也就是說SDMK1主要采用電磁系統(tǒng)作為操作機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)主觸頭運(yùn)動(dòng)接通和分?jǐn)?，通過智能控制單元檢測(cè)主回路電流，并進(jìn)行邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理，控制電磁系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性，完成故障診斷和運(yùn)算。從根本上說，SDMK1是通過智能控制單元實(shí)現(xiàn)開關(guān)的各種保護(hù)功能，開關(guān)整體上不存在復(fù)雜的脫扣機(jī)構(gòu)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單保證了SDMK1開關(guān)的低故障率，而智能控制保證了全面的可控性。

在分?jǐn)啾Ｗo(hù)過程中，復(fù)位彈簧和限位機(jī)構(gòu)相配合，增加觸頭的運(yùn)行行程，使電弧在大于臨界短路滅弧電流的開距下過零熄滅，隨后在復(fù)位彈簧的作用下，觸頭返回至與原開距大致相當(dāng)?shù)钠胶馕恢?，主要改善了電磁系統(tǒng)的合閘特性。這個(gè)過程即為”動(dòng)態(tài)開距”技術(shù)。此技術(shù)不但保證了分?jǐn)鄷r(shí)間，而且保證了分?jǐn)嗄芰?。就目前來說，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的分?jǐn)嗄芰ψ畲蟛粫?huì)超過12Ie，而SDMK1的分?jǐn)鄷r(shí)16Ie，在分?jǐn)嗄芰ι暇哂邢喈?dāng)大的優(yōu)勢(shì)。

而在操作頻率上，SDMK1開關(guān)大約為1200次/h，也就是說，它非常適宜用于重載頻繁動(dòng)作的場(chǎng)合。在使用壽命上，由于沒有復(fù)雜的脫口機(jī)構(gòu)限制其機(jī)械壽命，SDMK1的整體機(jī)械壽命大約在600萬次左右，電壽命約為100萬次。

3.3 SDMK1的智能化與可通信技術(shù)

n      通信方式

SDMK1開關(guān)具有多種通信方式，帶有多種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線，包括RS-232、RS-485、Modbus、Prifbus、工業(yè)以太網(wǎng)等，無需其他轉(zhuǎn)換器件即可組成工業(yè)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，可以滿足各類不同用戶的要求。

n      通信控制

SDMK1開關(guān)內(nèi)部置有傳感器，外部具有通信接口。通過與無線或有線通信裝置連接，將開關(guān)的工作狀態(tài)和參數(shù)傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái),也能接收來自管理平臺(tái)的指令，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

n      通斷控制

SDMK1開關(guān)對(duì)電氣回路的通斷控制，既可現(xiàn)場(chǎng)控制，也可遠(yuǎn)程控制。如當(dāng)電力供應(yīng)緊張，或有區(qū)域改造及維修工程時(shí)，農(nóng)村電網(wǎng)停電與送電，可以通過遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)。

n      智能控制

當(dāng)電氣回路故障發(fā)生故障時(shí)，SDMK1開關(guān)能及時(shí)予以故障保護(hù)，如短路保護(hù)、過載保護(hù)、過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、缺相保護(hù)、三相不平衡保護(hù)、漏電保護(hù)等，同時(shí)還發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)。如果有其他智能化要求可編程設(shè)定。

n      參數(shù)設(shè)置

動(dòng)作整定值可以任意設(shè)定，既可以在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定，也可以遠(yuǎn)程設(shè)定，并且能自動(dòng)判別用戶設(shè)定的參數(shù)是否合理。

可通信功能是智能型低壓電器的典型特征，而智能型低壓電器是中國(guó)低壓電器行業(yè)及產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是市場(chǎng)的剛性需求。未來幾年中國(guó)智能電網(wǎng)，智能小區(qū)，智能城市將快速發(fā)展，這也是智能型低壓電器的發(fā)展機(jī)遇。

4 中國(guó)低壓電器的智能化發(fā)展趨勢(shì)

