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ABB 智能断路器(Emax 2 / Tmax XT)全解析:原理·功能·应用·选型·与普通断路器的区别

时间: 2025-10-18 00:03浏览量:3次


最后更新:2025-10-17 · 作者:明扬工控 · 预计阅读 8–12 分钟


这篇文章解决什么问题?

  • 看懂“智能断路器”的 工作原理(电子脱扣、测量/通信、事件记录)。
  • 掌握 关键功能(LSIG、ZSI 选择性、需量控制、上云能效)。
  • 场景 选择 Emax 2(主进线)/Tmax XT(配电支路)。
  • 照着 步骤 就能完成选型、投运与系统对接。
  • 对照表 一眼看懂与普通断路器的差异。
目录


1. 什么是“智能断路器”

面向现代工业/商业配电的 可联网、可计量、可事件追溯 的低压断路器。ABB 的两大代表为: Emax 2(ACB:0.4 kV 主进线/母线)Tmax XT(MCCB:配电支路/设备端)

  • 可通信:支持 Modbus TCP/RTU、PROFINET、EtherNet/IP、Profibus、IEC 61850 等;可与 PLC/SCADA/能管平台通讯。
  • 可计量:内置电量测量(典型可达 ±1% 级),可扩展电能质量监视。
  • 可管理:支持事件/告警/故障记录、ZSI 选择性、需量/卸载控制、移动端运维、上云能效与资产管理。


2. 工作原理:它“智能”在什么地方

2.1 电子脱扣与曲线运算

一次电流经内置传感器采样后由微处理器实时计算,与设定的 保护曲线(L 过载 / S 短延时 / I 瞬时 / G 接地)比较;达到阈值与时限后驱动分闸执行机构。与热磁式不同,电子脱扣可以更细致地设置电流/时间整定值并记录事件。

小贴士:4P 机型可设置中性线保护;接地保护(G)可配外置零序互感器提高灵敏度。

2.2 测量/计量与电能质量

带测量功能的单元(如 Ekip Measuring/Pro)可读取 U/I/P/Q/PF/E 等电参并累计电能;高配可扩展谐波、不平衡等 电能质量 指标,为能效与故障诊断提供数据。

2.3 通信与边缘控制

通过可插拔 Ekip Com 模块实现多协议接入,上位系统可下发/读取设定、状态与事件;在 Emax 2 上还可启用 Power Controller(需量/卸载) 等边缘逻辑,配合负荷优先级将越限风险化解为“柔性降载”。

2.4 运维工具与上云

  • Ekip Connect(PC):整定曲线、通信参数、事件/波形导出、模板化配置。
  • EPiC Mobile(手机/平板):蓝牙近距连接,批量复制“数字孪生”参数,提高投运效率并降低弧光风险。
  • ABB Ability(云端):集中能耗/资产健康/告警报表,可通过边缘网关或 Com Hub 连接。


3. 关键功能清单

保护与选择性

  • LSIG 全保护功能,曲线/时限可细调;支持中性线与接地保护。
  • ZSI 区域选择性:上下级通过 ZSI 线协调,故障时最靠近故障的下级先切,保证系统连续性。
  • 快速限流 与高分断能力:适配短路容量大的总/分段场景。

测量与能效

  • 嵌入式电参与电能计量(典型 ±1% 级)。
  • 电能质量(谐波/不平衡/电压暂降等,视配置)。
  • 分路能耗与成本核算、产线 OEE 分析的数据来源。

通信与系统

  • Modbus TCP/RTU、PROFINET、EtherNet/IP、Profibus、IEC 61850 等。
  • 支持 SCADA/PLC/能管平台,支持上云与移动端运维。
  • 事件/告警/波形记录,便于追溯与优化整定。

需量与卸载

  • Power Controller 设置功率上限与负荷优先级,越限先卸非关键负载。
  • 适合园区、数据中心、微电网等需量/峰谷价策略。

4. 应用场景与推荐拓扑

  • 总进线/主配电Emax 2 作为主断路器,配 Ekip Touch/Hi‑Touch 与以太网协议;需与中压侧/保护系统联动时用 IEC 61850(GOOSE)。
  • 厂区配电支路/关键工艺设备Tmax XT 作为 MCCB,配 Ekip Com(Modbus/PROFINET/EIP)做计量与事件追溯。
  • 微电网/需量控制:Emax 2 开启 Power Controller,结合级联卸载逻辑与 ZSI,避免全局跳闸。
  • 老柜改造上云:通过 Ekip UP / 边缘网关 给既有回路加“计量+通信+云端管理”。

5. 会选:一步步把型号与选件定准

Step A|电气参数

  • 额定电流 In、额定电压 Ue;分断能力 Icu/Ics 按短路容量校核。
  • 极数 3P/4P、安装方式(抽屉/固定)、进出线方式与母排尺寸。
  • 总进线首选 Emax 2(至 6300 A);支路常见 Tmax XT(至 1200 A+)

