河南森海电气有限公司

智能断路器组件

1. 产品概述

1.1. 概述

随着技术的进步，广大用户对断路器智能化的要求越来越高，iCB-900智能断路器组件主要面向12kV～40.5kV电压等级的真空断路器，本产品与断路器本体深度融合，形成一个整体，使断路器具备全方位在线监测和自动报警的功能，可与各种类型的断路器进行配合。

1.2. 应用范围

iCB-900智能断路器组件适用于配置弹簧操动机构的真空断路器，采用目前控制领域广泛应用的DSP数字信号处理系统，通过安装在断路器内的各种传感器，真实记录断路器的机械特性及电气特性，进行在线故障预警，并且能将监测的结果和预警信息传送到上级单元，并提供报警信息的历史查询功能。

该产品与大多数弹簧操动机构断路器（如：VS1、VA、CVD4、ZN85等）均能良好配合，实现了断路器不停电状态检测，减少了停电时间，是常规断路器升级换代的核心控制产品。该产品的设计遵循能源行业标准《3.6-40.5kV交流智能金属封闭开关设备和控制设备》，符合产业发展方向，是实现开关智能化的关键设备。

该产品实现了强电与弱电相结合、传统技术与高新技术相结合，使断路器不但可以根据实际运行状况实现故障的提前预警，同时还可根据在线监测和故障诊断的结果进行状态检修。

图1- 1 装有智能断路器组件的断路器

1.3. 产品特点

iCB-900智能断路器组件能够监测断路器如下功能参数：

• 分、合闸机械特性

记录从接收到分、合闸命令起到分、合闸动作完成，绝缘拉杆所对应的位移量，计算并输出行程—时间曲线、超行程、开距、分合闸时间及分合闸平均速度及发生的时间。

• 分、合闸线圈电流

记录分、合闸过程中，分、合闸线圈中通过的电流值，输出电流幅值—时间曲线及发生的时间。

• 储能电流

记录从储能开始到储能结束，储能电机所通过电流值，输出电流幅值—时间曲线，计算储能峰值电流、每次工作时间及发生的时间。

• 开断电流

记录每次开断时一次回路通过的电流值，输出每次开断电流、累计开断电流及对应的时间。

• 操作次数

记录分合闸位置变化，输出累计分、合闸次数（仅指电动分、合次数）及对应的时间。

• 合闸线圈通断状态监测

检测合闸线圈的通断状态并输出。

• 分闸线圈通断状态监测

检测分闸线圈的通断状态并输出。

• 储能电机通断状态监测 

检测储能电机绕组的通断状态并输出。

• 分闸控制回路通断状态监测

在合闸状态下对分闸控制回路通断状态进行检测，并输出该状态。

• 合闸控制回路通断状态监测

在分闸状态下对合闸控制回路通断状态进行检测，并输出该状态。

• 人机界面

大屏幕触摸式液晶显示屏，各种曲线、参数显示清晰、直观，多功能菜单切换方便，并能实时显示当前时间。

• 实现原有线路板功能

对于部分断路器内部装有线路板的情况，本产品包含了原线路板防跳及功能跳线选择功能，原有线路板可以被完全代替。

• 通讯功能

通过485通讯接口向智能显示终端或开关柜智能显示单元上传数据。

• 智能诊断功能

具有智能诊断功能，能对所监测到的数据进行分析和处理并进行故障预测，判断开关的故障点并给出维修建议。

2. 技术参数

2.1. 装置电源

额定电压：DC220V或DC110V

整机功率：<15W

2.2. 通信功能

通讯接口：2路标准RS485，1路标准RS232

通讯协议：MODBUS RTU

最大传输距离：1500m

2.3. 适用范围

操作机构形式：弹簧操作机构

灭弧室形式：真空灭弧室

2.4. 各项功能精度等级

表2- 1 各项功能精度等级

2.5. 绝缘性能

2.5.1 绝缘电阻

产品的各带电的导电电路对地（即外壳或外露的非带电金属零件）之间，以及产品中电气上无联系的各带电的导电电路之间，用开路电压为500V（额定绝缘电压＞63V）或250V（额定绝缘电压≤63V）的测试仪器，测定其绝缘电阻应不小于100MΩ。

