目前世界上几乎所有的用电设备都是通过开关类设备连接到供电电网中的，目前
电网主要采用50hz 或者60hz 的交流电，交流电的特征是电压、电流按照频率根据正弦波的
规律周期性变化。正弦波的每个周期有两次电压过零点和两次电流过零点，一个世纪以来，
能够在电压过零点闭合，电流过零点分断，一直是理想开关的追求。交流电在过零点时刻完
成投切，将大大减小投切操作对电网、负载、及开关本身的冲击，实现无电弧分、断，能有效
保障供电侧和用电侧的安全、稳定，延长电气设备的使用寿命。
对于机械式电气开关，研究方向主要围绕减小闭合电压冲击、减少乃至杜绝分断
电流开展，诞生了交叉断弧式开关、真空灭弧开关、六氟化硫灭弧开关等。低压开关虽然多
为空气开关，随着负载种类、容量的增加，空气开关的寿命普遍较为短暂。根据认证规范，满
负载能承受3000 次安全开闭就合格，相比于目前工业生产过程日益增长的日工作密度，这
一指标离目前工业电气控制需求差距甚远，极大地限制了工业自动化系统的无故障运行周
期，威胁到工业设备的用电安全，也难以完成要求开关更加频繁启停而减少空转率的节能
降耗需求。另外，由于无法精确的完成过零投切，开关每次分断都会受到电弧的烧灼，接触
电阻不断增大，开关的功耗和温升都在不断的升高，所带的负载由于非零电压闭合时的电
压冲击和分断时在感性负载中由于电流不为零而产生过电压，影响电气设备的寿命，电网
也由于不断的冲击，产生谐波，降低了供电质量。
开关或断路器等电力开关的工作原理是给开关或断路器的机械动作部件的动力
线圈一个脉冲触发信号，动力线圈产生扭力，实现机械开关或断路器的投入动作或切断动
作。开关或断路器的过零投切，首先要获取供电侧电压、电流的过零点时刻，再根据开关或
断路器的投入或切断动作时间，所述投入动作时间和切断动作时间合称为投切动作时间，
确定在什么时刻向开关或断路器提前发出投切动作命令，以使开关或断路器刚好能在电压
或电流过零点时刻完成投切。
对于开关或断路器投切动作时间的测量，就是要检测开关或断路器在获得投切动
作命令后，到开关或断路器输出端状态发生变化所需要的时间。
开关或断路器投切动作时间的测量，在开关或断路器没有接入强电系统时，很容
易就能精确测量出来。只需在开关或断路器的输入侧加上一个高电平，然后在输出侧检测
是否存在该高电平，当接收到该高电平信号时说明开关或断路器接通，当接收不到该高电
平信号时，则说明开关或断路器已断开。
但当开关或断路器接入供电系统，如接入400Vac 电压或中高压如10KV-1000KV 电
压的供电系统时，直接在开关或断路器的输入侧加高电平信号的投切动作时间测量方法显
然行不通。所以，目前所有的过零点机械开关控制技术，都是通过离线的开关动作时间检测
装置，预先测量开关的机械闭合或分断时间，将所测参数输入到计算机中，作为每次控制各
开关或断路器过零投切的参数。由于不同开关或断路器投切动作时间具有离散性、非一致
性，动作过程受动作次数影响等原因，实践证明，上述预先在计算机中设置好过零投切的参
数的控制技术，不能保证使所述开关或断路器进行准确地过零投切，而且会因为预想的过
零投切设计，而事实上又无法真正实现过零投切，带来新的电气故障。特别对于中高压供电
系统中的开关或断路器等，这种方法完全无法应用，因为中高压供电系统中的电力开关一
旦出现拉弧现象，后果非常严重( 会导致爆炸或燃烧)，所以根本无法接收这种不稳定性带
来的不确定性。
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