（国网河北省电力有限公司检修分公司 河北石家庄 050070）
摘要：文中主要介绍了智能断路器的原理和性能，详细阐述了现阶段所用智能断路器具备的主要功能，并根据技术发展能力和实际需要，设想出将来智能断路器的发展完善的功能和能解决的问题，为智能断路器新技术和新工艺研发提出了目标，以指导有关科研部门和技术研究人员能投入更大精力在新功能完善方面做出更大努力，更好推动智能断路器技术及电力技术的发展。
关键词：智能；断路器；现状；发展
1智能断路器的现状分析
1.1智能断路器原理与性能介绍
断路器是电力系统中最重要的控制元件，它的智能化是智能设备乃至智能电网的基础。通常所说的断路器的智能化，并不是只是简单的应用计算机就能实现的，它必须配置上最新的传感器技术、微电子技术和信息传输技术来实现操作机构的可控运行。除了保证满足传统设备的原有功能外，智能设备主要表现为对大量信息的敏感和准确的访问能力、处理信息的能力、处理结果的思维能力、简易性。可实现对再生信息的处理结果进行深入处理，并依据处理结果自动进行有效的操作。
采用计算机系统和传感器装置的智能断路器，通过气体密度传感器实现连续状态监测，确定趋势走向，检测极限值。在此基础上，可以实现传统的气体锁定报警功能，并通过运动传感器和能量传感器实现对操作机构的状态监控。这些传感器的信号用于传统的位置指示和电机控制功能，另外的电流和电压传感器为断路器的优化提供了重要保证。
1.2现有的智能断路器所具备的主要功能。
1.2.1具有了智能控制功能
智能控制单元是断路器智能控制的核心。以微处理器为核心部件，通过传感技术、光电转换技术、数字控制技术、微电子技术和信息技术的综合应用，完成断路器的智能化操作。实现断路器的智能化操作。它可以连续地从电力系统收集一些特定信息，并判断断路器的当前工作状态，使设备始终处于操作的准备状态。当系统故障由继电保护装置发出时，开关信号将正常操作命令发送到断路器，控制单元获得对应于断路器工作状态一致性，操作机构达到最佳状态。针对性采用某一算法，并驱动执行机构进行状态调整，实现最佳运行。
一是实现远程主机通信。根据主机的要求，控制单元通过信息传输接口将断路器的断开记录发送给上位计算机。上位机信道信息传输网络传输操作命令、保护参数、开启重合闸模式。
二是能实现自动调节操作。它是控制单元的核心功能。在识别断路器的工作状态的基础上，自动确定与操作机构相对应的调节量并自行调节。
三是可以实现工作状态自动识别。在准确识别断路器工作状态的前提下，对负载电流进行了划分，并对短路电流、过载电流、小电容电流和小电感电流进行了划分。
四是能显示记录的工作状态。在故障的情况下，每次中断时记录断路器，也应记录断路电流的大小、短路电流的变化过程和拒动的信息。断路器的断开电流也可以用来指示断路器触头的冲蚀。
1.2.2具备了状态监测与诊断功能
监测诊断是智能设备的重要环节。计算机技术、传感技术和微电子技术的发展，使得智能断路器的监测和诊断的要求得以实现。
智能断路器实现了灭弧室寿命的监测和诊断。触头的电磨损主要取决于电弧电流的大小和电弧时间的长短。每个断路电流的大小被转换成相应的磨损量，总磨损量根据断路器的额定断开电流和额定断开时间来确定。监测和诊断功能可以记录中断次数，并对中断电流进行累计加权。
智能断路器实现了机械故障的监测与诊断。大多数断路器发生在执行器和控制回路中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆智能断路器采用多种技术综合判断，包括对分流器和线圈的电流波形的监测、断路器的监测、行程监测、监控和关闭速度、液压机械的压力状况等。
实现了绝缘状态监测。监测断路器的气体压力和局部放电，超限报警或阻塞。智能技术发展了简单的信息计算，以模拟人脑对不确定性的识别、思维、预测、优化和决策。