3.1什么是智能低壓電器

到目前為止，國(guó)內(nèi)外低壓電器標(biāo)準(zhǔn)上還沒有對(duì)低壓電器智能化進(jìn)行定義。但是，智能化低壓電器這一說法已經(jīng)被低壓電器研發(fā)人員、設(shè)計(jì)人員、制造商及工程設(shè)計(jì)人員以及使用部門所接受。低壓智能化電器應(yīng)具有四個(gè)功能上的基本特征：保護(hù)功能非常齊全、測(cè)量現(xiàn)實(shí)電流參數(shù)、故障記錄與顯示、內(nèi)部故障自診斷等。

隨著建筑電氣的發(fā)展和智能電網(wǎng)的建設(shè)，擁有智能化功能的低壓電器越來越受住宅配電系統(tǒng)供應(yīng)商重視。

智能化低壓電器與普通電器相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)普通配電電器會(huì)使配電系統(tǒng)產(chǎn)生高次諧波，而智能配電電器能夠消除輸入信號(hào)中的高次諧波，從而避免高次諧波造成的誤操作。

2)智能過載電器可以保護(hù)具有多種起動(dòng)條件的電動(dòng)機(jī)，具有很高的動(dòng)作可靠性，例如，電動(dòng)機(jī)過載與斷相保護(hù)、接地保護(hù)、三相不平衡保護(hù)以及反相或低電流保護(hù)等。

3)智能保護(hù)繼電器具有監(jiān)控、保護(hù)和通訊功能。

4)智能電器可以實(shí)現(xiàn)中央計(jì)算機(jī)集中控制，提高了配電系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，使配電、控制系統(tǒng)的調(diào)度和維護(hù)達(dá)到新的水平。

5)智能電器采用數(shù)字化的新型監(jiān)控元件，使配電系統(tǒng)和控制中心提供的信息最大幅度增加，且接線簡(jiǎn)單、便于安裝，提高了工作的可靠性。

6)智能電器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，可以減少信息重復(fù)和信息通道。

3.2低壓電器智能化發(fā)展涉及的相關(guān)新技術(shù)

智能化低壓電器須滿足性能優(yōu)良、工作可靠、產(chǎn)品體積小、組合化設(shè)計(jì)、可通信、節(jié)能環(huán)保等要求，要具有保護(hù)、監(jiān)測(cè)、通信、自診斷、顯示等功能，這是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化所必需的。

3.2.1低壓電器基本智能化技術(shù)

目前，智能化低壓電器基本含義主要包括以下功能：保護(hù)與控制功能齊全，兼有電參數(shù)測(cè)量，外部故障檢測(cè)、報(bào)警和開關(guān)內(nèi)部故障自診斷與報(bào)警，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，電能使用管理等功能(或其中一部分功能)。為此，需要對(duì)下列技術(shù)進(jìn)行深入研究。

1)各類低壓電器根據(jù)其低壓配電、控制系統(tǒng)中地位與作用應(yīng)具有哪些智能化功能？如何實(shí)現(xiàn)這些功能？

2)智能化低壓電器標(biāo)準(zhǔn)研究與制定；智能化功能測(cè)試設(shè)備、測(cè)試方法研究。

3)智能化低壓電器集成技術(shù)研究；多種智能化電器集成時(shí)，對(duì)不同低壓電器智能化功能舍取；多種功能重疊時(shí)相互協(xié)調(diào)與配合研究。

4)智能化低壓電器可靠性(包括EMC技術(shù))研究。

3.2.2智能電器可通信技術(shù)研究

智能化低壓電器強(qiáng)大功能充分發(fā)揮，必須依賴于低壓配電與控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化。為此，對(duì)低壓電器提出了可通信要求。為了滿足網(wǎng)絡(luò)化要求，又將涉及一系列技術(shù)的研究。

