0引言
随着电力系统运行的复杂性日益提高，这就对电力系统的供电可靠性和电能质量都提出了越来越高的要求。配电物联网建设的同时，也要求保证配网侧供电可靠性、以及加强故障精准定位和远程控制能力。当前380V-220V电压区间传统使用的空气开关已经难以满足配网精益化管理的需求。逐步地智能空气开关概念越来越被人们熟知，智能空开综合了现代电子技术、灭弧技术、电气自动化技术、计算机技术以及网络通讯技术等，采用模块化设计，能够实现断路器自检、测量、控制的自动化，其强大的远程通讯功能也大大提高了空开运行的可靠性。
1研究必要性
基于我国目前配电网的情况和能源转型发展的需求，构建配电物联网是一种急需的、对配电网一种本质性的提升。配电物联网本质就是将信息化和工业化进行深度的融合，通过信息化力量将原有配电网的生产力进一步的释放，实现质的飞跃。本文研究的智能物联网空开，位于电力物联网的感知层，是最基础的硬件产品，可以实现大幅提升用电安全、实时采集全电量参数、远程管控的功能，最终到达安全用电、智能用电，配电台基侧智能化管理的目的。
2研究目标
运用数字化控制芯片研制出一种新型的配电物联网智能空开，解决低压用电开关的监管盲区、用电安全、漏电伤人等隐患问题，从而，提高供电服务水平。
3配电物联网智能开关的关键技术研究
配电物联网智能开关是用微电子、计算机技术和新型传感器建立新的断路器二次系统。其主要特点是由电力电子技术、数字化控制装置组成执行单元，代替常规机械结构的辅助开关和辅助继电器,运用智能控制芯片以及新型传感器与数字化控制装置相配合，独立采集运行数据，可检测设备缺陷和故障，在缺陷变为故障前发出报警信号，以便采取措施避免事故发生。
智能控制芯片是独立的处理器，具有数据采集、控制、计算、分析能力，是配电物联网智能开关的主控单元，采用了32位ARM微处理器，另外配电物联网智能开关通过485通讯接口与国网加密模块实现4G通信，接入配网自动化平台，实现对产品进行远程遥控，遥测、遥调；通过人机交互界面，实现产品参数的在线设置等。
针对配电物联网智能开关关键技术研究过程中，首先从开关的灭弧性能进行分析研究，采用13片高等级灭弧栅可有效灭弧，大幅度预防电气火灾。
其次，在五金用料方面进行选材对比，最后采用1.3mm高熔点动、静银合金触头，高规格紫铜镀银导流铜件，高品质紫铜断路线圈。
另外，从信息通讯方式既要保证数据准确、快速传输至内网，又得保证信息安全。由于配网自动化主站等的特殊性，常规的WIFI、RS485等不能满足实际要求，选用了以太网、4G、5G、WIFI、宽带电力载波、Lora、RS485、NB-IOT等多通讯方式，加强通讯能力。
通讯方式
4数字化控制芯片的研究与应用
结合电子技术、微机技术和总线通信等技术，以提高空气开关的智能化程度为目标，将数字化控制芯片置入空气开关，运用数字化控制芯片的采集、运算、分析能力来实现空气开关的智能控制器功能。
智能控制器功能包括数据采集、智能识别和执行控制三部分构成。数据采集部分的实现由各类电流和电压装置、A/D模数转换模块组成。该部分可以接收各种来自数字化控制芯片的控制指令，也可以接收各种来自传感器的数据信息，并将采集的数据进行数据处理，以保证处理后的信息更加符合智能控制模块的处理要求。智能识别是一方面接受数据采样部分采集到的数据信息，另一方面接收来自远程系统的控制指令，智能分辨出开关动作时所处电路网络的工作状态，并根据识别判断配电物联网智慧开关是否符合执行动作的要求、判断配电物联网智慧开关所处的状态。执行控制过程是以进行处理分析;执行机构由能接收定量控制信息的部件和驱动执行器组成通过采样模块使系统可以自行监测到分合闸信息，然后将这个信息送入控制中心，分闸与合闸分别对应高、低电平，将该电平信号送到STM32核心板后，可以据需要发送分闸抑或合闸命令，驱动装置会读取开关所处的位置是分闸位置和合闸位置所对应的高低电平，进而完成从开到关或者从关到开的动作。
物联网空气开关根据监测到的不同故障电流，自动选择操作机构及灭弧室预先设定的工作条件，如正常运行电流较小时以较低速度分闸，系统短路电流较大时以较高速度分闸，以获得电气和机械性能上的最佳分闸效果。
当系统故障由继电保护装置发出分闸信号或由操作人员发出操作信号后，首先启动智能识别模块工作，判断当前断路器所处的工作条件，对调节装置发出不同的定量控制信息而自动调整操动机构的参数，以获得与当前系统工作状态相适应的运动特性，然后使断路器动作。
6总结
物联网空气开关作为传统空气开关的“升级加强版”,对日常用电设备可以进行智能化管理。可以提前对用电风险进行警示，对断电风险进行评估和预判，真正做到防患于“未燃”。不仅摆脱了传统空气开关的弊端，还在其基础上通过物联网技术对导线温度、电流、电压和功率等进行不间断的数据跟踪与统计分析，实时发现电气线路和用电设备存在的安全隐患。其主要作用是对用电进行提前预防与预警，由被动转为主动预防用电意外因素。避免日常用电火灾与触电的发生，实现用电的智能化管理。
