智能开关电器的概念与应用分析

智能开关电器的概念与应用分析

发表时间：2018-07-18T15:56:42.520Z 来源：《科技中国》2018年1期作者：杨俨琨[导读] 摘要：即智能开关电器具备完善、准确的感知功能和自诊断功能，可以根据电力系统的故障类型和自身的状况，在电力系统、居家生活中都有着广泛的应用。与传统开关相比，智能型开关电器实现了人工智能，提高电力系统的运行稳定性。本文针对智能开关电器的概念与应用进行分析。

摘要：即智能开关电器具备完善、准确的感知功能和自诊断功能，可以根据电力系统的故障类型和自身的状况，在电力系统、居家生活中都有着广泛的应用。与传统开关相比，智能型开关电器实现了人工智能，提高电力系统的运行稳定性。本文针对智能开关电器的概念与应用进行分析。

关键词：智能开关电器；概念；应用

开关电器属于电力系统的重要元件，也是电力系统中耗资金最大、使用量多的一种设备，开关电器能否正常运行，直接影响着电力系统运行的安全性与稳定性，在技术的成熟下，智能开关电器逐步普及。与传统开关相比，智能型开关电器实现了人工智能，能够有效提高电力系统运行的安全性和稳定性。

一、智能开关电器概述

（一）智能开关电器

智能开关电器是相对于传统开关电器而言的一个概念。智能开关是指利用控制板以及电子元件进行组合和编程而形成的，以实现对电路智能开关控制的单元。智能开关电器就是指应用智能开关进行控制的电器，具有比较完备的感知能力和自我诊断能力，它还能及时调整因电网或者自身情况产生的故障。

（二）智能开关电器的特点

1.智能化

智能开关电器的使用，实现对电器的智能化控制。例如，我们出门在外，突然想起家里的电器还在运行，忘记关闭，可以利用远程操作进行关闭，方便快捷，实现随时随地对电器的掌控。传统的开关只有“开”和“关”两种状态，而且只能手动操作，智能开关有了更为多样性的选择，例如可以用声控和光感技术对灯光的明暗进行调节，让生活更加方便。

2.安全性

智能开关电器的使用，大大提高了电器使用的安全性。智能开关所采用的开关面板为弱电操作系统，无论是打开还是关闭电器，都不会产生火花，有效地保证了老人和孩子的用电安全。

3.观赏性

智能开关电器不仅有实用性，而且还有观赏性。特别是在灯具的使用中，智能开关的应用，使灯光效果可以多变，色彩变幻不断，丰富人们的视觉审美，随时调节室内的气氛。

4.稳定性

智能开关电器在产品的检测上比较严格，按照ISO9001、ISO9002来执行，智能开关所使用的是高质量水平的电子元件，有效保证了智能开关电器的稳定性，使电器能够长久正常地运行。

二、智能开关电器的应用分析

（一）在智能感知上的应用

智能开关电器可以很好的感知电网电流信号、电压，在电流信号与电压之中，有着丰富的信息，如相位、电流/电压幅值等，短路电流条件不同，相关的信息也会存在差异。借助于智能感知模块，可以判断出电压/电流信号的运行情况，并执行模块控制系统，安全的完成整个操作流程。利用对近区故障、端子短路故障等条件下开端过程的研究，可以将触头运动特征与开断性能联系起来，分析出燃弧时间、开断电流与触头运动性质的联系，得出不同电路条件下开断速度的优化方式，得出优化控制措施，提高灭弧室与操作系统之间的配合度。

（二）在智能判断和执行上的应用

智能判断与执行也是智能开关电器具备的一个重要功能，利用智能感知，可以获取到暂态恢复电压特性曲线，将之与开关电器触头动作配合起来，实现智能操作要求。对流过赤力机构线圈电流进行调控，可以满足不同动作特性的要求，实现智能操作目的，在流动齿力机构线圈中，利用静铁心与串联线圈类构成螺线管，再借助于螺线管线圈、永久磁圈的相互作用，在分闸时，可以向螺线线管线圈通反响电流，并产生电磁斥力。对电磁斥力的控制，可以有效减小触头材料损耗，提高分闸速度，在分闸末期阶段，气隙达到了最高点，电磁力降低至最低点，可以有效降低机械碰撞的强度，提高操作的有效性。

（三）在状态监测与评估上的应用

智能开关电器的应用还可以实时评估设备的劣化趋势、运行状态和运行寿命，具体的内容包括状态监测、故障诊断、状态感知、寿命评估几个方面。其中，状态感知功能可以提取出智能开关电器状态信息，如分合闸振动、断路器位置信息、脱扣回路、动触头形成曲线、储能回路等信息。故障诊断功能可实现对开关电器当前运行状态是否健康的判断。根据实际需求，可以采用简单的阈值判断，例如母线温升是否超标的判断；也可以采用人工智能与数据库相结合的方法实现复杂运行参数的识别，比如机械状态的综合识别（可识别出故障类型）。

三、结语

智能电器是电器智能化及可通信化 /网络化的发展，其核心是智能化和网络化。随着现代信息电子技术、电力电子技术、微机控制技术、现代传感器技术、数字通信技术及计算机网络技术的多学科交叉和融合，微处理机和计算机技术引入电器设备，电器逐渐向智能化发展。

智能开关电器采用了新的替代介质，对于温室效具有良好的抑制作用，而且智能开关电器倡导的环保理念，实现了电器从设计到使用各个环节的环保性，有效地减少了环境污染。此外，智能开关电器的智能设计，可以随时对电器的控制，即使使用者在外地出差，也可以实现对电器的操作，真正做到了人走电断，减少了电能的浪费。但其实际应用中也存在不足，为了提高智能开关电器的应用质量，需要从技术、管理等多个角度着手，相信在技术的成熟下，智能开关电器的应用也会更加广泛。

参考文献：

[1]低压(智能)电器新型标准体系探讨[J]. 黄兢业. 电器与能效管理技术. 2016(10)

[2]转型升级,人民电器智能制造持续升温——专访中国人民电器集团董事长郑元豹[J]. 刘星,王艺蒙. 电气技术. 2016(03)

[3]智能电器最新技术研究及应用发展前景[J]. 王建华,张国钢,耿英三,宋政湘. 电工技术学报. 2015(09)

[4]基于IEC 61850的智能电子设备配置研究[J]. 钱超,梅军,郑建勇. 电工电气. 2015(03)