智能真空断路器：集控制、监测、诊断于一体的装置

智能真空断路器是将一些传感器、电压/电流测量元件、智能控制单元等紧凑地集中安装于断路器的一体化装置，因而具有在线测量、控制、监测报警、诊断和通信等综合功能。智能真空断路器结构的示例见于GE公司的i VB型真空断路器和ABB Calor Emag公司的e VD4型真空断路器。

iVB型智能真空断路器的结构如图5-30所示，它的额定参数为12kV、25～31.5kA、630～1250A。设计特点是将微机型继电器紧凑地内置于断路器操动机箱内，电流信号取自位于断路器下触臂的Rogowaski（罗柯夫斯基）线圈，因而测量范围宽广、精度高且大电流无饱和现象；i TU型微机型继电器可十分方便地设置各种保护电流曲线，实现良好的人机对话，具有自测、故障诊断和波形记录、报警等在线监测功能，并支持Modbus和Profitbus通信协议。

图5-29　利用综合信息断路器机械状态在线监测系统的示意图

图5-30　GE公司iVB型智能真空断路器(www.xing528.com)

1—操动机构箱；2—固封极柱；3—信号接收单元；4—上触臂和触头；5—罗柯夫斯基线圈；6—下触臂和触头；7—底盘车；8—油缓冲器；9—分闸弹簧；10—合闸弹簧；11—合、分闸电磁铁与各种脱扣器；12—iTU型微机型继电器；13—弹簧操动机构；14—闭锁模块（可选件）；15—储能电动机和齿轮减速器

eVD4型智能真空断路器的结构示意图如图5-31所示，它的最大额定参数为17.5kV、40kA、2000A。特点也是采取微机型继电器内置于断路器操动机箱内的方式，电流、电压信号分别取自位于断路器下触臂的罗柯夫斯基线圈和分压电阻；RBX615型继电器具有各项电流保护功能，它的自测、故障诊断和波形记录、报警、通信等在线监测功能使断路器能实现可靠的在线监测；继电器连接安装在开关柜面板的HMI界面，能够通过人机对话，方便地进行调试、预设置和查询记录等工作。

ABB的另一成员瑞典公司早已在10余年前即推出了Safe Guard 200型安全保护装置，它具有一次触头温度、断路器触头磨损、开断电流、充入气体的密度、合分闸速度等多项机械性能的在线监测功能，并可通过Modem无线上传给控制中心或上位计算机各种信息数据。

图5-31　ABB Calor Emag公司的e VD4型智能真空断路器

近10余年来，国内外真空断路器及其成套装置智能在线监测技术的发展已取得了丰硕成果，但现行实际应用的仍主要为微机型继电保护装置提供的前述几种在线监测功能，而研制的多种传感器及其探测、分析系统的应用甚少。国外的原因可能与其应用技术先进型开关装置并优先侧重产品质量高度可靠的观点有关；国内的原因有的是价格的因素，例如有的监测装置单价为真空断路器每台价格的三四倍，有的因结构繁杂，不适宜在开关柜有限的安全距离或空间里安装固定，有的则准确度尚需提高。因此，在将科研成果成功转化为实际的应用仍需进行大量的工作。本书作者认为，在大力研发各类在线智能检测装置的同时，改善产品质量和制造工艺水平、提高其运行的可靠性仍应是制造业不可忽视的首要工作，因为国内大多开关产品与国外技术先进型产品相比，尚有不同的差距，这是一个不容忽视的客观现实。