72.5kV及以上高压开关设备的市场状况及发展趋势分析

王晋根

在城市化进程加快、电源建设突飞猛进的前提下，国家建设大容量坚强智能电网是必然的选择。近几年大量资金投入到电网建设和改造中，既是应对国际金融危机需要，更是我国经济发展和电力发展的需要。最近国家电网公司宣布，到2020年完成电网智能化建设，这必将进一步推动电网设备的技术改造。这就是我国高压开关设备市场快速发展的背景。

长期以来，我国电力投资偏重于发电，放松了对输配电网的投入，呈现出“重发轻输不管用”的特点。我国电网和电源的投资比例大约维持在33%：67%，而国外通常投资比例为60%：40%，以至于有些电厂建成后，由于输电线建设滞后，发出来的电到不了用户，出现了输配电瓶颈。我国的主输电电压等级提升缓慢，220kV电压等级作为主网架电压维持了30多年，直到上世纪80年代初，华中电网的平武500kV输电线建成，才开始了超高压电网的新时期（西北电网的330kV电压等级在70年代初就出现了）。我国城乡电网直接到用户的主配电电压一直由10kV担当，延续了近60年，直到前年才宣布推广20kV配电电压。

高压开关设备的市场状况

1.1100 kV和800kV

我国第一条特高压输电线路晋东南－南阳－荆门约600多km工业性试验线路，于2008年底投入运行至今运行正常。预期1000kV交流输电线路及±800kV直流特高压（向家坝－上海、云南－广东）将加快建设。第一条1000kV特高压交流线路将修复线，往西北延长到陕北，往东北延长到北京，往南延长到武汉、长沙，均已进入设计和基建阶段。第二条输电线，由内蒙锡盟经江苏徐州、浙北到上海西已论证，即将开建。国网公司规划于2020年前，建设53个交流特高压变电站，变电容量3.36亿kWA，线路长度4.45万km，并首先在交直流特高压电网上实施智能化。就特高压输变电设备来讲，变压器基本完成国产化，GIS和SF6断路器还需在操动机构及灭弧系统做工作，±800kV还需在主阀系统做国产化工作。当然能进入特高压输变电设备市场，分享这块大蛋糕的企业，国内主要是三大变和三大开，国外主要是参与合作的大电气公司。

750kV电压等级是西北地区特有的，是西北网的主网架电压。西北地区人口仅占全国6%，但土地面积占全国的1／3，西北电网目前总装机容量不大，但未开发的煤、石油、天然气、水电及太阳能、风能十分丰富，是我国动力资源的聚宝盆。有色金属、非金属矿也很丰富。近几年西北电网有多条750kV线路正在建设，800kV输变电设备市场已起动。西北网已规划750kV电网，有22个变电站，38条输电线；陕西、甘肃正在实施省内的750kV主网架。西北地处高原，冬春常受沙尘暴袭击，开关设备以GIS/HGIS为主，也用一些罐式SF6断路器。2007年全行业生产GIS 6个间隔，CB（断路器）3台，2008年上升为GIS 87间隔，CB 37台，其中GIS：CB=2.35，说明开关设备市场已快速起动。

2.550 kV及330kV

在1100kV电压等级未采用前，550kV是西北以外全国其他地区的主网架电压。目前华东、华南、华北、华中等几个区域电网的装机容量和高峰负荷都已超过1亿kW，强化区域电网内部结构已是必然趋势。上海已实现500kV双环，北京、广东等地也实现了环网，因此550kV开关设备需求快速上升。近年由于1100kV特高压开关设备国产化带动，国内企业550kV产销量持续上升，见表1。

从表1可以看出，2005年以前550kV开关设备70%以上是进口的，用户对国产设备不放心，因此国内企业销量少。2005年后，研发1100kV特高压开关设备带动了550kV国产化工作，加上500kV电网快速发展，因此550kV开关设备国内企业的产量逐年上升。2008年GIS＋CB总产销量比2007年增加了52%，2007年比2006年增长了56%，2006年比2005年增长20%。1998~2008年的11年间，国内企业共生产550kVGIS 692间隔，CB 957台。在前几年进口较多的情况下，国内企业也做了贡献。

