4.需进一步研究的关键理论与技术问题
4.1新型传感原理与信号传输技术
智能电器的智能判断与执行功能的实现，建立在智能感知的基础之上。因此，现场急需信号获取的准确度、成本、方便性以及信号分析的准确性是实现智能电器亟需解决的关键技术。传统的电量、非电量测量方法存在种种局限或不足。研究新型敏感材料、探索新颖感知方法以及敏感元件的阵列化与复合化将成为智能电器领域的重要研究内容之一。
智能电网要求全网信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化，对智能设备之间的信息传输技术提出了更高的要求。借鉴RFID、无线传感网、M2M等物联网技术，研究新型的高效数据传输技术并建立相应的标准体系，实现智能电器的“即插即用”以及与其他智能设备的数据共享，才能有效地对智能电网基础设施资源进行整合、利用。
4.2基于大数据的模式识别与故障诊断技术
智能电器对状态识别的准确性与采用信息量相关，信息量大、信息丰富，则识别相对准确。然而，各类传感器产生的数据集正在以难以想象的速度增长，给数据处理带来了极大的挑战。此外，所获取的多领域数据具有异构性、实时性和复杂性等特点，需要在不同层次进行建模与分析，设计优化的模式识别算法，才能实现高效利用。
智能电器依赖对系统和自身状态特别是不同类型故障的识别、分析、判断，再通过执行模块实施自适应的操作。尽管国内外对电力设备和电网故障识别技术已做了不少研究，但是如何快速、准确、可靠地识别故障问题仍没有得到彻底解决。随着系统规模的扩大，这些问题将更加突出，故障识别技术还将继续成为需要深入研究的热点问题。
4.3基于电力电子器件的高压大容量开断技术
直流输电在大电网互联、远距离输电和新能源接入等方面具有很大的发展潜力。目前研制输电级别的直流断路器仍十分困难，特别是500kV以上的高压大容量直流开关的研发距离工业应用还有很大距离。采用智能控制技术，基于电力电子器件的混合式直流断路器是一种有前景的解决方案。
随着电力电子器件广泛应用于智能电器的电能变换和操作机构控制中，其工作寿命与可靠性将影响到整个智能电器的正常运行。目前难以有效地评估电力电子器件长期工作的可靠性。特别是智能开关设备中的电力电子器件，通常采用短时工作制。如何针对短时脉冲工作方式下电力电子器件的失效机理进行分析，考虑负载随机变化等因素的影响，实现其寿命预测具有重要意义。
4.4新型智能操作机构及其控制技术
操动机构的动作特性与开关电器触头的运动特性直接相关，是实现高压开关设备智能操作的重要执行部件。通常要求其能够快速响应控制单元发出的控制命令，动作速度和时间可控，特性稳定，受环境温度、电源电压变化的影响小，并且具有标准化的接口，易于实现状态监测。传统结构的电磁、弹簧、气动、液压机构很难满足上述要求。
目前，永磁机构、永磁电机直驱式操动机构等成为研究热点，利用数字信号处理芯片或专用集成电路实现高速控制也是当前的重要研究内容。对于智能电器而言，核心硬件平台的设计重用可以极大地加速新产品的开发，开发智能电器专用集成电路也是提高智能电器性能的关键技术之一。
4.5复杂电磁环境下的智能电器可靠性
智能高压开关设备中电子装置与一次设备高度融合，使得其中的电磁兼容问题显得尤为突出。高压开关设备开关操作产生的电磁骚扰作用于其外壳上的传感器、连接电缆和外壳附近的智能组件，会在传感器和智能组件端口上产生电磁骚扰[55]。此外，对于电流互感器、电压互感器等，由于和一次系统有直接的电气连接或电磁耦合，瞬态电磁过程也会经传导耦合对电子装置产生电磁骚扰。
目前，国内外已对传统变电站内电磁兼容问题开展了大量研究，制订相关的国际导则和标准。但对智能变电站特别是高压开关设备传感器及智能组件的电磁兼容问题研究却较少。另外，这些智能电子装置对雷电、地磁暴、核爆等环境和人为因素引起的瞬态电磁场特别敏感。因此，复杂电磁环境下的智能电器可靠性将长期受到关注。
5.结论
本文介绍了智能电网的概念，并根据其发展需要和电力开关设备自身发展的趋势，归纳了智能电器的主要特征和发展方向，总结了需要进一步研究的关键理论和技术问题。指出新能源利用、分布式发电、输配电方式多元化和环境友好等因素是当前智能电器发展的推动力，强调利用新材料、新器件、新原理，突破的信息获取、处理、传递等核心技术环节，从系统角度进行分析和设计，实现信息融合和知识利用，是智能电器发展的关键。
