12kV柱上断路器的一二次全融合的概念
12kV柱上断路器用于配用电电网的户外12kV线路的连接与隔断，是配用电电网中基础性和关键性设备，面广量大，保证户外12kV线路的安全、经济运行。
近年来，12kV柱上断路器逐步实现智能化，其组成由接入电网的高电压、大电流的一次开关部分和基于一次部分的自动化、智能化的二次部分，二者之间在空间上分离和电气上连接，应用时前者安装在12kV线路杆子的顶端，后者则安装在前者的下部，相互之间使用一、二根多芯线缆连接。
12kV柱上断路器的一二次组成及其分离的情况，造成了设备生产分为一次设备厂家和二次设备厂家。供电公司经常向不同的厂家分别采购一次设备和二次设备，结果产生了如一二次设备接口不匹配和兼容性、扩展性、互换性差，也缺少一二次设备联动测试机制，出现问题时一二次设备厂家有责任分担等问题。
为了解决12kV柱上断路器的存在问题和实现线损同时采集管理等功能，国家电网于2016年提出《配电设备一二次融合技术方案》，一二次融合的相关技术、产品因此得到迅速发展。
柱上断路器一二次融合的第一阶段采用一二次成套的方式，把二次产品成套于一次断路器上，使用了小信号的PT和CT，解决了原有配网自动化的一部分问题，实现了线损采集功能。但是，控制终端还是沿用了原有的FTU及与其配套的电磁式取电PT，仍然存在安装不便（体积大、重量重）、接口电缆较多、一二次部件生命周期不同步以及电磁式取电PT的固有问题等。
柱上断路器一二次融合的第二阶段采用一二次深度融合的方式。其特点是把电压、电流和取电传感器固封在极柱中，同时采用超低功耗的控制终端，取消了电磁取电PT，大大降低了产品的体积和重量，提高了整体的可靠性（只有一根电缆连接）。
目前一二次深度融合的12kV柱上断路器产品结构上仍由分离的一次12kV柱上断路器和二次控制终端两部分组成，二者通过标准接插连接件实现电气上的融合。如果将二次控制终端融合到一次断路器本体机箱内或者连成一体，则属于一二次“全”融合，实现了一二次在电气和机构上的全融合。
12kV柱上断路器的一二次全融合的意义
把12kV柱上断路器的二次控制终端与一次断路器本体一体化，实现完全的一二次融合，不仅具有一二次深度融合产品的一二次接口的兼容、互换和极柱内置EPT、ECT，电容取电等特点，而且真正实现一二次设备的联动测试和设备生产制造的单一厂商。
12kV柱上断路器的一二次全融合与一二次深度融合相比，具有以下意义：
一二次全融合的12kV柱上断路器可进行一二次的整体性型式试验、出厂试验等，试验具有完整性和与实际使用状态的一致性，试验能反映产品的实际质量，产品质量因此更能得到保证。
一二次全融合的12kV柱上断路器的一二次之间连接导线短捷与内部化，信息流通稳定可靠，更能实现准确的故障录波、接地精准判断等需要大量可靠信息支撑的功能。
一二次全融合的12kV柱上断路器应用的现场机械安装与电气接线工作量小，安装高度主要考虑下部有其它线缆过道要求，一般不需要太高，安装容易、安全，安装后杆状简洁、美观，改善市容市貌。
一二次全融合的12kV柱上断路器人机联系可采用基于微型平板电脑的移动工作站形式，信息量大，运行工况全面、直观、透明，可以设计基于图像识别自动防误等智慧功能。
一二次全融合的12kV柱上断路器由于安装高度可放低，并且借助基于微型平板电脑的智慧型移动式工作站，因此运行维护安全、方便。
12kV柱上断路器的一二次全融合的关键技术
实现12kV柱上断路器的一二次全融合，要在12kV柱上断路器一二次深度融合的技术基础上，应较好地解决二次控制终端的微电子装置在高电压、大电流环境中的电磁兼容性和二次控制终端的微型化、模块化及其使用操作棒方便地进行装卸等关键技术问题。前者保证产品的运行可靠性，后者使产品具有实用性。
一二次全融合的12kV柱上断路器的二次控制终端与一次断路器在空间上十分靠近，相互之间又有很多相关传感器、执行器的连接线，要研究特定的电磁兼容技术，确保微电子的二次控制终端在稳定高电压、大电流环境中和瞬间特高电压、特大电流干扰下不仅不致损坏，而且可靠工作，可采用如下一些技术措施：
