张振涛 王娟

【摘要】本文对低压智能断路器系统的原理和硬件组成进行了分析和设计;通过对系统所要实现的保护功能进行分析，对系统用到的器件进行选择，并且设计系统总体方案，重点是单片机通过A/D转换器对现场的各种参量进行处理，实时显示各种运行参数并且实现对系统的多重保护功能。

【关键词】断路器;A/D;单片机

1.引言

在低压配电系统中，低压断路器是应用最为广泛保护装置之一，主要应用于要求实现保护且不频繁操作的场合。它不仅能在正常工作情况下接通、分断负载电流，而且允许在故障或不正常的情况下自动切断电路，从而保护变压器、用电设备和供电线路;同时通过上下级线路的选择性配合，能够避免非故障区域的停电，减少不必要的损失。鉴于此设计一款智能的低压断路器具有很大的现实意义[1]。

2.总体方案设计

论文所设计的系统包括参量中央处理控制模块、信号采集模块、信号调理模块、人机交互模块、通信模块以及电源模块等。图1为硬件系统结构框图：

图1 整体结构框图

本论文所设计的智能断路器控制单元所要实现的基本保护功能包括：三段电流保护（过载长延时保护、短路短延时保护及短路瞬时保护）和单相接地保护，用户可根据实际需要选用过电压保护、低电压保护。

3.电路设计

3.1 单片机I/O口扩展

图2 AT89C51RC2单片机接口扩展原理图

AT89C51RC2单片机最小系统如图2所示，本论文所实际的智能控制系统是以AT89C51RC2片上系统为核心的单片机应用系统。……