12kV中压真空断路器 在线监测智能组件简介

12kV中压真空断路器在线监测智能组件简介
---SmartEx MVG新一代智能型真空断路器
单位：常州阿斯博开关有限公司
[摘要] 本文简要介绍智能断路器的基本概念，介绍了一种新型智能真空断路器
在线监测智能组件的主要功能、技术特点及其实现方式。

[关键词]在线监测 智能断路器 传感器 智能组件
1、引言
随着电力系统越来越高的可靠性及自动化要求，无论是发电、输电、配电还
是用电，都提出了监测、控制、保护等方面的自动化和智能化的要求。

断路器作
为电力系统中最重要的控制元件，它的智能化是电器设备智能化的基础。

断路器的智能化通常是通过其附带的在线监测智能组件来实现的，在线监测
智能组件是断路器实现智能化的核心部件。

在线监测智能组件实时地从电力系统
中采集某些特定信息，进行数据处理、分析、判断，并据此来诊断断路器当前的
运行状态，从而实现断路器从定期检修到状态检修的转变。

断路器的在线监测和
故障诊断技术是集传感、微电子、光电、计算机、通讯、网络和信息等高新技术
与传统的高压开关技术结合的综合性、跨多学科的—项新技术，以完成断路器的
智能在线监测功能，实现断路器的智能化。

智能断路器是断路器与在线监测智能组件的有机结合体，具有测量数字化、
控制网络化、状态可视化、功能一体化和信息互动化牲的断路器设备，一般来说，
智能断路器除满足常规断路器的原有功能外，其功能主要表现为:
1) 应具有灵敏准确地获取周围大量信息的感知功能;
2) 应具有对获取信息的处理能力;
3) 应具有对处理结果的思维判断能力，对处理结果的再生信息的实施及有 效操作的实施功能。

2、SmartEx MVG智能型真空断路器
2.1 技术来源
源自德国ALSBURG公司，由常州阿斯博开关有限公司引进，并历时两年的研发和试运行，常州阿斯博于2010年5月正式面向市场推出了中压真空断路器新品SmartEx MVG智能型固封式真空断路器，这是一款在技术层面上有显著突破的新一代智能型真空断路器。

相对于目前市场上的普通断路器，SmartEx MVG 具有实时在线监测功能，其功能价值首先表现在可以对断路器运行状态是否完好、有无潜在故障实施同步在线监控，确保断路器可靠安全地运行；另外，作为输配电核心元件之一的断路器，具备在线监测的感知功能是未来智能电网的基础要求。

SmartEx MVG智能型式真空断路器SmartEx在线监测智能组件
2.2 研发背景
我国12kV中压真空断路器经过近三十年的不断发展，在产品的型号种类、产品综合品质、制造工艺水平、技术参数和制造装备等方面上都有了长足的进步。

从97年至今的十多年里，VS1户内真空断路器一直是12kV电压等级市场上量大面广的产品之一，比照VS1的技术特征来审视目前市场上让人眼花缭乱的各种断路器产品，我们不难发现断路器从技术层面上并无实质上的突破或者飞跃，同时产品同质化现象则非常突出，所谓的各种型号也不过是基于营销所需的差异化诉求；另外在此期间也出现了“固封极柱”、“模块化弹簧机构”、“永磁操动机构”
等技术创新，但对于产品本身性能的提升和给用户带来的价值来看，其进步也是十分有限的。

与此同时，当前在国网公司的大力支持和推动下，智能电网的建设已如离弦之箭势不可挡，它也必将成为未来电力系统发展的一个方向，而智能电网对断路器的自动化和智能化提出了更高、更广的要求，因此，在断路器大容量、小型化、长寿命、智能化的诸多研发方向中，我们选定智能化作为阿斯博公司的研发重点，愿意为此做一些力所能及的尝试和技术积累。

断路器检修方式的变化
根据历年的12kV真空断路器运行故障统计和分析显示，一次回路的绝缘性能、机构的可靠性、一次载流导体的温升、真空灭弧室的开断性能等因素是导致断路器引发运行故障或事故的主要原因之一。

在断路器的实际运行过程中，或者按传统方式对断路器实行定期检测和维护，通常这些潜在的故障隐患一般是不容易被发现的，而这些潜在的故障隐患一旦爆发其危害却是巨大的，例如：1）作为断路器核心元件的真空灭弧室，存在因真空度降低而丧失开断能力和绝缘水平的情况；
2）由于载流负荷超标、回路电阻增大、散热条件恶化等原因使得主导电回路温升过高，从而导致绝缘故障、机械强度降低等故障；
3）由于触头磨损导致断路器超行程降低，从而影响断路器的开断能力；
4）由于操动机构的二次控制回路存在断线、元件损坏等潜在故障而导致的拒分故障。

