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电力电子技术与微电子技术在低压电器中的应用有较长的历史，近年来该产品经过不断地更新，从晶体管式发展到集成电路式，特别是电力电子器件GTO、IGBT质量与可靠性的不断提高，其应用范围越来越广。尤其是电子式过载保护器的产生体现了当今世界过载继电器的一种发展趋势，与传统的双金属型继电器相比，具有安装方便、脱扣动作迅速、准确、误差小、参数调节方便、消耗功率小等优点，作为一种理想电动机保护装置，体现了新型电器的发展趋势。
目前低压电器产品几乎都希望用较少产品满足多种要求，即功能多样化。因此在产品结构上采用独立器件进行装配，即采用模块化的积木拼装式结构，电器尺寸小型化、安装轨道化、外形艺术化和使用安全化。同时结构更加紧凑，体积越来越小型化。
新一代低压断路器几乎都采用限流分断新技术。
（1）采用上进线静触点导电回路，大幅度提高电动斥力和吹弧磁场，从而达到限流和提高分断电路能力的目的。如日本三菱公司新一代WS型断路器。
（2）采用双断电分断技术。在较小结构尺寸条件下可以获得较大分断能力。如德国施耐德公司采用旋转式双断点分断，瑞士ABB公司T型断路器采用平行式双断点分断等。
（3）绝缘器壁产气和压力喷流技术。新型断路器几乎都采用带出气口的半封闭灭弧小室，绝缘器壁在电弧侵蚀下产气，通过出气口在室内形成压差驱动电弧，并形成喷流灭弧。这种压力喷流技术是灭弧的一种新潮流。
（4）采用PTC的限流电阻元件提高分断能力，已经在微型断路器中得到应用，大大提高短路分断能力。正是由于限流技术的应用，低压断路器短路分断能力已高达150KP。
衡量低压电器测试技术水平主要是综合考虑测试装置的能力和自动化水平。
（1）低压电器测试技术由过去的继电器-接触器转向计算机控制发展，特别是测试参数的采集和处理技术的现代化，即采用瞬态记录仪，将被测信号经A/D转换采集后变化成数宇信号，再经过计算机处理后，直接显示各实验数据。由于采用数宇技术，测试精度、深度和广度向前迈进了一步。
（2）电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。电磁兼容包括电磁干扰和电磁敏感度两部分，其技术包括电磁干扰与电磁环境、电磁干扰的耦合与传播、孔缝泄漏的预制措施、接地技术与搭接技术、滤波技术与其应用、电磁兼容标准与规范、电磁兼容性分析与设计、电磁兼容性试验与测试等。
随着高科技的日益发展，在传统电器基础上进一步提高性能，扩大功能，实现智能化已经成为当前一项重要课题。智能电器将传统电器控制技术、传感器技术、电力电子技术、计算机技术和数宇通信技术融为一体。一方面使电器设备具有智能化的功能；另一方面使其可以通过通信接口实现与计算机或其他设备之间的双向通信。由此，智能电器已经不是单纯电气设备，而是一个强电与弱电相结合的整体，是现代新技术与传统电器技术结合的产物。
1.智能电器的定义与分类
（1）智能电器的定义。智能电器是以微控制器/微处理器为核心，除了具有传统电器的切换、控制、保护、检测、变换和调节功能外，还具有显示、外部故障和内部故障诊断与记忆、运算与处理及外界通信等功能的电子装置。智能电器的核心部件为微控制器/微处理器。与传统电器相比，智能电器的功能具有“质”的飞跃，智能电器是电子装置，而传统电器是电气设备。
（2）智能电器的分类。智能电器可分为智能电器元件/装置、智能开关柜和智能配电系统；根据电力系统的一次设备和二次设备，智能电器可分为二次智能设备（如智能测速装置、智能保护装置）和一次智能设备（如智能开关、智能开关柜、智能箱式电站）。
智能电器元件/装置有：智能化保护测控单元/装置、智能接触器/继电器、智能熔断器、智能变压器/馈线/有容器保护装置等。
智能配电系统有：智能低压配电系统/智能配电监控管理系统、智能电动机控制中心（MCC）、智能型预装式/箱式变电站等。
2.智能电器涉及的新技术
（1）电子技术。电子技术包括模拟电子技术和数宇电子技术，或称基础电子技术和集成电子技术，包括近年来使用较多的CPLD、FPGA等。
（2）微处理机/微控制器/单片机/嵌入式系统。微处理机/微控制器/单片机/嵌入式系统包括硬件结构、指令系统、中断系统、定时器/计算器、串行口、程序存储器和数据存储器扩展、I/O接口的扩展，键盘、显示器、拨盘、打印机的接口设计，D/A、A/D的接口设计，隔离与驱动电路设计，实时多任务操作系统，嵌入式系统/片上系统，程序设计、应用系统可靠性设计。
（3）检测与转换技术。检测与转换技术主要有：①误差理论，包括误差的概念、误差产生的原因、判断误差产生的准则、减小或者消除误差的方法、测量信号的处理方法、误差的合成与分配、最佳测试方案的选择；②电量测量技术，包括电压、电流、频率/周期、相位的测量；③非电量技术，包括温度、压力、流量、物位的测量方法；④检测信号的处理与转换技术，包括模拟滤波、数宇滤波、电压/频率转换、电压/电流转换、电流/电压转换。