(1)網(wǎng)絡(luò)化電器與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化研究。

(2)高、中、低壓配電系統(tǒng)無縫連接技術(shù)研究。

(3)智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)配套附件研究與開發(fā)。

(4)智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)典型方案與整體解決方案研究。

(5)可通信電器試驗(yàn)方法研究及相關(guān)檢測(cè)設(shè)備研制并建立相應(yīng)試驗(yàn)基地。

5 SDMK1開關(guān)在智能化領(lǐng)域的應(yīng)用

近年來，城市住宅小區(qū)規(guī)模越來越大，供配電、消防和安全等是小區(qū)物業(yè)管理的重點(diǎn)。由于小區(qū)內(nèi)中低壓配電房的數(shù)量較多，小區(qū)內(nèi)消防監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋范圍較寬，小區(qū)內(nèi)安全監(jiān)控區(qū)域較廣，小區(qū)物業(yè)針對(duì)供電、消防和安全監(jiān)控設(shè)立了多個(gè)值班室，但目前仍存在管理效率低和管理不到位等問題，表現(xiàn)為：

（1）當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，一般都是由用戶被動(dòng)地上報(bào)，然后物業(yè)再安排人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析、排查，故障反應(yīng)周期長(zhǎng)。如果故障較為復(fù)雜，有時(shí)還不能快速進(jìn)行故障診斷以及故障排除；

（2）值班人員多，但是效率低，巡視次數(shù)有限；

（3）按照配電和安全監(jiān)控值班的相應(yīng)規(guī)定，一般需要24h值守，按照2人4班3運(yùn)轉(zhuǎn)的原則，每個(gè)正規(guī)的值班室需要配置8人，因此值班室越多，需要的值班人員也越多，日常的運(yùn)行成本越大。

如果采用SDMK1控制與保護(hù)開關(guān)組成小區(qū)智能配電系統(tǒng)、智能消防監(jiān)控系統(tǒng)和智能安全監(jiān)控系統(tǒng)，則可解決上述問題。這三個(gè)系統(tǒng)可以合為一體，為小區(qū)物業(yè)管理提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。圖6所示為采用SDMK1系列控制與保護(hù)開關(guān)的解決方案。

圖6 SDMK1實(shí)現(xiàn)方案

小區(qū)各級(jí)低壓配電箱、消防報(bào)警系統(tǒng)和視頻監(jiān)控設(shè)備均中采用SDMK1控制與保護(hù)開關(guān)進(jìn)行控制和保護(hù)，利用SDMK1控制與保護(hù)開關(guān)自帶的RS485通訊接口及拓展的電力載波模塊和GPRS通訊模塊組成通訊網(wǎng)絡(luò)，配電箱或消防控制箱內(nèi)部的開關(guān)和設(shè)備采用RS485通訊方式，配電箱（控制箱）與配電箱（控制箱）之間采用電力載波通訊方式，所有信息發(fā)送至中央控制，中央控制室采用GPRS與管理和維護(hù)人員通訊，從而使設(shè)備管理和維護(hù)人員能實(shí)時(shí)對(duì)小區(qū)內(nèi)的供電、消防和安防進(jìn)行巡檢，一旦發(fā)生故障，立即報(bào)警并指導(dǎo)物業(yè)排查檢修。