基于此认识，我们从阿斯博工程有限公司（德国）引进SmartEx智能型真空断路器在线监测技术，并做了针对国内断路器的配套性研发，实现了对上述可能出现故障的在线实时监控，并将该监控装置的数据采集部分植入断路器本体，实现了在不改变外型尺寸、不影响使用习惯、不增加安装环节、不提高维护成本的情况下，在保证断路器现有功能的基础上，增加了断路器的智能化在线监测功能，全面提升了断路器运行的可靠性和安全性，这就是新一代智能型真空断路器SmartEx MVG智能型固封式真空断路器。

3. SmartEx在线监测智能组件主要功能、实现方式和技术特点
3.1 功能概述
SmartEx MVG智能型固封式真空断路器的主导电回路采用固体绝缘固封极柱的主回路结构形式，配备一体化、模块式弹簧操动机构，机构结构简单、动作可靠、产品系列化完整，产品全套技术由德国ALSBURG提供，关键零部件原装进口。

SmartEx MVG断路器产品的每一细节力求做到精益求精，注重产品技术和质量的过程控制，大部分零件采用镀镍磷合金处理工艺，大大提高了零部件的防腐能力，确保断路器始终如一的稳定品质。

除了普通断路器具有的功能外，SmartEx MVG的特点是在断路器本体的基础上植入了能实现在线监测功能的Smart技术，该技术能实现对真空度、断路器运行时的温升、超行程、二次控制回路的实时状态在线监控。

3.2 实现方式
SmartEx在线监测智能组件功能的实现由两部分装置来共同完成：
一是植入在断路器本体中的各种数据采集装置或传感器；
二是数据显示、传输和报警装置--SmartEx智能型真空断路器在线监测智能组件；
Smart在线监测智能组件产品工作方框图
3.3 SmartEx在线监测智能组件的主要技术特点：
3.3.1 能实时准确地显示断路器运行状态是否完好；
3.3.2除了能及时显示当前数据外，还能记录各项监控参数的历史数据，为检修
维护提供决策依据；有针对性地对断路器的状态进行监测，能及时了解断路器的运行和缺陷部位，减少不必要的维护和检修，可显著提高电力系统运行的稳定性和经济性，大大降低运行成本和维护费用；
3.3.3具有与远端主机进行通信的功能，当检测到运行故障时，就地发出故障报
警信号，同时可以通过无源触点发出报警信号，也可以通过485远程传输至主控室；
3.3.4 通过电磁兼容试验，具备较强的抗电磁干扰能力；
3.3.5 友好的人机界面，操作简单，使用方便。

4．结语
SmartEx MVG是常州阿斯博开关有限公司面向市场推出的国内第一款智能型真空断路器，选取的监测参量均从技术经济方面作了认真研究，实现的方法可行且安全，为下一代在线监测智能装置的研制开发奠定了良好的基础。

较之目前普通真空断路器，SmartEx MVG在技术和性能上均有显著突破，其新增的智能在线监测功能可以极大提高断路器运行的可靠性和安全性，符合未来智能电网对断路器的基础要求，同时也为断路器实现免维护运行提供了前提和保障。

SmartEx MVG智能型固封式真空断路器及SmartEx智能型真空断路器在线监测智能组件通过国家高压电气质量监督检测中心（西安高压电器研究院股份有限责任公司）的型式试验认证证书，并通过中国质量认证中心（苏州电器科学院股份有限公司）的检测试验报告证书。

并被江苏省经济和信息化委员会电力专家们鉴定获得“SmartEx填补了国内同类产品空白，达到国内领先水平。

”的高度评价鉴定结论。

SmartEx MVG智能型固封式真空断路器经过公司的市场推广，现广泛的应用于电网、电厂、冶金、石化、城市基础设施建设等项目，为用户创造价值。

SmartEx在线监测功能扩展
常州阿斯博公司与德国ALSBURG公司目前正在继续深化智能型断路器的探索和研发，正在开发中的功能包括：合分闸速度、合分闸时间、主控PC机集成数据处理中心、智能终端、与移动电话数据互动接口等在线监测功能的扩展。

我们相信通过我们的不懈努力，一定能不断推出满足智能电网建设需求、为客户创造更多价值的新型断路器。