配电设备行业中，柱上开关作为接入高压电路中的一种断路器，属于一次设备，随着信息化、自动化的发展，同时为了解决现有技术中的一二次成套柱上真空断路器外置传感器多、重量重、安装复杂和成本偏高，以及多种传感器接入线与高压线路连接处可靠性差的技术问题，柱上开关逐步与二次设备结合，并且随着一些关键技术的发展。两者的结合从一二次组合，逐步向两者深度融合发展。 项目产品---小型化户外柱上一二次融合系列固封极柱，是集一次供电和二次信号采集、控制于一体的新型极柱产品，与传统极柱相比，一二次融合极柱增加了电流、电压信号采集模块，需要将二次端CT、PT以及各种接线端口同真空灭弧室及出线端统一进行环氧APG注胶成型，是新一代的柱上固封极柱。内置的电流传感器（LPCT）采用正序、零序合一的接线方式，在极柱外侧接电阻，实现相序和零序信号取样。内置的电压传感器，采用电容分压原理，将高压臂陶瓷电容固封入极柱，在极柱底座安装调配好的低压电容，实现相序电压信号取样。 通过对小型化电极的磁场分析优化实现了真空灭弧室电极的扁平化，通过全屏蔽均压屏蔽系统的电场仿真分析对比研究优化了电场实现了真空灭弧瓷壳高度最小，从而实现了小型化的真空灭弧室，这是实现一二次融合固封极柱小型化的前提。又通过装机调试，对灭弧室进行结构优化，重点通过对电弧屏蔽系统及触头结构、表面状态等进行了优化改进，主要解决真空灭弧室雷电冲击机械磨合后降低、合闸弹跳等问题。 一二次深度融合固封极柱研发，通过第1代产品在开关整机试验摸底，对固封极柱进行了3代的产品数次迭代设计，重点通过环氧壁厚、下出线结构、陶瓷电容与环氧之间的缓冲涂覆优化，最终实现了陶瓷电容的固封，同时解决了陶瓷电容的工频对地击穿和局放超标问题。 通过研究固封后的EVT容值随时间的变化及其精度的变化规律，制定了固封极柱的精度测试工艺。 该产品具有体积小、重量轻、寿命长、二次侧精度高等特点，产品各项参数在满足《配电网10kV及20kV交流传感器技术条件》团标的基础上，体积要做到目前行业上最小，重量最轻。单只极柱重量12kg，机械寿命3万次，额定电压12kV，额定电流：630A，额定短路开断电流：25kA，额定短路开断次数：30次，互感器精度0.5级。 产品市场前景广阔，批量生产该系列极柱产品数量达2.5万只，成品率从最初的70%提高到97%，该产品经济效益显著，成为公司新的利润增长点。预计2023年达到5万只/年（用户预测数据），将为公司创造良好的经济效益。 本课题在改进关键技术问题攻关的过程中，累计实施了120多次试验生产，成百次设计方案、工艺方案的优化迭代。以提高产品成品率，目前已解决了极柱开裂、铝壳密封、涂胶及极柱弹跳、极柱色差、对地局放超标、ECT电阻及精度等主要问题，完善了设计文件，制定了从零件订货技术条件、极柱加工工艺、极柱出厂检验全套的制造工艺和检测工艺。