目 录
摘 要 ………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract………………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 绪论1.1 智能断路器的开发与意义………………………………………………1
1.2智能断路器的发展 ………………………………………………………………1
1.2.1 万能式断路器………………………………………………………………1
1.2.2 智能控制器…………………………………………………………………2
1.2.3 智能监控单元………………………………………………………………3
1.3课题来源及主要研究内容…………………………………………………………4
第2章 整体结构的设计……………………………………………………………………4
2.1总体结构布置………………………………………………………………………4
2.1.1 各部件的配置………………………………………………………………4
2.1.2 断路器结构概述……………………………………………………………5
2.1.3 断路器主要参数……………………………………………………………6
2.2断路器零部件的设计………………………………………………………………8
2.2.1 触头系统……………………………………………………………………8
2.2.2 操作机构……………………………………………………………………10
2.2.3 灭弧室设计…………………………………………………………………14
第3章 智能脱扣器硬件的设计……………………………………………………………15
3.1智能脱扣器的基本功能……………………………………………………………15
3.1.1 保护功能……………………………………………………………………15
3.1.2 测量和显示功能……………………………………………………………15
3.1.3 通信功能……………………………………………………………………15
3.1.4 监控功能……………………………………………………………………15
3.1.5 人机交互功能………………………………………………………………15
3.1.6 故障示波功能………………………………………………………………15
3.2智能脱扣器的外形…………………………………………………………………16
3.3智能脱扣器的主要结构及系统……………………………………………………17
3.3.1 基座…………………………………………………………………………17
3.3.2 壳体…………………………………………………………………………18
3.3.3 传感器………………………………………………………………………18
3.3.4 信号传输附件………………………………………………………………19
3.4智能脱扣器原理与各部分的设计…………………………………………………19
3.4.1 信号采集处理电路…………………………………………………………20
3.4.2 中央控制模块电路…………………………………………………………20
3.4.3 采样电路……………………………………………………………………21
3.4.4 触发电路……………………………………………………………………23
3.4.5 驱动电路……………………………………………………………………23
3.4.6 显示电路……………………………………………………………………23
3.4.7 电源电路……………………………………………………………………24
第4章 智能监控单元软件的设计…………………………………………………………25
4.1智能监控单元设计的基本要求……………………………………………………25
4.2软件的整体结构……………………………………………………………………25
4.3软件设计……………………………………………………………………………26
4.3.1通讯子程序流程图…………………………………………………………26
4.3.2程序清单……………………………………………………………………30
4.4 实时多任务调度系统……………………………………………………………31
4.4.1任务的划分…………………………………………………………………31
4.4.2任务的调度…………………………………………………………………32
4.4.3任务的管理与协调…………………………………………………………33
4.5 智能电器单元软件的数据格式设计………………………………………………34
第5章电磁兼容性设计……………………………………………………………………35
5.1电磁兼容性的基本概念……………………………………………………………37
5.1.1 低频干扰……………………………………………………………………37
5.1.1 高频干扰……………………………………………………………………37
5.1.2 静电放电干扰………………………………………………………………37
5.1.3 磁场干扰……………………………………………………………………37
5.2监控单元硬件的电磁兼容性设计…………………………………………………37
5.2.1 静电放电干扰的抑制………………………………………………………37
5.2.2 滤波快速瞬变脉冲群的干扰………………………………………………38
5.3 印刷电路板（PCB）的抗干扰设计………………………………………………39
5.3.1数字电路供电………………………………………………………………40
5.3.2加宽PCB板中的电源线和地线……………………………………………40
5.3.3强电区域和弱电区域严格分离……………………………………………40
5.4 智能监控单元软件的抗干扰措施………………………………………………40
5.4.1增加看门狗（WATCHDOG）监视程序………………………………………40
5.4.2软件陷阱和指令冗余………………………………………………………40
5.5 监控单元的自诊断………………………………………………………………40
参考文献……………………………………………………………………………………42
致 谢………………………………………………………………………………………43
附录A元器件明细表………………………………………………………………………44
附录B程序清单……………………………………………………………………………45
摘要：智能型万能式断路器是供配电系统中的重要设备。随用电系统系统的规模和等级不断扩大，系统的网络结构和运行方式日趋复杂，智能型断路器以其可靠性高、准确性高和实时性好等优点而得到了广泛的应用。
本次设计是以DW45系列为参考，对于断路器整体结构在现有产品的基础上以1000A额定电流为准进行修改。智能式脱扣器 以MCS-51芯片为处理器核心，并进行互感器的计算力求达到预期的目的。对于其软件设计采用层次化结构得到较好的结果。抗干扰设计考虑到在运行中的各种干扰并给出了抗干扰方案。
智能型断路器已在低压供配电领域得到了广泛的应用，在不久的将来将会在高压供配电领域得到广泛应用。
关键词：智能型、万能式、断路器、智能脱扣器、单片机
