在科学技术日新月异的时代中，学科之间的交叉、渗透情况十分常见，涌现出大量的边缘学科，综合化、交叉化、定量化等均是科技未来发展的主要方向。以上这些改变均给电气学科发展创造了优势环境，使高压开关设备智能化有更大的动力。传感技术的开发与应用，使人们能够应用光纤与微电子元件处理既往高电压隔离及传感器内部小型化问题，配合微处理技术能执行智能判断功能，使设备的智能化水平进一步提升。
1智能化高压开关设备的概述
1.1智能高压开关设备的定义
智能高压开关是相较于传统高压开关而言的，其主要是由高压开关设备与各个智能组件两个部分组成的，即在开关的基础上增设各种传感器，从而达到智能化控制的目的，比如增设电子式互感器、位移传感器等。智能高压开关的工作原理主要是借助各种传感器来完成相应的执行动作，通过传感器来感知现在开关的状态，然后将这种状态以数字信号方式传送给智能组件和一些智能控制系统。智能控制系统对接收到的信息进行分析，根据具体状况做出相应的调整，并将执行命令传输给智能组件，再经由智能组件进行判断分析，最后将执行命令传输给操作机构，由其完成相应的动作。经过这一过程，智能电网的控制效果将得到进一步优化，从而保证稳定的供电。
1.2智能化高压开关设备的结构
智能化设备作为智能化高压开关的核心部分，其主要是由传感器与智能组件组成的。在结构分析过程中，智能化高压开关设备组成结构具体包括了高压开关设备、执行器、智能组件三个模块，其中智能组件通过传感器与高压开关形成的有机整体，具有测量、控制、监测等功能，能够对宿主设备状态进行一个有效地控制。智能组件主要是由众多智能电子装置组成的，主要适用于单一一次设备的综合测控。在具体应用过程中，智能组件还具有保护、计量等功能，能够实现设备功能一体化。在通信方面，智能组件主要是通过以下两种方式进行信号传输，即过程层网络通信与站控层网络通信，这两种通信都严格遵循IEC61850通信协议。在进行交换机配置过程中，允许不同配置方案存在，并且应优先对过程层网络通信进行处理与设置。
2高压开关设备智能化的基本特征
2.1测量数字化
测量数字化是高压开关设备智能化一种重要体现，能够通过网络传输方式来进行信息监测与测量，其中主要参与的构件有设备控制器、光电压互感器、光电流互感器与合成单元。相较于传统高压开关，智能高压开关能够实现就地与远程对主设备进行监测与控制。
2.2控制网络化
控制网络化也是智能高压开关设备一个重要特征，其是基于DL/T860下完成的控制，主要是针对间隔内断路器与隔离刀闸的运行状态进行监测，然后直接进行信息采集，或者通过过程层网络来完成。在命令控制与执行上，也是有两种方式，一种是直接进行命令传输，另外一种也是借助过程层网络来驱动。这两种方式都能够有效避免误操作的情况出现。
2.3状态可视化
状态可视化指的是设备的状态监测和自诊断功能，了解各设备的实时状态，分析开关设备各种特性的变化趋势，并对设备的状态进行总体评估，将评估结果告知上层系统，以保证上层系统对开关设备的状态可视。
2.4功能一体化
功能一体化主要针对的对象是传感器、电子式互感器与开关设备，但也可以对智能组件进行功能一体化设计，以此来实现一次设备与二次设备有机融合，从而达到提升高压开关的整体性能的目的。带来的变化有：减少保护小室占地面积，提高产品的集成度，节约成本。
3 高压开关设备的智能化技术发展
3.1气体绝缘全封闭式组合电器（GIS）
电磁式电器是传统GIS二次回路内主要应用的技术类型，各类电器设备功能单一化，为了实现各种复杂功能需要配置很多电器设备，应用千余条硬导线衔接这些电器，为安装大型控制柜创造便利，GIS壳体上的柜体仅被作为母线室应用。
