一款整体智能数据采集系统设计方案

0 引言

在电能的产生、输送、使用过程中，配电是一个极其重要的环节。低

压断路器就是在低压配电系统中用来处理由于电网波动导致线路出现严重的

过载、短路、过电压、欠电压、过电流、剩余电流等故障的一种电器。它可

以及时切断电路，隔离故障，起到保护配电网络、电气设备的作用。脱扣器

是断路器的核心部件，可以在电网发生故障情况时分断电流。

从上世纪50 年代开始生产仿苏断路器，至今已发展为带有微处理器

的智能型脱扣器。智能脱扣器不仅囊括了传统脱扣器所有保护功能，而且还

能够显示、设定和修改被控电路中参数并扩充了测量、控制、报警、数据记

忆及传输、上下微机的通信等功能，其性能大大优于传统的常规断路器产

品。智能脱扣器要在电网发生故障的情况下快速分断整体电路，又要对电网

信号的采集要准确、快速、无误，这样，智能脱扣器的核心微控制单元才能

准确分析采集到的信号，正确判断电网是否故障。本文所介绍智能脱扣器电

网信号的采集系统的硬件主要分为3 个部分：① 信号调理单元，包括电流

采样、电压采样、剩余电流采样;②锁相环频率跟踪;③ 多路转换开关。该3

部分相互连接形成一个整体，不可分割。合理地处理好该3 部分，才能准确

地了解当前的电网情况，保护电网和用电电器安全。