业自动化系统中，针对许多不同的控制平台，都需要使用断路器对它们进行控制。中国低压断路器行业的发展开始滞后于世界水平，可它的发展进程速度惊人，从开国一开始在一些修理、装配简单电器工厂的基础上逐步发展至具备独立设计、生产的水平，到了1979年具有生产电压断路器的企业已经是达到600多家。历史上我国低压断路器行业存在两个飞速发展的高峰，分别是1985到1986年与及1990到1991[1]，至95年在我国已经有约1550家具备电压断路器生产技术的企业[2]，其发展速度之快，不得不令人叹服。

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