Step B|脱扣单元与保护

  • 选择 LI/LSI/LSIG 组合与曲线范围;是否需要中性线保护与接地保护灵敏度。
  • 是否采用 ZSI 与上下级配合(建议主/分段与关键支路启用)。

Step C|测量与通信

  • 是否启用嵌入计量/电能质量;
  • 选定协议(Modbus/PROFINET/EIP/IEC61850)与上位系统匹配;
  • 是否需要蓝牙移动调试(EPiC)。

Step D|附件与运维

  • 电机操作机构、分励/欠压脱扣、辅助接点、电源模块等;
  • 是否需要二次注入测试设备(Ekip T&P/TT);
  • 是否规划上云(Com Hub/边缘网关)。
常见三种组合
① 主进线:Emax 2(合适框架)+ Ekip Touch LSIG + 以太网通信 + ZSI + 电机机构。
② 大电流支路:Tmax XT4/XT7… + Ekip E‑LSIG + Modbus/PROFINET/EIP + 计量。
③ 老柜改造:原 MCCB/ACB + Ekip UP + 通信/计量扩展 + Ability 上云。

6. 会用:投运与集成 8 步

  1. 安装与接线:按框架/极数/母排规格安装;接好辅助/电机机构与通信模块;上下级按说明接好 ZSI 线。
  2. PC 端建档(Ekip Connect):设定额定值、LSIG 曲线与时限,保存为项目模板。
  3. 移动端复制(EPiC):蓝牙连接,批量复制“数字孪生”参数到同型号设备。
  4. 通信联调:为 Ekip Com 配好 IP/站号/波特率;在 SCADA/PLC 建点并时钟同步。
  5. 选择性校核:按系统短路容量绘制时间‑电流配合图,完成上下级 ZSI/时限配合。
  6. 需量/卸载(可选):设置功率上限与负荷优先级,先在离线/低负荷条件演练。
  7. 测试与验收:Ekip T&P/TT 做二次注入与保护自检;核对事件/日志与表计。
  8. 上云(可选):经 Com Hub/网关接入 ABB Ability,启用能耗报表与资产健康告警。

7. 与普通断路器的区别

维度 普通 MCB/MCCB(热磁式) ABB 智能断路器(Tmax XT / Emax 2)
脱扣原理 双金属 + 磁脱扣,曲线少量档位 电子测量 + 微处理器曲线,阈值/时限可细致整定
计量/电参 一般无,需外接电表 内置电参与电能计量,可扩电能质量
通信/上层 基本无 Modbus/PROFINET/EIP/IEC 61850 等,蓝牙投运,上云
选择性 靠级差配合,难兼顾速度与选择性 支持 ZSI,就地快速切除且保持系统连续性
运维 无事件/波形记录 有事件/告警/波形记录,便于复盘与优化
典型位置 终端支路(如 S200 系列) 主进线/分段/关键支路

8. 两套可直接套用的 BOM

方案 A|厂区总进线(≤ 1600 A)

  • 断路器:Emax 2(合适框架,4P)+ Ekip Touch LSIG
  • 通信:Ekip Com(Modbus TCP 或 PROFINET)
  • 附件:电机操作机构 + 分励/欠压脱扣 + 辅助接点
  • 选择性:与下级 XT 建 ZSI 线
  • 调试:Ekip Connect + EPiC Mobile
  • (可选)上云:Com Hub / 边缘网关 + ABB Ability

方案 B|关键工艺设备支路(≤ 630 A)

  • 断路器:Tmax XT(XT4/XT7…)+ Ekip E‑LSIG
  • 通信:Ekip Com(Modbus RTU/TCP、EtherNet/IP、PROFINET 其一)
  • 计量:启用内置测量并抄送至 SCADA/能管
  • 调试:EPiC Mobile 批量复制整定
订货提示:在合同技术附件中明确 In/Icu/Ics/极数/安装方式/曲线与整定范围/通信协议/附件清单/验收项目,并约定出厂参数与现场改动留痕。

9. 常见误区与实战建议

  • 只看电流不看分断能力:Icu/Ics 不足会在真实短路时“力不从心”。主进线务必按短路容量校核。
  • 忽略上下级选择性:未做 ZSI/时限配合,容易“一跳全跳”。
  • 通信只接不管:未建点、未对时,事件时序与联动逻辑会混乱。
  • 需量控制未演练:卸载优先级没演练,上线即误卸关键负载。
  • 把 MCB 当“智能开关”:S200 等热磁 MCB 没有内置计量与通信,建议上级 XT/Emax 或加电表+网关。

10. FAQ / 资料与下载

Q1:现有柜体能否“数字化改造”?

可以。通过 Ekip UP / 边缘网关为既有回路加上计量、通信与云端管理,无需大改一次设备。

Q2:Modbus/PROFINET/IEC 61850 该怎么选?

  • Modbus:通用、易用、经济;
  • PROFINET / EtherNet/IP:与既有 PLC/产线生态匹配;
  • IEC 61850:与中压保护/配电自动化协同与 GOOSE 联动。

Q3:是否必须上云?

不是。局域网 + SCADA/能管即可用;若需要跨站点能效/资产统一管理,再接入 ABB Ability

ABB智能断路器型号列表  



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