主要特點(diǎn)和功能：

（1）在配電箱內(nèi)用SDMK1控制與保護(hù)開關(guān)對(duì)被保護(hù)線路和設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，每條線路只需要用一臺(tái)SDMK1控制與保護(hù)開關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)短路、過載、三相不平衡、過壓、欠壓、漏電等保護(hù)，并實(shí)時(shí)檢測(cè)被保護(hù)線路的電氣參數(shù)（電壓、電流、剩余電流），同時(shí)間接估算被保護(hù)線路的溫升，判斷其是否過載，如果達(dá)到臨界上限，則給出預(yù)警。配電箱內(nèi)的SDMK1控制與保護(hù)開關(guān)采用RS485通訊方式交換信息，再通過電力載波轉(zhuǎn)換模塊將每臺(tái)開關(guān)的信息傳送至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過GPRS實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。供電管理和維護(hù)人員可以遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)被保護(hù)線路的電氣參數(shù)和工作狀態(tài)，還可以遠(yuǎn)程控制開關(guān)接通或斷開。如果配電箱內(nèi)配有可通訊智能電度表，還可以實(shí)現(xiàn)用電信息采集、用戶數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)同享等功能，實(shí)時(shí)獲取用電信息并掌握用電規(guī)律。為電網(wǎng)企業(yè)營(yíng)銷業(yè)務(wù)管理、用戶用能管理和小區(qū)物業(yè)管理提供及時(shí)、完整、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（2）消防報(bào)警系統(tǒng)采用SDMK1控制與保護(hù)開關(guān)，該開關(guān)具有剩余電流保護(hù)功能，能對(duì)各條線路的剩余進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，如果超出整定值則報(bào)警或者斷開故障電路。同時(shí)，利用該開關(guān)的RS485通訊技術(shù)及拓展的電力載波通信技術(shù)和GPRS通訊技術(shù)，可以組成小區(qū)消防監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)剩余電流數(shù)據(jù)采集、記錄和歷史數(shù)據(jù)分析功能，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)隱患。利用SDMK1開關(guān)的遠(yuǎn)程控制功能，及時(shí)切斷有火災(zāi)隱患的電氣線路，并指導(dǎo)運(yùn)行維修人員及時(shí)排查故障。此外，消防泵采用SDMK1控制與保護(hù)開關(guān)進(jìn)行控制，SDMK1控制與保護(hù)開關(guān)的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能不僅能對(duì)消防泵進(jìn)行控制，還能定期地對(duì)消防泵進(jìn)行自檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其是否存在隱患，以免在關(guān)鍵時(shí)刻不能正常工作。

（3）目前，基于網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本上采用中心錄像服務(wù)器來存儲(chǔ)錄像。分散的錄像數(shù)據(jù)需要通過專門的網(wǎng)絡(luò)傳輸至中心錄像服務(wù)器，利用SDMK1控制與保護(hù)開關(guān)的通訊接口組成的載波通訊網(wǎng)絡(luò)可以傳輸包括小區(qū)安全防、火警監(jiān)控等錄像數(shù)據(jù)，不僅沒有視頻輻射，還可以減少視頻監(jiān)控錄像傳輸線路，節(jié)約建設(shè)投資。

（4）智能家居的前端設(shè)備。SDMK1控制與保護(hù)開關(guān)可安裝在家庭住宅的進(jìn)戶處，用戶可以利用其通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)家庭用電設(shè)備信息采集、監(jiān)測(cè)、分析及控制等功能，實(shí)現(xiàn)家電聯(lián)動(dòng)，可通過電話、手機(jī)、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)等方式實(shí)現(xiàn)家居的監(jiān)控與互動(dòng)，查詢用電基本信息及三表抄收等其他增值服務(wù)。

綜上可見，利用SDMK1系列控制與保護(hù)開關(guān)對(duì)住宅小區(qū)內(nèi)的供配電線路、消防報(bào)警和處理系統(tǒng)及視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行控制和保護(hù)，利用開關(guān)的通訊接口組成通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)居住區(qū)供用電狀況、消防隱患、安防等的監(jiān)控和迅速響應(yīng)?？梢詫?shí)時(shí)將小區(qū)配電系統(tǒng)各點(diǎn)的運(yùn)行信息傳送到配電自動(dòng)化主站，實(shí)現(xiàn)供用電運(yùn)行狀況、電能質(zhì)量監(jiān)控，故障自動(dòng)檢測(cè)與自動(dòng)隔離，并對(duì)故障迅速響應(yīng)；實(shí)施消防報(bào)警系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)狀態(tài)傳送至物業(yè)管理部門，及早發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患；實(shí)時(shí)將小區(qū)內(nèi)各點(diǎn)的視頻錄像傳輸至物業(yè)管理部門，無需敷設(shè)專用的監(jiān)控錄像傳輸線路。上述功能合為一體，組成物業(yè)集中管理系統(tǒng)，支持電網(wǎng)企業(yè)、消防、公安與居住區(qū)物業(yè)公司的協(xié)同處理水平，提高故障響應(yīng)能力和處理速度。此外，對(duì)于小區(qū)住戶，還可以借助該網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)家居電氣、消防、視頻監(jiān)控的遠(yuǎn)程監(jiān)控與互動(dòng)。