（4）数宇信号处理技术。数宇信号处理技术主要包括信号的描述及其分类，信号的分解，正交函数，傅里叶变换，连续时间系统的傅里叶分析，连续时间信号的采样，离散傅里叶级数，离散傅里叶变换，快速傅里叶变换，数宇滤波器的原理、构成与设计。
（5）现场总线技术。现场总线是当今 3C技术，即通信（communication）、计算机（computer）、控制（control）技术发展的结合点，是电气工业与自动化领域技术发展的热点之一。智能电器中常用的现场总线/总线/总线接口有：RS—485、CAN、DeviceNet、Modbus、Profibus、工业以太网。
（6）数据库技术/高级语言编程技术。在构建智能供配电系统等现场总线系统时，需用到数据库技术/高级语言编程技术，并实时关系数据库、图形化监控软件等。换言之，开发智能电器系统需要用到更多的计算机技术。
（7）新的理论方法。FFT、小波变换、模糊理论、神经网络、数学形态学等理论方法，为电能质量扰动检测和继电保护方面的技术提供了新的分析计算方法。实现电能质量扰动的信号预处理、谐波分析、扰动特征提取、暂态扰动检测与定位等；实现继电器保护中的故障选相/线、故障测距、故障区分等的特征提取与识别；优化发电机保护、变压器保护、最优重合闸时间计算等的保护算法；提高电能质量扰动检测和继电保护系统的智能化程度。
智能型成套控制装置在我国出现的时间还不长，主要包括设计的智能化和装置的智能化。国际上已有成套的产品，如罗克韦尔自动化公司的Centerline电动机控制中心（MCC），在结构上采用了独特的中央母线设计，在器件上采用智能接触器、智能电动机控制器、变频器和PLC等，并将先进的DeviceNet网络技术融入其中，构成结构合理的先进自动化系统控制装置。例如某公司的智能型开关柜，主要功能有过载、缺相、欠载与空载、相电流不平衡、基本功率因数的欠载保护、转速保护、升温保护、欠电压保护、启动显示保护等；控制功能可实现电动机的直接启动、正反转、附加独立控制单元、星/三角的正反转、自耦变压器启动、软启动/软停止；具有监控功能，运行状态监控、电动机运行时间及接触器关合次数记录记忆等；通信及其他功能，具有数宇存储、传输及多种通信协议接口、电动机联动设置、系统时钟及自动防故障保护功能、操作权限设置，即设置了控制访问权限，并提供了控制路径表，从而实现了网络通信控制。
智能电器及装置并不限于上述几种类型，在中高压的真空断路器中，智能型永磁操作机构正引起人们的关注；在电力系统中的在线检测，在高压绝缘领域中的在线诊断，在各种智能型保护继电器中的智能技术均获得广泛应用，在建筑业中的楼宇智能化已获得迅猛发展，这些均有智能电器及通信技术的广泛应用。因此，在电气领域，随着微机技术、通信技术、现场总线技术的发展，智能电器及装置、智能技术会有更为广阔的发展空间。
为了适应生产工艺不断更新的需要，要求寻求一种比继电器更可靠、功能更齐全、响应速度更快的新型工业控制器，并从用户角度提出了新一代控制器应具备的条件。美国数宇设备公司于 1969 年研制出了世界上第一台新型工业控制器，称之为可编程控制器（PLC）。美国电气制造协会给PLC如下定义：“PLC是一个数宇式的电子装置，它使用了可编程序的记忆体以存储指令，用来执行诸如逻辑、顺序、计时、计数和验算等功能，并能通过数宇或者模拟的输入和输出，以控制各种机械或者生产过程。一部数宇电子计算机若是用来执行PLC之功能，亦被视同为PLC，但不包括鼓式或者机械式顺序控制器。”
PLC已作为一个独立的工业设备被列为生产中，成为当代电控装置的主导。近年来，PLC的发展更为迅猛，其结构不断改进，功能日益增强，性价比越来越高。展望未来，PLC在规模和功能上将向两个方向发展：一方面，大型PLC不断向高速、大容量和高功能方向发展；另一方面，发展简易经济的超小型PLC，以适应单机控制、小型自动化的需要。另外，不断增强其对过程控制的功能；研制采用工业标准总线，使同一工业控制系统中能连接不同的控制设备，分别执行不同的任务；增强PLC的联网通信功能，便于分散控制与集中控制的实现。
思考题
1-1 写出下列电器的作用、图形符号和文字符号。①熔断器；②按钮；③自动空气开关；④交流接触器热继电器；⑤时间继电器。
1-2 在电动机的控制电路中，熔断器和热继电器能否相互代替？为什么？
1-3 简述交流接触器在电路中的作用、结构和工作原理。
1-4 如何选择熔断器？
1-5 时间继电器JS7的原理是什么？如何调整延时范围？画出图形符号并解释各触点的动作特点。
1-6 电动机的启动电流大，启动时热继电器应不应该动作？为什么？