断路器是电力系统保障系统安全运行以及控制电能分配的核心设备,随着智能电网的发展建设,断路器的功能体系智能化发展也不断提出新的要求。本文针对国内外智能断路器产品存在的不足进行改进,提出状态监测、保护、控制、故障处理、智能通信等功能一体化设计的断路器模型结构。对应用功能按IEC61850标准进行抽象建模,根据断路器的功能架构划分为包含各种功能逻辑节点的六大逻辑设备,并根据断路器的测量数据构建通信服务模型。分析介绍了上述模型的建模原则和建模过程,在此基础上完成对真空状态监测功能的抽象建模,由此配置完整的断路器智能电子装置(Intelligent Electronic Device,IED)模型。为了在智能断路器IED模型下实现真空断路器真空状态监测功能,对其进行了方法探究和原理分析。设计了基于改进耦合电容法的传感器探头、信号处理电路、程控电路、通信模块以及上位机监测数据处理平台,由此完成真空压强在线监测系统的设计。为了完成对真空状态检测系统的程序算法设计及模型测量精度的验证,搭建了真空压强在线监测实验平台,实验平台包括断路器供电系统、真空气压调节系统、信号采样处理系统。通过真空气压计测量灭弧室真空气压,采用耦合电容传感器测量信号电压。通过气压计测量数据与传感器测量数据的对应关系分析得出不同系统电压条件下真空压强与相对信号电压差值存在近似唯一的变化关系。由此建立真空压强在线测量的程序模型,并引入环境修正参量和系统运行方式影响参量对模型进行系数修正。设计的真空压强在线监测系统可以精确测量的真空气压范围是8e-04Pa到6Pa,1000个实验数据点的平均相对误差在5%以内,数据点的最大相对误差小于6%,程序算法具有很高的测量精度,满足对真空开关等设备的真空状态监测需求。真空状态监测数据通过SWM61850模块传输到IED模型SIMG节点中,结合真空压强数据所在区间在IEDScout软件对控制、保护功能数据对象进行关联配置,基于断路器IED模型实现真空监测与控制、保护等功能数据共享,避免数据重复采集,提高设备的抗干扰能力。为断路器功能协同作用的智能化设计提供一种新的思路。