1 引言
2014年11月 19日国务院公布的《能源发展战略行动计划（2014 - 2020年）提出，坚持“节约、清洁、安全”的战略方针，加快构建清洁、高效、安全、可持续的现代能源体系。重点实施的战略中包括节约优先、绿色低碳和创新驱动。
在建筑领域，由于建筑能耗总量的大幅增长，现代智能建筑对中压配电系统提出了新的需求和挑战：需要安全和不间断的运营保障，能耗的增长和更严格的法规对能效管理提出更高的要求，日益激烈的市场竞争对建筑的安全、舒适、高效及环保提出挑战，长期持有的产业如何保证建筑全生命周期投入产出的最大化。
然而，近些年或未来一些新的约束政策的出现已经或即将给配电运营商带来压力。如我们所说的可再生能源管理对配电网的影响，设备老化的影响，运营效率的影响，以及用户越来越渴望得到一种 “完美”的能源。这些变化促使对开关设备需要更加智能化和更高的可靠性，能够最大程度降低运营成本及提高运营效率。
因此，施耐德电气认为配电开关设备在现阶段是需要进行较大的变革。
2 中压开关设备及控制设备技术发展的历史
上世纪三十年代，出现了早期的固定式油断路。绝缘油经过三、五次的开断操作后会被碳化而失去绝缘性能和灭弧能力，因而需要频繁维护和更换绝缘油。
因此，人们把开关从墙上移到了金属箱体内，并实现了可抽出式，这样就大大降低了维护和更换绝缘油的难度了，也减小了开关柜的尺寸，但是绝缘油易泄漏，不安全，易发生火灾的问题并没有得到解决。
上世纪七十年代，随着真空技术的提高和SF6技术的出现，市场上出现了真空和SF6断路器产品。由于没有了绝缘油泄漏，大大降低了火灾的风险。由于早期的技术并不成熟，定期的维护和检修是不可避免的，因而继承了之前油开关柜抽出式的结构。当时的手车是置于地面上，地面的不平度会影响到手车的操作灵活度以及手车动触头和柜体静触头之间的接触情况，因此对土建安装基础要求很高。实际运行过程中因土建基础不达标造成手车触头烧毁的情况时有发生[1] 。
所以，从上世纪九十年代开始，中置柜开始在国内全面取代了早期的下置式可抽出式开关设备。而且随着真空技术的成熟和固体绝缘技术的发展，以固封极柱为代表的复合绝缘真空断路器产品，逐步占据了主导地位。与老一代的下置式可抽出式开关柜相比，产品结构更加紧凑，对环境的耐受力有所提升以及相对降低了对运行维护的需求。
虽然从理论上来说，目前的真空、SF6断路器产品已经具有少（免）维护的可能性，但通过这些年中置柜在各地实际运行情况来看，绝缘事故，载流故障等仍占有所有事故统计的前两位。究其原因，这实际上针对油断路器设计的可抽出式开关柜并不能完全体现现出当前成熟断路器技术的优势。因此，在很多应用领域，固定柜取代可抽出式开关柜逐渐成为大家的共识，大家纷纷开发充气开关柜和固体绝缘开关柜。
2011年8月由国家电网公司发布的《国家电网公司第一批重点推广新技术目录》中，固体绝缘开关柜被列入其“十二五”规划中。
从用户和技术应用角度来看，当前中压配电设备的3大技术趋势：
1、环保性
2、智能性：分层次、分阶段
3、少维护或免维护
3 用于智能建筑的未来开关设备
3.1 智能电网将比过去使用更多的断路器
多年以来，实践表明在配电网络环路中增加断路器是一种减少受停电影响用户数量并降低电力恢复所用时间的有效方式。配电网络通常按照开环运行，以往位于HV/MV变电站中的每个馈线仅配备一台断路器。但是，在发生故障时，通过故障馈线供电的所有用户将被断连。
但是实际上，故障点上游的用户可能不受影响。在环路中采用断路器取代开关将允许仅对连接于故障部件的用户进行断连，与传统解决方案相比，这带来受停电影响用户数量方面的显著优势[2]。
从理想化角度而言，包括低成本断路器、低成本传感器及便于升级的解决方案将通过成本高效的方式减少停电。在下列两个领域内，目前都存在充分并且经济性满足MV/LV变电站需求的可行方案：
• 针对网络应用的优化一体化断路器
• 通过在变电站进/出馈线之间降低时间选择间隔或使用逻辑选择，适应现有保护系统。按照类似的方式，使用断路器保护MV/LV变压器更加高效并且准确。
