1  概述
      智能型斷路器是把微處理機技術、網絡技術和信息通信技術與現代機電一體化集成在一起的高新技術產品，其主要特征是內置智能脫扣器。目前，隨著我國現代化配電工業的迅速發展，智能斷路器的應用有逐年增長的趨勢。目前在配電自動化系統中應用較為廣泛的產品有西門子公司的3WN系列產品、ABB公司的F系列產品及國產的CWI系列產品。由智能斷路器構成的智能型開關柜與現場總線技術及上位機構成的自動化配電系統具有功能強、系統完善、可靠性更高、編程簡易、控制簡便、通信協議開放等特點。研制、應用和推廣智能型斷路器及其相適應的現場總線技術是我國配電自動化發展的基礎，也是適應我國現代化配電工業發展的需求。
2  智能型斷路器
      智能型斷路器的核心技術是智能脫扣器，它是利用微處理機芯片，對各極電流分對采樣，把各電路信號轉換成對應的數字量，用軟件模擬電流的發熱效應，并應用存儲器積累電流的“電能量”。當積累量超過設定能量時，微處理器發出控制指令，控制相應的硬件動作，實現各種保護功能，其主要功能有三段過電流保護，欠壓、接地保護及智能控制功能。
2.1  三段過電流保護
       該功能包括過載長延時、短路短延時、短路瞬時和接地故障延時保護功能。過載長延時保護整定范圍為1.05～1.3倍的額定電流。為了使電網中的保護功能匹配，過載長延時的時間調整范圍為15s～480s，短路短延時保護整定范圍為1.3～10倍額定電流，其時間調整范圍為0.1s～0.4s。短路短延時保護一般在大于10倍額定電流，接地保護功能的整定范圍在0.2～0.8倍的額定電流，接地延時故障時間整定范圍為0.1s～0.4s。這些時間的調整可以實現主開關與各級分支開關之間保護的配合，以提高系統的可靠性和縮小系統的故障范圍。
2.2  通信功能
      具有標準的RS—485接口電路，可與上位計算機機型數據交換，并可接受上位機命令，由上位機進行遙控操作，也可由上位機對斷路器的設備參數和保護定值進行遙調，向上位機傳送斷路器的工作參數、故障參數，以實現上位機對斷路器運行的系統遙測。
2.3  顯示及故障記憶功能
      在斷路器運行時，適時顯示主電路電流，故障發生時顯示其保護特性規定的區段，并在分斷后鎖存故障，顯示故障電流。在整定時，顯示整定區段的電流、時間及區段類別，試驗時顯示試驗電流、延時時間、試驗指示及動作區段。
2.4  MCR功能
      具有低倍數故障電流瞬時分段功能，即斷路器在合閘時遇到短路短延時故障電流時，能立即轉為瞬時分閘。
2.5  其它功能
      智能斷路器還具有自診斷功能及熱模擬功能，為斷路器自檢及自試驗建立完備的手段。
3  現場總線技術
      現場總線技術的基礎是一種全數字化雙向多站的通信系統，其以數字信號代模擬信號，在3C技術的基礎上大量現場檢測與控制信息就地采集、就地處理、就地使用，許多控制功能從控制室移到現場設備，使得一大批數字化、智能化的高新技術產品應運而生。由于現場總線的應用，使得由其構成的自動化控制系統具有高性能及高可靠性。由其構成的網絡系統把帶有通信接口的智能設備與主計算機連接起來。在配電系統應用現場總線枝術構成的分布式配電自動化系統，可提高系統的可靠性，實現系統數據的集中處理、監控、分析及優化調度。通信網絡的通信介質可用光纖、同軸電纜及屏蔽雙絞線。目前在配電系統應用較廣泛的是屏蔽雙絞線，其硬件接口為標準的RS—485接口，網絡接口為一點對多點的由上位機主呼的主從網結構，通信方式為廣播應答方式、半雙工型，系統的通信協議向著標準化、開放性發展。
      目前國際上應用較為廣泛的現場總線協議有Profibus總線、基金會總線、CANbus總線。而在統一協議的同時，更注重于開發互聯性的網絡接口產品，以增強各公司產品的通用性，是今后現場總線技術發展的方向。基于我國現場總線技術處于發展起步階段，并因我國應用的智能設備是以引進為主導地位，使得配電系統應用的現場總線在今后幾年內將不得不面對幾種現場總線，給這項技術的應用和推廣帶來一定影響，為此移植和開發具有自主知識產權的現場總線，是今后我國從事現場總線技術研究、開發和推廣應用工作的重點。根據我國目前現場總線技術應用的實況及國家政策扶植的現場總線類型，本文對具有代表性的現場總線簡介如下：
3.1 Profibus現場總線
