低压电器智能化的新技术探究
摘要：在社会经学技术的不断发展中，人们对科学技术的运用与对能源的认知都得到了进一步的提升，这也促使低压电器逐渐趋向于智能化发展。对此，本文主要对低压电气智能化的基础及优势，对低压电器智能化的新技术进行分析。
关键词：低压电器；智能化；新技术；探究
在现代社会中，低压电器的应用与我们的日常生活具有极大关联，无论是铁路运输系统还是店里系统，都广泛用到了低压电器。同时，工业发展、居民用电、农业水利等用电也多需要依赖于低压供电。对此，在科技与信息技术的不断进步中，低压电器智能化发展也成为了顺应时代发展的必然趋势。
1.低压电气智能化发展的基础及优势
在现阶段互联网技术不断发展的进程中，全世界的信息网络技术都得到了极大的发展空间，同时，传统的配电自动化系统也逐渐向智能化监控、运行及保护方面发展，在这发展背景下，就为低压电器转向智能化发展提供了一定的基础。
从低压电器的类型来看，目前常见的主要包含配电电器与控制电器两大类，这部分电器都是组成整套电器设备的基础原件。与之相比，智能化低压电器具备的优势主要由以下几点：第一，智能化低压电器可以对继电器起到保护作用，与此同时兼具监控、通讯及保护设备的能力；第二，智能化低压电器具有贡献资源的优势，因而在实际使用中能够进一步使信息通道减少，降低信息重复问题出现；第三，普通的低压配电器在实际应用中可能会导致配电系统中出现部分高次谐波，从而导致操作出现失误，而采用智能化配电电气则能够有效的将输入信号中存在的高次谐波消除，避免出现上述失误；第四，智能化过载电器也具有更高的动作可靠性，能够对具有多种启动条件的电机起到保护作用，例如低电流保护、接地保护以及反相保护等；第五，在智能化低压电器中应用的一般是新型数字化监控元件，能够更好的对中心提供的信息及配电系统最大增量进行控制，同时也具有接线简单、安装方便的优势；第六，智能化低压电器还可以结合中央计算机的集中控制使配电系统自动化性能得到增强，从而使其控制系统与配电的维护与调度水平得到提升[1]。
2.低压电器智能化的新技术分析
2.1 配电电器
从配电电器技术方面来看，其创新方向主要体现在改进灭弧系统弧室结构以及采用塑料产气吹弧方面[2]。从家用配电线路的电弧故障问题来看，主要可分为并联电弧故障与串联电弧故障两种，前者一般由导线间绝缘层破坏而引发；后者则由导线被切断或接头松动而引发（家用电器中几种电弧故障情况如下图1）。为了有效解决电弧故障问题，在其弧室结构改进方面主要需从上出线、下出线和后面三个方面喷出电弧，进而在灭弧室里设置由不锈钢片组成的过滤金属罩，将分段过程中释放出来的能量进行吸收，从而达到降低影响装置的作用，同时将其对关柜的污染消除；从塑料产气吹弧的使用情况来看，主要可使开断时的电器触头在灭弧室中将产生的金属相电弧转化为气相电弧，进而促进电弧转移速度的加快，促进电气安全性的提升。另外，配电电器技术的创新还体现在提高供电质量以及加强环保性能方面，在实际应用中新技术应用的生产材料不会对环境造成潜在危害，且能够在其报废后进行重复利用，促进C02排放量的降低，因而可有效起到保护生态环境的作用。
图 1家用电器中电弧故障情况
2.2 控制电器
智能化控制电器主要将原来控制电气的结构进行了转变，能够进一步将人体必需接触带电设备的概率有效降低，促进电气操作过程的智能化。在其实际设置中，首先，智能化控制电器设定了最低电压，这就确保电器在预设电压范围内的正常运作有了一定的保障，而一旦有超出设定范围内的部分，该智能化设备就会在第一时间自主切断电压，从而极大降低因电器振动导致的能源消耗，同时也可以进一步延长电器设备的使用期限。其次，智能化控制电器主要是借助恒流激磁电路实现设备正常运行的，采用这种以原电流制造的恒流激磁能够进一步为电气的持续运作提供基础保障[3]。再次，由于控制电器的触头一旦震动很容易导致触头接触面受到破坏，因而采用智能化控制电器则能够有效通过直流操控的方式为接触器线圈供电，从而极大降低出现上述问题的可能。最后，智能化控制电器还有一个创新表现，即将原变交流操控转换为直流操控，达到节约能源消耗的作用。
