断路器的发展趋势

    随着基础理论、材料技术、设计方法、生产设备和加工工艺的不断进步，断路器的开断能力、绝缘性能及智能化程度将不断提高，体积将不断缩小。尤其是作为无油断路器的两大支柱产品——真空断路器与SF6断路器将会获得迅速的发展。

    目前，断路器正向着高压大容量、自能式、小型化、组合化和智能化的方向发展。

    1．高压大容量

    随着电力系统工作电压的提高和输电容量的增加，从技术经济性和可靠性的角度分析，需要发展单断口、容量大、电压高的断路器。因此，随着灭弧方式、灭弧室结构、灭弧介质、开断性能、绝缘性能和操动机构等方面的技术进步，用于超高压甚至特高压的更高性能参数的单断口断路器将获得不断发展。

    2．自能式灭弧

    自能式灭弧就是最大限度地利用电弧自身的能量使电弧熄灭，这不仅可以节省机械操动机构的做功，减小断路器体积，而且将大大提高断路器的机械可靠性。

    3．小型化和组合化

    随着绝缘材料性能的提高和主绝缘结构的合理设计，断路器体积将不断减小。断路器的小型化可以减少占用空间，便于进一步实现断路器及其与其他相关电气设备的成套化、组合化。断路器的小型化和组合化，使其结构小巧紧凑，可靠性提高，能够适应恶劣的环境条件，而且减少了维护和安装工作量。

    4．智能化

    除了在断路器一次方面采用更先进的技术外，随着计算机技术、电力电子技术、控制技术以及光纤、红外、超声、微波传感器等各种新型传感器和诊断技术的蓬勃发展，现在的趋势是利用这些新技术建立断路器智能控制系统，开发智能化的断路器。所谓智能化是使对象具备灵敏准确地获取周围大量信息的感知功能，对获取信息进行正确判断与处理的功能以及对处理结果行之有效的执行功能，是比自动化更高的层次。智能断路器是将断路器技术、传感器技术、电力电子技术、微机控制技术、数字通信与计算机技术等多门学科交叉和融合的结果，大大扩展了传统断路器的功能。断路器的智能化包括以下内容：

   (1)断路器运行状态的监测与控制。利用各种传感器采集断路器运行数据，对断路器运行及动作时的状态参数（如与分合闸有关的机械特性参数、分合次数、SF6断路器气体密度或压力值、导电回路温度等）进行在线检测、监视、记录。同时，对监测到的断路器的各种数据进行分析处理，对其进行最佳运行调控，并及时发现断路器的各种异常及故障，给出提示、告警信号，从而就地完成控制、保护、监视测量功能，提高断路器运行的可靠性，实现从计划检修到状态检修的转变，减少不必要的检修造成的人、财、物的浪费。

   (2)断路器功能智能化。随着电力电子技术的飞速发展，各种大功率、高性能的电力电子器件不断出现，参数不断提高，这些大功率电力电子器件动作速度快，操作频率高，功率小，连续可调，便于控制，使断路器的功能由只有两个状态的电器元件发展为具有多个状态的快速可控的电器元件，为实现断路器本质功能的智能化创造了条件。

   (3)根据电网状态进行智能化操作。为了适应电网运行自动化和管理自动化的发展要求，未来的断路器将能够根据电网状态进行判断，实现智能化操作，如根据检测的信息判断故障的性质和类型，实现自动重合闸等的智能控制，从而提高电网的稳定性和安全性。

    目前所生产的智能断路器还不能完全实现以上功能，只能实现初级智能化。这种智能断路器通常由一次电器元件和智能监控单元组成。其中智能监控单元是智能断路器的神经中枢，由单片机、信号采集单元、电源、键盘、显示器、执行单元、输入输出模块、通信模块等部分组成。智能监控单元不仅可替代原有断路器二次系统的测量、保护和控制功能，使断路器能独立地执行其当地功能，而不依赖于变电站级的控制系统，还能存储各种历史数据，通过数字通信网络向上级控制中心传送现场参数，并接受上级控制中心下发的远方命令。