2.5.2 介质强度

产品的各带电的导电电路对地（即外壳或外露的非带电金属零件）之间，以及产品中电气上无联系的各带电的导电电路之间，应能承受2kV（额定绝缘电压＞63V）、500V（额定绝缘电压≤63V）（有效值）、50Hz的交流试验电压，历时1min，而无击穿或闪络现象。

2.5.3 冲击电压

产品的各带电的导电电路对地（即外壳或外露的非带电金属零件）之间，以及产品中电气上无联系的各带电的导电电路之间，应能承受冲击电压波形为标准雷电波，峰值为1kV（额定绝缘电压≤63V）或5kV（额定绝缘电压＞63V）的试验电压，而无绝缘损坏。

2.5.4 耐湿热性能

装置能承受GB/T 7261-2008中9.4规定的湿热试验。

2.6. 连续通电的稳定性

产品完成调试后，在出厂前，装置应进行100h（常温）或72h(+40℃)的连续通电试验。直流电压为额定值，正常负载运行条件下，各项功能和性能符合2.4的要求

2.7. 机械性能

2.7.1 振动响应

装置具有承受GB/T 11287-2000 中3.2.1规定的严酷等级为Ⅰ级的振动响应能力。

2.7.2 振动耐久

装置具有承受GB/T 11287-2000 中3.2.2规定的严酷等级为Ⅰ级的振动耐久能力。

2.7.3 冲击响应

装置具有承受GB/T 14537-1993 中4.2.1规定的严酷等级为Ⅰ级的冲击响应能力。

2.7.4 冲击耐久

装置具有承受GB/T 14537-1993 中4.2.2规定的严酷等级为Ⅰ级的冲击耐久能力。

2.7.5 碰撞

装置具有承受GB/T 14537-1993 中4.3规定的严酷等级为Ⅰ级的碰撞能力。

2.8. 抗电磁干扰能力

2.8.1静电放电抗扰度试验

能承受GB/T 17626.2-2006中规定的严酷等级为Ⅳ级的抗静电放电干扰。

2.8.2 射频电磁场辐射抗扰度试验

能承受GB/T 17626.3-2006中规定的严酷等级为Ⅲ级的射频电磁场干扰。

2.8.3 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

能承受GB/T 17626.4-2008中规定的严酷等级为Ⅳ级的快速瞬变干扰。

2.8.4 浪涌抗扰度试验

能承受GB/T 17626.5-2008中规定的严酷等级为Ⅳ级的浪涌骚扰。

2.8.5 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验

能承受GB/T 17626.6-2008中规定的严酷等级为Ⅲ级的射频场感应传导骚扰。

2.8.6 工频磁场抗扰度试验

能承受GB/T 17626.8-2006中规定的严酷等级为Ⅳ级的工频磁场干扰。

2.8.7 脉冲磁场抗扰度试验

能承受GB/T 17626.9-1998中规定的严酷等级为Ⅴ级的脉冲磁场干扰。

2.8.8 阻尼振荡磁场抗扰度试验

能承受GB/T 17626.10-1998中规定的严酷等级为Ⅴ级的阻尼振荡磁场干扰。

2.8.9 电压暂降、短时中断和电压变化试验

能承受GB/T 17626.11-2008中规定电压中断为100ms的干扰试验。

2.8.10 阻尼振荡波抗扰度试验

能承受GB/T 17626.12-1998中规定的严酷等级为Ⅲ级的干扰试验。

2.9. 环境条件

2.9.1 工作温度

工作温度为－5℃～+40℃；

2.9.2 贮存

包装好的产品应贮存在－10 ℃～+40 ℃、相对湿度不大于80%、周围空气中不含有腐蚀性、火灾及爆炸性物质的室内。

2.9.3 运输

包装好的户内使用的产品在运输过程中的贮存温度为－25 ℃～+70 ℃，相对湿度不大于95%。产品应能承受在此环境中的短时贮存。

2.9.4 相对湿度

最湿月的月平均最大相对湿度为90%，同时该月的月平均最低温度为25℃且表面无凝露。

最高温度为40℃时，平均最大相对湿度不超过50%。

2.9.5 大气压力

大气压力为80kPa～110kPa。

3. 装置说明

3.1. 装置型号说明

型号及含义如下：

i    CB  － 900

设计序号

断路器 Circuit-Breaker

智能型 intelligent

3.2. 外形及安装尺寸

iCB-900产品分为两个部分，第一部分为智能断路器组件，第二部分为智能显示终端。

• 智能断路器组件：

智能断路器组件安装于断路器机构箱内部，具备断路器状态在线采集及控制功能，并能与上级单元进行通讯。智能断路器组件的尺寸为：长*宽*高=123*71*191mm，外形及安装尺寸图如下：