2.3 电磁兼容
伴随现代社会资源短缺情况的日渐严重，人们对环境保护的意识也逐渐有所加强，在智能低压电器的研究与开发中也是如此，这也就导致人们对电器产品兼容性的要求越来越高。在促进电气兼容的研发中，对电气产品的要求主要由以下两方面：其一，必须具备抵御电磁干扰的能力；其二，不能为环境带来电磁干扰。在现阶段大量电器的发展中，基本上处于强电、弱电共同存在的平衡状态，开关电路与数字电路同样处于设置的共同设备中，而现场总线网络控制一般需要设置在强电开关设备中，如此一来就进一步提升了对电磁兼容的要求，例如在智能化电器系统、接触器以及智能化断路器等都需要具备相关的工作性能，这也是电磁兼容设计中重要的考核指标。而要想有效满足这些比较高的要求，就需要进一步从硬件、软件以及材料等方面对电磁兼容性评估进行控制，以确保电磁兼容能够准确达到标准值要求。
2.4 负荷开关
在配电网中，由于其结构发生了较大变化，这就大大提升了负荷开关的用量，因而进一步研发体积小且性能高的负荷开关就成为了推动低压电器向智能化发展的一大推力与重要的研究方向。但由于运用了环网柜，也促使配电网结构出现了变化，形成了环网结构，再加上FTU监控单元的加入，就能够以更加先进的监控技术达成电网不断供电的目的，从而有效提升电网的供电效率与质量。另外，通过对电网的实时监控也能有效降低出现停电的情况，在运用监控原理的同时也能对电网的运营起到优化作用，促进电网在满负荷状态下的安全运行。此情况下，只要故障出现，就能够通过监控及时发现进而迅速改变供电系统设置，将电网运营中可能出现的损失降到最低。
2.5 浪涌保护
根据相关资料调查显示，因电压线路中各种涌浪导致的经济损失每年约达260亿美元（部分单位及损失金额如下表1），数量如此巨大的损失直接促使电器生产企业必须要全力研发低压避雷器以及浪涌吸收器，以全面确保用电安全性的提升。现阶段市面上应用效果比较显著的电涌保护器主要是Phoenix Contact公司、ABB公司以及Schne i der公司的产品，这类产品主要特点就是使用范围比较广泛，并可以配备保护主配电系统、终端设备及分配电系统的微型模块，提升安全性能。
表 1涌浪对部分单位造成的经济损失
时间 省市 行业 经济损失
2006 山东省淄博市 电力 直接经济损失2070万元
2007 江西省上饶市 电力 直接经济损失1300万元，间接经济损失2000万元
2008 湖南省株洲市 易燃 直接经济损失1000万元，间接经济损失2000万元
2009 广东省深圳市 航天 直接经济损失6600万元
总结：综上，通过对智能低压电器技术的应用研究可以发现，其与传统低压电器相比具有而更加显著的优势，也是促进电网智能化发展的过程中必然要经历的环节。对此，伴随科学技术的不断进步，在智能化低压电器的发展中还需要进一步加大研发力度，以促进未来低压电器向更环保、更安全、更智能化的方向发展。
参考文献：
[1]张培铭. 智能低压电器技术研究[J]. 电器与能效管理技术, 2019(15):10-20.
[2]焦红亮, 白鹏飞. 低压控制与保护电器智能化技术研究[J]. 建材与装饰, 2018, 000(031):242-242.
[3]陈培国, 管瑞良, 陈平. 新一代智能化断路器与物联网技术的融合[J]. 低压电器, 2018, 000(021):10-12.