1.2.3具备了断路器的智能操作功能
断路器的智能化操作将智能技术引入断路器的电气性能，使断路器能够更好地完成中断任务，提高断路器综合技术性能。
实现了智能化分合速度。智能断路器可根据电网中的不同工况，自动选择和调节操作机构或断续器的合理工作条件。当小负载以较低的速度断开时，不仅能保证所需的灭弧能量，而且可以减少机械损耗，而短路信号在接收到短路信号时被全速切断，达到了电气和机械性能的最佳断开效果。
实现了同步断相选相。现代传感器技术使过零信号的采集变得非常可靠和方便。在采集交流电压或电流变化率的零点信号后，控制信号在电压或电流零点或它们的变化率为零之前发出。
2智能断路器的未来发展中有待完善的问题
断路器的智能化技术不仅是一个概念性的变化和理论发展，而且是一个技术突破，包括广泛的新技术、新材料和新技术。与传统的断路器相比，其核心问题是信息采集与传输控制系统，其中一些技术比较成熟，有的还在开发和试运行中，需要不断的改进和完善。
2.1关键技术问题的完善
2.1.1传感技术的完善。局部放电、高压导体测温和高压侧的测量，尤其是在光学电流和电压传感技术的应用中，还有待进一步改进。
2.1.2微处理器的技术的成熟与发展。智能软件是微机技术的关键。主程序需要连续检测和显示断路器的工作状态，并与主机发送相关的控制和状态信息。因此，智能软件技术的成熟需要及时进行测试。
2.1.3抗电磁干扰技术。系统中的工频和高次谐波、高电场引起的电晕和污闪也产生电磁辐射，两个控制回路中的开关电源和大功率电磁铁将通过不同的方式耦合到两个系统，并感应电路中的电流，并对操作机构的控制进行测试。由于智能断路器的信号传输和控制系统的低电压和信号传输电平，压力水平较低，外部电磁干扰很容易使其失效或损坏。
2.1.4信号处理技术。获得监测信号仅仅是第一步。为了进行准确的判断和决策，必须运用信号处理技术进行故障诊断，以实现故障分类、故障定位、预期寿命等信息的判定。采用机械振动法对断路器的机械状态进行监测，并对采集信号进行正确识别。这种信号处理的可靠性需要进一步考虑。
2.2智能断路器的寿命问题的解决
由于电子设备的使用寿命低于高压电气设备本身的寿命，因此有必要从设计、制造和运行条件的改善方面解决这一矛盾。采用模块化设计，通过降低成本和增加准备量的措施，并在完善的自检功能的基础上做出综合判断，从而提高了智能断路器的可靠性和使用寿命。
2.3智能断路器的经济问题的解决
目前，智能断路器的价格普遍要高于传统断路器的价格，但随着材料、制造成本及电子设备价格的不断下降，智能断路器的价格也将逐步下降到我们的目标价位。
结束语：
从以上分析可知。智能断路器在电力系统运行中具有非常重要的作用，现在，它已经具备了许多的性能和功用，为电力系统运行的安全平稳运行起到了坚实的保障作用。但同时，在某些方面，还存在着不足，许多关键技术还不完善，有些应用还不成熟，并存在寿命短、成本高的实际问题。今后我们要着重在这些问题上加强研究与开发，力争实现智能断路器技术水平更快更好发展，为电力事业的整体发展做出积极贡献。
参考文献：
[1]陈晓宁，马志瀛.超高压智能操作断路器智能控制单元的研究[J].电网技术，2010，（5）.
[2]邹积岩，王毅.开关智能化概念与相关的理论问题[J].高压电器，2010，（6）.
[3]史保壮，杨莉，冯德开，等.智能技术在绝缘在线诊断系统中的应用[J].高压电器，2011，（1）.
论文作者:张秋皓,罗梦青
论文发表刊物:《河南电力》2018年8期
论文发表时间:2018/10/17
标签：断路器论文; 智能论文; 电流论文; 技术论文; 状态论文; 操作论文; 信号论文; 《河南电力》2018年8期论文;