图3- 1 外形及安装尺寸图

3.2.2 智能显示终端 

智能显示终端安装于开关柜面板上，具有开关柜状态显示、操作控制、人机接口等功能。智能显示终端的尺寸为：长*宽*高=158*55*219mm。

3.3. 产品外观图片

    图3- 2 智能断路器组件

图3- 3 智能断路器组件侧视图

3.4. 装置接线端子

智能断路器组件的图片及接线端子排列如下图所示，接线端子排列从左到右依次为底板接线端子、开入板接线端子和控制板接线端子3列：

表3- 1 底板接线端子排列

表3- 2 开入板接线端子排列

表3- 3 控制板接线端子排列

4. 智能显示终端

4.1. 概述

智能显示终端采用7英寸全彩色触摸式液晶显示屏，能够随时显示智能断路器组件上传的监测信息，断路器运行状态一目了然，强大的显示功能方便应用功能的扩展，操作直观方便，抗干扰能力强。

4.2. 功能简介

主菜单页面主要是显示各个功能界面的目录以及显示出当前的系统时间，9个分页面主要显示如下状态信息：

• 分闸线圈电流：记录分闸过程中，分闸线圈所通过的电流值，输出电流幅值—时间曲线及对应的时间。
• 合闸线圈电流：记录合闸过程中，合闸线圈所通过的电流值，输出电流幅值—时间曲线及对应的时间。
• 超行程：记录断路器A、B、C三相绝缘拉杆的超行程数据。
• 分闸行程参数：记录从接收到分闸命令起到分闸动作完成，绝缘拉杆所对应的位移量，计算并输出行程—时间曲线、分闸时间、分闸平均速度及对应的时间。
• 合闸行程参数：记录从接收到合闸命令起到合闸动作完成，绝缘拉杆所对应的位移量，计算并输出行程—时间曲线、合闸时间、合闸平均速度及对应的时间。
• 操作次数：记录分合闸位置变化，输出累计分、合闸次数（仅指电动分、合次数）及对应的时间。
• 储能参数：记录从储能开始到储能结束，储能电机所通过电流值，输出电流幅值—时间曲线，计算每次工作时间及对应的时间。
• 开断电流：记录每次开断时一次回路通过的电流值，输出每次开断电流、累计开断电流及对应的时间。
• 回路状态监测：给出当前合、分闸线圈通断状态，合、分闸控制回路通断状态以及储能电机通断状态。

4.3. 显示终端外观

        图4- 1 显示终端外观图

4.4. 各功能显示界面如下：

图4- 2分闸线圈电流

显示分闸时分闸线圈通过的峰值电流及发生时间。   

图4- 3 合闸线圈电流

显示合闸时合闸线圈通过的峰值电流及发生时间。  

图4- 4 超行程

显示断路器A、B、C三相超行程数据。 

图4- 5 分闸行程参数

显示分闸时的行程参数，包括分闸的行程-时间，分闸时间，分闸速度，开距以及超行程等信息。  

图4- 6 合闸行程参数

显示合闸时的行程参数，包括合闸的行程-时间，合闸时间，合闸速度，开距以及超行程等信息。  

图4- 7 操作次数

显示电动分、合闸的累计次数。 

图4- 8 储能参数

显示储能时的参数，包括储能电流-时间曲线，储能峰值电流，储能时间等参数。  

图4- 9 开断电流

显示开断电流值以及累积开断电流值以及当前开断电流发生的时间。  

图4- 10 回路状态监测

显示各个回路的通断状态。

5. 装置的使用

5.1. 装置安装说明

为保证设备的运行，必须事先在断路器内部安装部分传感器，并连接到智能组件的相应端子上。智能组件通过串口和显示终端相连接，达到显示检测数据的目的。

5.2. 装置投入运行

系统首次开机后显示终端会进入初始化界面等待智能组件开机运行，如达到运行条件则进入主菜单页面，用户可以自行选择需要查看的断路器状态信息。

6. 订货须知

订货时应指明：

• 产品型号、名称、订货数量；
• 断路器形式及操作电压；
• 特殊的功能要求及备品备件；
• 供货地址及时间。