智能小型化开关柜

智能化是提高安全性的重要一步，基于在线监测，及时发现异常并采取措施，避免故障的发生；需要在不影响现有设备的可靠性基础上安装在线监测设备，如断路器本身可靠性99.99%，而添加的监测设备电子元件的可靠性确只有98%，那整体可靠性还有所降低。在线监测需要更多的结合人工智能，大数据、云计算等精准的预测产品检修周期，改善产品运行问题，延长产品使用寿命；远程操作可以避免现场操作开关的风险。

节能环保已成为整个世界各行各业追求的目标，对于开关设备也不例外。

a.小型化，节约材料使用，降低成本，降低建筑成本，标准化、模块化等降低制造时间等。如400mm宽开关柜，通过可抽出侧装式断路器，改变了固定式窄型柜电缆安装不变的弊端；1100mm深，2000mm高，如10台排列开关柜，小型柜占地面积只为普通中置柜的36%，如图2 所示，同环网柜相当。但额定电流1250A、开断31.5kA是环网柜无法比拟的，对于箱变、商业楼宇、公路、小工业、数据中心等是很好的选择，加之集成智能监控单元，实现在线监测，无人值守。

图2 400mm宽小型柜占地面积比较

同样550mm宽双层断路器柜，采用小型抽出式断路器，中置和下部布置便于操作维护，仪表室高度同普通中置式相当，便于操作检修；同时综保等保护也可以装在边柜上，边柜的前部用于二次进线、仪表、接线等，后部作为下部断路器室的泄压通道，保证开关柜满足内部故障要求。同样的模块化设计可用于三层接触器熔断器组合开关柜，由于熔断器保护，电缆室提供电缆连接，不需要考虑内部故障要求。图3所示650mm宽中置柜与550mm宽双层柜一次方案比较，宽度比为42%，占地面积比为50%。

图3 中置柜与550双层柜应用比较

a. 使用环保材料，降低能耗，无SF6是典型的应用，中压开关柜的去SF6化相对容易，采用干燥空气、氮气等绝缘，真空灭弧的设计已比较成熟，另一条技术路线固体绝缘通过不断的设计、材料、工艺优化，已趋于成熟。

b. 智能化，小巧的电流、电压传感器的应用替代传统的电磁型互感器，材料大量减少，光纤取代传统、复杂的大量电线的应用，信号直接与保护配合使用，无需再经过变压供数字综合使用，高度集成化，使开关柜结构更加简单。

国外小型化开关柜比较普遍，如MCSET 17.5kV开关柜570mm宽，集成电流电子传感器、智能保护等装置，实现智能配电。西门子SIMOPRIME 17.5kV 1250A柜宽600mm，伊顿Unitole UR 3.6 - 17.5 kV 1250A是 620mm宽开关柜，双层柜前维护开关柜，小型化断路器相间距只有130mm等等。

未来需要更多小型化、智能化、高可靠型开关柜产品，同时根据负荷、系统需要，配备不同的核心开关，可以是接触器、负荷开关以及限流保护装置等，构成系统性保护，而不是千篇一律采用断路器。

新型电力系统，需要节能减排型产品，小型化节省黑色金属、有色金属、土地资源等等，使用钢板材料仅为普通柜的50%，铜排用量仅为60%，对于居高不下的铜材价格，对于寸土寸金的土地资源，都需要小型化，通过智能化减少繁琐配置，提升产品可用性、可靠性。