在现代化GIS技术内，数字化继电器将传统继电器取而代之，增设了自监视程序，进一步提升了其运行的可靠性。GIS二次回路在应用中持续改进，将串行光纤技术用于联络不同间隔逐渐及间隔和变电站控制计算机之间，明显减少了器件的配置数目。将具有四遥功能的设备组装在GIS壳体上的控制柜内，这样就无需为二次回路建设控制室。通过应用光纤通信总线使电气设备之间的衔接状态更具精简性，并消除了电磁频繁干扰的问题，控制柜中电子器件有自动化控制、自监视等功能，明显提升了GIS的自动化水平。
在智能化GIS内，串行光纤总线把所有一、二次回路接进控制箱内，完全摒弃了既往硬件导线的连接方式，为各个传感器配置了传感器和执行器处理接口（PISE）的电子化接口，其功能有转换A/D、预处理测量信号、利用总线或串接总线执行命令。在PISE技术的协助下，明显短缩了连锁、电压等信号的传输时间，并能快速做出控制、保护等动作，提升了线路保护与监控的时效性、可靠性。
3.2智能熔断器
美国通用公司自主研发的限流容电器的额定电压、电流分别是5.5~26kV、65~175A，有规格微小、额定电流大、分断能力高等优点，还可以智能化调控熔断器的时间—电流特性。
3.3断路器及开关柜
国外有公司在原有真空断路器增设了过电流继电器、多种传感器设备，组建了集监视、通信、控制与维护等诸多功能为一体的新单元，借此方式提高断路器的使用功能，保证其运行可靠性。
在电器元件智能化水平不断提升的背景下，高压开关柜也朝着智能化方向持续发展、进军，当前在国际范围中占据领先地位的高压开关柜产品类型较多，从形式功能上可以分为三种，分别是配电型、电动机控制型、其它控制功能型。这些高压开关柜产品都具备一定的自诊断和自动控制性能，并且还有网络通信功能。
近些年开发了新品——高压开关柜智能化集控/保护单位，把调控、信号、保护、检测等功能整合为一，进而使高压柜具备连贯自监视及和电站控制系统直接连接等功能，其中电气软件的自诊断辅助回路，电动开关的电源、跳闸线圈；机械软件负责监视断路器储能弹簧状态、机械操作频次、气体压力波动过程等。控/保护单元的保护功能较多，比如限流、过电压与欠电压、过热及接地故障等，并结合现场需求进行组合配合。集控/保护单元也具备智能诊断功能，分析与处理检测到的数据、预测故障问题的发生率、判断开关装置的剩余使用寿命及测算出维修期。为提升智能化设备运行的可靠性，一定要重视完善设备的抗干扰性，通过利用新标准进行约束，增强智能化开关柜在各类复杂电磁环境下的适应性。
4 结束语
当下，随着我国科学技术水平提升，我国智能电网建设已经取得了很大的成效，正朝着智能化方向快速发展。根据我国“十二五”规划，我国将在未来几年全面进入智能电网建设阶段，并着手开始进行城市配电网改革，构建一个智能电网运行控制与互动的体系。同时对智能电网关键技术与设备进行研发，推动其良好应用。从目前国内发展情况来看，智能设备将迎来广阔的需求空间，在未来将会得到广泛地应用。
参考文献
[1]方兴.高低压成套开关柜电气设计现状分析及智能化发展方向分析[J]. 江西建材， 2019, No.250(11):8-9.
[2]刘德湛.高低压成套开关设备智能化控制系统的设计与运用分析[J]. 电子测试， 2019, 000(013):102-103.
[3]顾冬铭. 高压开关柜发热和放电原因分析和改进措施[J]. 水电水利， 2021, 5(3):13-14.
[4]张德秀. 高低压成套开关柜电气设计现状分析及智能化发展方向[J]. 数字化用户， 2019, 025(017):224.