一是在有限的空间内进行空间分隔。根据电磁感应的特性，在近区感应场中，场强分布按1/r3衰减，因此要摸清干扰源和对干扰敏感的电路或器件，拉开二者的间隔，同时调整辐射方向的方位和进行干扰电场矢量、磁场矢量在空间相位的控制。
二是对于瞬间特强干扰信号，采用时间分隔方法，使有用信号传输设计在干扰信号停止发射的时间内进行；或者当强信号发射时，使易受干扰的敏感部件短时关闭，以避免遭受损害。当有用信号出现时间与干扰信号出现时间可确定先后关系的情况下，可采用主动时间分隔的办法；而在不确定的情况下，利用干扰信号或有用信号出现的特征使其中某一信号迅速关闭，达到二者时间上不覆盖，即进行时间上的被动分隔。
三是利用任何信号（包括有用信号和干扰信号）都是由一定的频率分量组成，利用此信号的频谱特征，采用硬件、软件方法，进行频谱管制、滤波、调制等，接收需要的频率分量，剔除有害的频率分量。
一二次全融合的12kV柱上断路器的二次控制终端与一次12kV柱上断路器一体化，都安装于较高的户外12kV线路杆上，并靠近高电压。由于一次柱上断路器结构相对简单、零部件较小，实际应用中分、合闸操作很少，而二次控制终端的电子元器件品种、数量很多，其中有使用寿命周期较短的如电池等器件，并且投运之后即持续不间断上电运行，所以生命周期相对要短，存在运行中维护调换的可能。实用的一二次全融合的12kV柱上断路器的二次控制终端应能在线（不停电）维保，为此要较好解决以下几个技术问题：
一是二次控制终端要集成化、小型化，可插拔式装卸，应接插可靠、装卸简便。
二是有简洁、可靠的防水结构，达到与一次12kV柱上断路器相同的防水性能，保护二次控制终端在洁净空间运行。
三是有一种安装于绝缘棒顶端的操作具，手握绝缘棒下端可方便地打开防水结构；装上二次控制终端模块、然后关闭防水结构，或者打开防水结构、卸下二次控制终端、然后关闭防水结构。
四是配置一种后备保护电路，在装卸二次控制终端模块过程中自动启动后备保护，装卸结束后则自动关闭后备保护。
12kV柱上断路器的一二次全融合的实践
十余年来，江苏现代电力科技股份有限公司在12kV交流真空断路器的一二次全融合方面进行了持续的探讨与实践，将“一二次全融合”谓之“智能集成”，先后研发成功并产业化了“TDS智能集成12kV投切电力电容器用交流真空接触器”、“TDS智能集成12kV交流真空断路器”和“TDS智能集成投切电力电容器用12kV交流真空断路器”，并作为主要起草单位分别制订了中国电器工业协会标准（团体标准），得到批准与发布。
对于12kV柱上断路器也进行了一二次全融合实践，一次设备采用了ZW20型户外式12kV交流真空断路器，以此为基础，研发了ZW20型户外式一二次全融合12kV交流真空断路器，外形如图1所示，由开关主箱、操动副箱和智能副箱组成。
开关主箱中在原机构的基础上安装了EPT、ECT和取电电容，操动副箱中为原操动机构。智能副箱置于操动副箱的对侧，箱内有可插拔安装的二次控制终端模块，用U型操作具夹住后可以进行安装、卸下运动，如图2所示。
使用装有U型操作具的绝缘棒安装、卸下二次控制终端模块分别如图3、图4所示。
图3、图4中下垂的长方形铁板为智能副箱的防水密封门，使用如图5所示的“┓”操作具方便地将防水密封门打开或者关闭，并达到IP67的防水要求。
讨论
12kV柱上断路器经历了一二次融合和一二次深度融合二个阶段，相信随着技术的进步，其一二次融合会继续向前发展，下阶段应冠之为“一二次全融合”或者“一体式融合”等，以及其内容等有待探讨。
ZW20型户外式一二次全融合12kV交流真空断路器在多地进行了挂网试运行，达到了预期的设计要求。其二次控制终端模块使用带有U型、┓型操作具的操作棒在线（不停电）装卸操作，一般电业专业岗位员工经一小时的指导培训即能掌握，每次安装或者卸下二次控制终端模块的全程时间不会超过五分钟，因此实用性较强，图6是其使用现场实景。