3.2 智能电网将强制要求远程控制
智能建筑中，长时间停电是不再被接受的。馈线自动化、使用远程控制的自我修复是减少停电时间的唯一方式。通过使用远程控制操作开关设备并变更保护设置，也能够实现配电网络的某些部分负载的优化
智能中压配电现场层可以实现以下监测及信息上传：
3.3 为了实现应用的灵活性，必须采用模块化
开关设备模块化是满足灵活性需求的关键。在此方面，全屏蔽式固体绝缘模块化系统带来了最大化灵活性。由于母线的每个部分及电缆连接的每个部分均采用全屏蔽式固体绝缘技术，所以不存在外部影响，并且也不会受到开关柜布置的影响。
因此，提供了众多电缆接入的可能性，以施耐德公司的新一代Premset开关柜母线扁平联接系统为例 （下图1），其灵活的接线方式可以从底部或顶部进入，正面或背面连接，并且开关柜扩展非常方便。
3.4 表面全屏蔽的全绝缘中压开关设备对安全和不间断的运营保障具有重要性
我们看到固体绝缘（SIS）与其它绝缘技术相比有很多优势（如比空气绝缘的环境耐受性好），但是不可否认普通固体绝缘的主要缺点：老化现象受恶劣环境影响。事实上，在一些环境条件下（湿度和/或污染）运行的传统的固体绝缘解决方案一直在遭受着不确定性的老化现象。绝缘老化的原理分析见下图（图2）：
而当下最新全屏蔽式固体绝缘（2SIS）技术，能够提供持续的表面接地，防止绝缘表面产生泄露电流而导致绝缘表面的恶化。下图（图3）是施耐德公司的全新一代全屏蔽式固体绝缘柜的电场分析，可以看到采用屏蔽技术后，电场的改变。屏蔽表面零电位，不会因环境影响导致固体绝缘表面老化，从而大力提高了开关设备的预期使用寿命以及在各种任何环境尤其是盐雾、潮湿等恶劣环境中的可靠性和安全性。
3.5 全屏蔽绝缘开关设备的应用
通过前面的分析，可以看出全屏蔽固体绝缘开关设备是现今配电中压开关设备的发展方向之一。那么我们再以一个典型方案来分析这类产品与当下主流产品相比的优势。
从上图（图4）的一个两进两出的典型方案在各种技术的比较（表1）中，我们可以看到，以施耐德电气新一代中压开关设备Premset为例的全屏蔽固体绝缘开关设备与传统的气体(GIS)或空气(AIS)开关设备相比具有明显的技术与应用优势。
其创新的全屏蔽固体绝缘技术，有助于降低内燃弧风险，有效抵御恶劣环境，以保证在任何环境下长期运行的高可靠性。其卓越的产品性能（表2）使其应用海拔高度可以到5000m并且无需降容。
直观的三工位一体开关[3]，实现开断、隔离和接地功能， 降低误操作风险。通过技术与工业创新使模块化设计与连续接地的表面屏蔽系统相结合，使其体积非常紧凑（柜宽375mm, 仅为传统中置柜的二分之一，也小于目前常用的充气柜，易于安装与升级。
3.6 绿色环保、最大程度降低运营维护需要和成本
施耐德电气新一代中压开关设备Premset无六氟化硫（SF6）设计简化了设备报废程序，符合绿色环保要求。由于体积的减小，单位平方米的造价得以降低。其全绝缘的设计使主回路及操作机构在整个使用过程中免维护，实现建筑全生命周期投入产出的最大化。
3.7 分布式配网自动化技术
施耐德电气新一代中压开关设备Premset采用分布式的配网自动化技术（图5），可以根据用户需求配置定制式的智能化方案，无需另外单独组屏及外接电源。用户可以方便的实现对系统的远程控制、数据共享、权限分级、及资产管理等。
4. 结论
当前电网及建筑行业的发展将促成在中压设备中纳入更高程度的智能化。为适应发展，某些技术创新以及优化方式正在发生变化。我们相信采用真空断路器的全屏蔽式固体绝缘智能开关设备将非常适用智能建筑中压配电的未来部署。这种架构在保证高安全性和高可靠性的同时，智能、环保、易维护和耐受恶劣环境的设计能够最大程度降低运营成本并解决智能建筑中压配电的大量应用问题。
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只看楼主 我来说两句 抢板凳