配、變電網(wǎng)的自動(dòng)化是今后發(fā)展方向。為了對(duì)配、變電網(wǎng)進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)控和管理、運(yùn)行計(jì)劃模擬和優(yōu)化、運(yùn)行分析和管理、用戶負(fù)荷監(jiān)控和故障報(bào)警，配、變電網(wǎng)主站需要獲取現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備（成套中壓開關(guān)設(shè)備、斷路器及變壓器等）信息，同時(shí)也需要一次設(shè)備不但能執(zhí)行遠(yuǎn)地主站命令，而且也能就地完成合、分閘等命令，因此要求中壓開關(guān)柜（即一次系統(tǒng)）提高智能化程度。
另外，計(jì)算機(jī)技術(shù)及電磁兼容性（EMC）水平提高（即能抗強(qiáng)電磁干擾），信息傳感技術(shù)、微電子技術(shù)、通信及數(shù)據(jù)處理技術(shù)的普遍應(yīng)用和發(fā)展，也促進(jìn)了成套中壓開關(guān)設(shè)備智能化進(jìn)程。
智能化中壓開關(guān)設(shè)備主要由硬件與軟件組成：（1）可控操作的高可靠開關(guān)設(shè)備；（2）測(cè)控保護(hù)裝置具有保護(hù)、測(cè)量、監(jiān)視、控制及通信等功能；（3）在線檢測(cè)裝置可對(duì)SF6斷路器、油斷路器、其它電器設(shè)備及環(huán)境等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；（4）先進(jìn)的傳感器可實(shí)現(xiàn)各種信號(hào)可靠轉(zhuǎn)換；（5）中壓開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)緊湊、小型化。
智能化測(cè)控裝置的核心器件是微處理機(jī)，裝置充分利用數(shù)字技術(shù)和軟件技術(shù)，將保護(hù)、監(jiān)視、控制、測(cè)量與通信集于一身，在相同的硬件環(huán)境下，可實(shí)現(xiàn)多種功能。
?。ǎ保┗颈Ｗo(hù)功能：有方向或無方向的過流和接地故障保護(hù)；低周減載保護(hù)；自動(dòng)重合閘功能（后加速）；零序電壓、過電壓和低電壓保護(hù)；斷路器失靈保護(hù)；電流速斷、*速斷及反時(shí)限過流保護(hù)。
（２）控制功能：保護(hù)跳閘、合閘，遠(yuǎn)方、就地控制，各種信號(hào)控制及控制對(duì)象的顯示等。
（３）測(cè)量電量功能：可測(cè)量相電流、相間和相對(duì)地電壓、零序電壓和電流、頻率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)和電能等。
?。ǎ矗┩ㄐ殴δ埽嚎赏瓿膳cＰＣ機(jī)就地通信或通過變電站通信系統(tǒng)與遠(yuǎn)方通信，裝置一般可支持modbus協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約ＩＥＣ８７０—５—101（１０３）、DNP3.0、TCP/IP等；串行標(biāo)準(zhǔn)接口ＲＳ２３２、ＲＳ４８５，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線CANBUS、Lonworks等，以太網(wǎng)接口；支持多種通信介質(zhì)如雙絞線、光纖及無線等。
?。ǎ担┍O(jiān)視功能：斷路器狀態(tài)監(jiān)視、跳、合閘回路監(jiān)視和本機(jī)運(yùn)行自檢。
故障記錄和錄波功能：可記錄故障類型、發(fā)生時(shí)間及故障量zui大/zui小值，也可對(duì)故障波形進(jìn)行記錄。
一臺(tái)具有計(jì)量、控制、保護(hù)及通信等全部功能的智能化測(cè)控保護(hù)裝置安裝于開關(guān)柜上時(shí)，二次接線工作十分簡(jiǎn)潔，智能化測(cè)控保護(hù)裝置與外部單元接線見圖1。用戶僅需將電壓、電流信號(hào)，斷路器狀態(tài)位置信號(hào)和出口控制信號(hào)等與開關(guān)柜內(nèi)相應(yīng)一次元件的端子相連即可。
智能化測(cè)控保護(hù)裝置通過采集電壓、電流信號(hào)，斷路器狀態(tài)信號(hào)及其它輸入的開關(guān)量信號(hào)，接地故障狀態(tài)，獨(dú)立完成數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)保護(hù)、控制及顯示故障紀(jì)錄功能，同時(shí)通過通信接口完成信息上傳。因此與傳統(tǒng)二次技術(shù)相比，智能化測(cè)控保護(hù)裝置不但功能更多、精度更高，而且二次接線更簡(jiǎn)潔。
由于高壓電器設(shè)備在電網(wǎng)中的重要性，一旦發(fā)生事故，將引起局部或較大地區(qū)的停電，會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響，因此這些設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后或運(yùn)行中，必須進(jìn)行必要的檢查和維護(hù)。迄今為止，電力部門一直采用傳統(tǒng)的維護(hù)方式：即定期維護(hù)技術(shù)，所謂定期維護(hù)是經(jīng)過規(guī)定的一段時(shí)間（比如5年），對(duì)設(shè)備進(jìn)行規(guī)定項(xiàng)目維護(hù)，這些項(xiàng)目是設(shè)備檢查、更換零部件、解體檢查等。應(yīng)該說：這種定期維護(hù)技術(shù)對(duì)減少和防止設(shè)備的故障發(fā)生起到了良好的作用，但是這種定期維護(hù)方式存在不少缺陷，例如在設(shè)備解體檢查時(shí)，需要對(duì)斷路器及電器設(shè)備的一部分進(jìn)行解體，不但作業(yè)時(shí)需要停電，而且視其項(xiàng)目還需要可觀費(fèi)用，另外停電后設(shè)備狀態(tài)（如溫度、作用電壓等）和設(shè)備運(yùn)行中的狀態(tài)不一致，會(huì)影響一些數(shù)據(jù)判定。
