断路器智能技术不仅是概念上的转变和理论上的发展，而且是在众多领域中技术上的突破，它的实现必然会应用一些 新技术、新材料、新工艺，不断提高产品的档次和技术含量，但是在这个过程中，核心的问题是信息的采样传输与控制 系统，这些领域中，有的技术相对 成熟，有的尚处于开发研制与试运 行阶段，需要一个不断总结提高和 完善的阶段，具体有下列面：

4.1 关键技术

(1)传感技术。局部放电、高压 导体测温、高压侧电流和电压的测 量技术，特别是目前正在开发研制 的光电流、电压传感技术等难度较 大的传感技术;

(2)微机技术。开发出成功的智 能化软件是微机技术的关键。而软 件系统中，主程序则是核心程序。

主程序首先完成单片机和外围接 口芯片的初始化; 之后， 主程序不断 检测并显示断路器的工作状态，随 时准备应上位机的要求与之通信， 传递有关的控制和状态信息。

(3)抗电磁干扰技术

研究表明，系统中常态噪声是工 频 50Hz 及其高次谐波， 一次回路中 发生的任何形式的暂态过程(如各 种过电压和各种短路故障)以及载 波通讯信号，都会通过不同的途径 耦合到二次系统。此外，高电场引 起的电晕及污闪也要产生电磁辐射，二次控制回路的开关电源由于其浪涌噪声也会对电量传输带来扰动。大功率电磁铁 动作时引起空间磁场的变化，还会在附近的导电回路中感应出电流，对操动机构中的控制电路带来考验。解决电磁兼容 问题就要针对各干扰源，严格屏蔽、隔离与接地措施，信号的数字化传输可以大大缓解干扰的影响程度，引入光电转换 不但可以进行电气隔离，还可以保证信号传输过程不受电磁场的干扰。

由于智能化断路器的信号传输与控制系统的工作电压和信号传递电平低，耐压水平低，外界电磁场干扰很容易使其失 效或损坏，而这种情况对于传统电器调和的影响是不大的。因此，电磁兼容是断路器智能化的新课题。

(4)信号处理技术。对有些技术来说，获得监测信号只是第一步，必须进行故障诊断才能作出判断、决策。如局部放 电监测所得复杂信号需要进行故障诊断才能实现故障分类、故障定位、预期寿命估计等;用机械振动法监测断路器机械 状态也需对获取信号作处理才能正确辨识;目前对于断路器电弧状态的研究，也是从电弧电压入手，通过软件的处理实 现对电弧状态的诊断。

4.2 寿命问题

一般来说，电子设备的使用寿命远低于高压电器设备本身的寿命，这是一个矛盾。解决的办法有： 提高电子设备的可靠性，这可以从设计、制造及适当改善运行条件几方面着手;

应有自检功能;

采用综合判断;

对于相同功能的部件，采用模块化设计，以降低成本增加备用量，达到总体上提高电子设备的可靠性。

4.3 经济问题

当前在计算机等设备不断降价的情况下，监测设备价格也不断降低。这种趋势还会继续下去。但无论如何，仍要相当 经费。如日本三菱公司在’97 国际电力设备及技术展览会上显示的 GIS 监测设备包括局部放电等约 10 项内容的装置，价 格不超过 GIS 本身的 1/10。这比几年前听到的 1/3 要便宜不少。如采用国产设备还会便宜得多。

国外也十分关心监测技术的经济问题，并作出了不少经济分析。如有用下列公式作为采用监测设备的条件： C

式中：C——检测装置每年平均投资

B——采用监测装置后，因减少维修次数而每年平均节约的维修经费 D——采用监测装置后，因减少一次事故而每个平均节约的维修费 E——年事故率

在不考虑 D•E 一项时，监测设备的合理投资为高压开关设备投资 1%-2.7%，后者指频繁操作的高压开关。以上当然未 考虑因出现事故所造成的各种间接经济损失。非经济损失更难于计算。

美国纽约电管局和加拿大魁北克水电局自 1993 年装置 MONITEC 监测系统到 1996 年因监测出包括机构卡滞、动作不 到位和轴销断裂等 5 次重大事故征兆，保证了供电可靠性，估计节约经费超过 100 万美元，降低了成本，提高了市场竞 争力。

目前，对高压断路器智能化经济问题的考虑，总是偏重对智能化需要而购置的设备的价格;其次，再包括减少维修次 数节约的经费和减少一次事故所节约的费用。按理说，这是很不够的。比如，由于实现了断路器的受控操作，断路器的 开断容量可以减少，是否能选择开断容量小一些的断路器?操作过电压的倍数下降了，设备的绝缘水平能否下降?再者， 由于智能化断路器科技含量高、技术先进、可靠性高而受到用户的青睐，在竞争中中标而获利，这些潜在的经济效益能 不能考虑。总的来看，无论是研究开发机构、制造厂商还是使用单位，把目标瞄准智能化断路器不失为明智之举。

5、智能化断路器的现状

近年来已有很多智能化断路器面市，高压领域典型的有东芝公司的 C-GIS 和 ABB 公司的 EXK 型智能化 GIS，它们的 特点都是采用先进的传感器技术和微计算机处理技术， 使整个组合电器的在线监测与二次系统在一个计算机控制平台上。 在中压领域较典型的有九十年代初的富士公司的智能式真空断路器及 ABB 公司近年来推出的 VM1 型真空断路器。前者 包括三种功能: 自动保护功能、 早期维护功能和信息传递功能。 其中保护功能指标断路器本体可对过电流和短路故障进行 检测与判断并发出指令， 使断路器可靠分闸; 早期维护功能指断路器在真空度降低、 电接触部位温升异常以及脱扣线圈断 线时均能发出报警， 提示操作人员把断路器退出运行进行维修; 信息传递功能则指除正常外加入的控制信号外断路器状态 的信号输出。

VM1 型真空开关是 ABB 公司的最新产品，除了新颖的一体化绝缘结构，最显著的特色是采用了除永磁操动机构外， 就是它的二次控制无触点化和采用新型传感器。开关的位置传感器和辅助接点均为无触点的临近开关或光开关，新型号 电量传感器信号可以直接变换成数字信号，取代了传统的电磁式电压和电流互感器。

当前，世界上先进的工业国家都看好在电力系统中高压领域智能化高压电器的发展前景和潜在的效益，加大了研究的 投入和开发的力度，比较典型的有 ABB 公司推出的 CAT，具有人工智能技术的断路器，如前面所讨论的，在一定程度上 实现了对断路器的受控操作; ABB 公司推出的光电式电流传感器和电压传感器在高压领域中替代了传统的电磁式电流互 感器和电压互感器，解决了智能化高压电器设备中传感技术的难题。目前，已经大量应用的信号数字化传输技术大大缓 解了信号传播中干扰的影响程度等，这些高新技术的应用都为智能化断路器技术的发展创造了良好的条件。

断路器智能化是一项更新换代的工作，它涉及到很多领域的技术进步和创新发展，如传感技术、微电子技术、计算机 技术、信息技术以及断路器本身及操动机构等方面，需要更多的投入和开发。但是，可以展望，随着智能化进程上的难 题一个一个地被破解，性能优越的智能化断路器终将会在不久的将来登堂入室，为人们所熟悉和喜爱。