      1987年德國聯邦科技部集中了Siemens等13家公司的5個研究所成立了一個專門委員會開始制定Profibus，1991年4月完成制定工作，由于各方面性能比較好，在DIN19245中發表，對其進行論述，從而正式成為德國現場總線的國家標準。1994年推出PA(Process Automation)通過總線供電，提供本質安全。Profibus在歐洲市場占有率為41％，德國占有率為43％，在各國工業控制方面應用也很廣泛，并有其獨特的技術優勢。Profibus是一種不依賴廠家的開放式現場總線標準，采用Profibus標準系統后，不同廠商所生產的設備不需對其接口進行特別調整就可通信。Profibus為主從結構；可方便地構成集中式、集散式和分布式控制系統。

3.2  FF(Fieldbus Foundation)現場總線
      FF現場總線是由ISP和World FIP合作成立的一個非商業化公正的國際標準化組織和協會組織，無專利許可證要求，可供任何人使用。在我國得到國家的強有力的支持，并投入相當的人力、物力和財力用于基礎研究，在我國是一個具有發展潛力的現場總線。FF總線提供了H1和H2兩種物理層標準。H1是用于過程控制的低速總線，傳輸速率為31.25Kbps，傳輸距離為200m，450m、1200m，1900m四種(加中繼器可以延長)，可用總線供電，支持本質安全設備和非本質安全總線設備，H2為高速總線，其傳輸速率為1Mbps(此時傳輸距離為750m)或2.5Mbps(此時傳輸距離為500m)。H1和H2每段節點數可達32個，使用中繼器后可達240個，H1和H2可通過網橋互聯。FF的突出特點在于設備的互操作性、改善過程數據、更早的預測維護及可靠的安全性。
3.3 CANbus現場總線
      CAN總線簡稱為控制器局部網，是由德國Robert Basch以及幾個集成電路制造商一起開發的。目前已由ISO/TC22技術委員會批準為IS011898(通信速率小于1Mbps)和ISO11519(通信速率小于等于125Kbps)，CAN是現場總線中唯一被批準為國際標準的現場總線。值得注意的是一些微處理器的生產商也在微處理器芯片中附加CAN接口，這樣CAN在低成本方面優勢明顯，并且有較強的抗干擾性能，是低壓配電自動化系統推廣應用的一種低成本現場總線。CAN總線是一種串行數據通信協議，它是一種多主總線，通信接口中集成了CAN協議的物理層和數據鏈路層功能，可完成對通信數據的組幀處理。
4智能配電系統
      智能配電系統是由智能開關柜、現場總線、上位機三部分構成，其系統結構框圖如圖1所示。
4.1  上位計算機用來實現配電系統的監控通信，其運行的軟件分為兩類：一是系統軟件，即系統平臺，如MS—DOS6.22或Windows95等；另一部分是監控軟件，監控軟件又分為兩部分：一是監控的應用軟件，對整個配電系統進行管理、監視、控制、數據輸出及通信3處理等，監控軟件不僅能使上位計算機通過通信網絡對整個配電系統各回路運行狀態，運行參數等進行采集，還能對所采集的數據狀態進行處理，并引入專家系統進行分析判斷和協調控制。另一部分是應用軟件的運行環境或稱為軟件平臺，這種平臺因采用的產品不同而有所不同，有的公司是直接應用C語言，有些公司是采用專門開發的組態圖形軟件。

4.2  現場總線
      現場總線技術發展非常迅速，在現場總線領域競爭也非常激烈。而近年來IEC的SC17B對用于電力系統方面的現場總線開發有了較大的進展，有了一個62026文件給出了6種現場總線。在智能配電系統的現場總線完成智能開關柜與上位計算機之間的雙向通信。
4.2.1  網絡結構，為一點對多點的由位計算機主呼的主從網絡；
4.2.2  通信介質，為屏蔽雙絞線(UTP雙絞線，8芯/4對，5類)；
4.2.3  通信規約，為OAR.584.001《低壓電器數據通信規約(版本號V1.0》；
4.2.4  通信方式，廣播應答方式；
4.2.5  類型，半雙工類型；
4.2.6  硬件接口，RS—485接口電路(具有瞬態保護或隔離型)。
4．3智能開關柜
      智能型開關柜是指高性能、高可靠性，具有一定自診斷和自動控制性能，并具有網絡通信能力。智能型開關柜從形式上可分為配電型、電動機控制型及其它控制功能型。配電型以智能斷路器為核心器件，由上位計算機實現對配電回路的遙控、遙測、遙信及遙調，而電動機控制型是以變頻器、智能電動機控制器為核心器件，實現電動機起動、運行、停止的優化控制。其它控制型的智能開關柜是以PLC(可編程控制器)為核心的控制型開關柜，完成生產過程中的各類控制功能，也是應用于工業生產過程自動控制發展最有潛力的產品，將PLC技術與傳統的開關柜有機結合，是實現對普通型開關柜智能化改造的一種投入少、見效快的有效措施。