由于定期維護(hù)技術(shù)存在許多缺點(diǎn)，另一方面隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，電子技術(shù)、光傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，使傳統(tǒng)的定期維護(hù)技術(shù)向預(yù)見性維護(hù)方式，即按狀態(tài)維護(hù)方式過渡。
與傳統(tǒng)定期維護(hù)技術(shù)相比，按狀態(tài)維護(hù)技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：
（1）按狀態(tài)維護(hù)技術(shù)的基本點(diǎn)是對(duì)設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及判斷，因此可避免定維護(hù)所造成的浪費(fèi)及其它缺點(diǎn)；
?。?）按狀態(tài)維護(hù)技術(shù)是以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，采用自動(dòng)管理技術(shù)來達(dá)到合理延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，因此可降低設(shè)備運(yùn)行的總費(fèi)用。
圖2是加拿大WinnipegManitoba附近的Dorsey試驗(yàn)站中高壓SF6斷路器的在線檢測(cè)系統(tǒng)。在試驗(yàn)斷路器上安裝了各種類型的傳感器，實(shí)現(xiàn)了電能、機(jī)械、SF6氣體在線監(jiān)測(cè)，且已得出了許多有價(jià)值的結(jié)果。3．2在線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目
（1）斷路器機(jī)械、電器性能監(jiān)測(cè)。如合、分閘線圈電流、操動(dòng)機(jī)構(gòu)特性、觸頭行程和速度、振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)。
?。?）中壓開關(guān)柜內(nèi)母線聯(lián)結(jié)處溫升檢測(cè)。
如果高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)是電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其合、分閘線圈一般由直流電源供電，見圖3。經(jīng)驗(yàn)表明：合、分閘線圈的電流可以作為診斷機(jī)械故障的信息，合、分閘線圈的電流訊號(hào)可由補(bǔ)償式霍爾電流傳感器給出，給出的合、分閘線圈的電流訊號(hào)也示於圖3。
圖中是起始時(shí)刻，是合、分過程計(jì)時(shí)起點(diǎn)，t1為線圈中電流、磁通上升到足于驅(qū)動(dòng)鐵心運(yùn)動(dòng)，即鐵心開始移動(dòng)的時(shí)刻；t2為鐵心已觸動(dòng)（開始）操作機(jī)構(gòu)負(fù)載，這也是開關(guān)觸頭開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻；t3為開關(guān)輔助接點(diǎn)切斷電源，即電磁線圈回路斷開的時(shí)刻。利用比較電流波形的變化或差異可以診斷出操作機(jī)構(gòu)的故障程度。3．3．2行程、速度的監(jiān)測(cè)
斷路器觸頭剛分速度對(duì)滅弧性能影響很大，適當(dāng)提高剛分速度對(duì)減少電弧能量、減少零部件的燒損有很大作用，但過分增大剛分速度不一定能提高滅弧性能，反而會(huì)加重操動(dòng)機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)；同樣斷路器觸頭合閘速度對(duì)滅弧性能也有很大影響。因此，對(duì)斷路器觸頭的行程、速度特性的測(cè)量及在線監(jiān)測(cè)是很重要的。為了完成正確測(cè)量，必須選取合適的位移傳感器。
可以選擇旋轉(zhuǎn)光編碼傳感器。利用增量式旋轉(zhuǎn)光編碼傳感器可以完成轉(zhuǎn)動(dòng)角度及方向的測(cè)量，一般把旋轉(zhuǎn)光編碼傳感器安裝在斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸上。
增量式旋轉(zhuǎn)光編碼一般有3個(gè)碼道（A道，B道，Z道），A道與B道相差90°，每周的碼條數(shù)可以根據(jù)測(cè)量分辨率選取，Z道每周一條，用來確定旋轉(zhuǎn)次數(shù)。當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，編碼器輸出A道、B道兩路相差90°角的正交脈沖，輸入信號(hào)處理電路，從A道、B道兩信號(hào)的相對(duì)位置可確定轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，如果A道先于B道，為正旋轉(zhuǎn)，而B道先于A道，為反旋轉(zhuǎn)。再通過加、減計(jì)數(shù)器對(duì)A道、B道兩路信號(hào)計(jì)數(shù)，能得到轉(zhuǎn)動(dòng)角度大小及方向，從而可以測(cè)出斷路器運(yùn)動(dòng)部分運(yùn)動(dòng)及反彈情況，可以計(jì)算出動(dòng)觸頭行程；分合閘同期性；平均速度；超行程；剛分后或剛合*ms內(nèi)速度（主要是平均速度，zui大速度）等。
