开关电器是工业电器的主要组成部分,也是电力系统中最重要的保护设备。随着经济的发展和社会的进步,人们对开关电器运行的经济性、安全性和自动化程度提出了更高要求。然而,由于传统电器无法感知其运行过程中的故障类型,也不具备思维、判断和基于故障特征的智能操作等功能,因此难以适应现代电器工业发展的需求。
“智能化电器属于电器和电子信息交叉领域。它融合了现代电器理论与电子信息技术,是开关电器适应现代电器工业发展的必然趋势,在电力、石油、煤矿等工业领域需求广泛。因此,智能化电器的研究和应用是提高供用电系统运行技术水平的关键,涉及的学科多、系统复杂、技术难度大,仅美、德等少数发达国家的跨国公司掌握部分核心技术。”西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室主任王建华说。
为打破这一垄断,在我国电器研究领域拥有雄厚技术实力和悠久历史的西安交通大学,联合行业知名研究所和生产企业,形成产学研联合体,吐故纳新,集成聚合,从1996年起,在国家自然科学基金、国家科技攻关计划等项目资助下,率先提出“智能化电器”的概念,并确定了智能化电器所涉及的基本理论、关键技术和应用范围。项目组很快确定了研发“路线图”:不仅要突破国外核心技术封锁,还要研发智能化电器领域最前沿的智能操作技术。
他们首先从智能化电器理论研究入手,在国际上率先提出了基于运行状态和开关电弧特征的智能操作概念,制定了与智能化电器所服役环境和自身性能相适应的智能操作模式;建立了智能化电器的多体动力学模型,发现了在线运行条件下电器的劣化规律。