330kV电压等级是西北电网特有的，原是西北主网架电压，目前职能演变为消纳与分配由750kV线路所输送的电能。1998年以来363kV开关设备的产销量见表2。2008年GIS产量106间隔，SF6断路器（CB）171台，GIS＋CB比2007年增长50%，GIS与CB之比为0.62，2007年GIS＋CB比2006年增加41%，GIS与CB之比为1.03。GIS从1998~2008年国内累计生产了275间隔。从表2中可以看出，从1999年~2003年的4年间，363kV开关设备进口量较多，其中国内供货量GIS为零，与550kV开关设备情况类似。

3.252 kV开关设备

220kV电压等级是高压进城、向高耗电企业送电及向中压电网馈电的重要电压等级。近11年，国内企业产品产销量见表3。

表1 550kV近11年开关设备产销统计

表2 363kV开关设备历年来产销统计

近几年由于电网新增装机容量快速增长，与之配套的各级电压设备随之发展，加之追加的电网改造的投资，加快了开关设备的使用量。近几年252kV开关设备产量年增长率在20~50%。而GIS装用量从2006年开始超过敞开式断路器（CB）。近三年装用比例在1.5以上，用户已体会到GIS可以显著节省变电站的占地面积，可有效抵御高海拔、重污秽等苛酷环境条件，国内252kV GIS工艺技术已日趋成熟。1998~2008年间，252kV GIS、CB国内累计产销量达8920个间隔，取得较好市场业绩。

4.126 kV和72.5kV

由于多数城市在限制35kV电压等级，因此126kV电压等级在城网中发展比较快。126kV电压等级直接进入大中城市，有的城市还参与了城市配电。126kV将大部分超高压电网电能配送给中压电网，具有中流砥柱作用。表4列出了126kV开关设备近11年国内行业产销量统计。

126kV由于电压等级低，GIS与CB产量之比，在2006年才高于0.5，到2008年才接近1。1998~2008年的11年中，境内企业已生产126kVGIS 25684间隔，对电力工业和国民经济做出了贡献。

66kV电压等级是东北地区特有的，由于66kV电压与上一级电压220kV配合比较合理，因此东北坚持采用66kV电压等级。淘汰44kV电压等级。近几年，72.5kV开关设备产销情况见表5。

从上面列举情况看，72.5kV GIS使用数量不多，GIS与CB之比在0.04~0.06范围之内。72.5kV与126kV国内有的厂用进口的真空灭弧室生产过少量的真空断路器，11年共生产GIS 240个间隔。

GIL的市场状况

GIL是“刚性气体绝缘输电线路”的英文缩写。以前也称GIC（气体绝缘管道电缆）。从分类看是属于电线电缆，但从结构和工艺看与传统的电缆不一样，而与GIS母线相当，因此IEC和中国都把GIL标准的起草和管理放到高压开关专业，国外GIL的生产由GIS企业兼任或设置专业厂生厂。GIL与传统的电缆相比有如下一些特点：

①介质损耗因素低，导电截面可做大，因此允许负载更大；②电容电流小，可以长距离输电；③对电磁干扰有较好屏蔽作用；④可高落差敷设；⑤有较好防火性能。

由于有以上诸多优点，加上近几年技术工艺的进步，国内一些大电力工程也开始应用超高压GIL。主要在大水电站、核电站、地下变电站、大火电厂及环境恶劣地区，以替代交联聚乙稀电缆。据一些电力设计院披露的信息，已采用或已订合同采用GIL的电力工程如下：①水电站：天生桥（1993年），拉西瓦（2007年），张河湾（2009年），锦屏一级（2009年），锦屏二级（2010年），溪洛渡（2010－2011年）。②核电站：大亚湾（1993年），岭澳（1999年），田湾（2002年），岭澳二期（2008年），辽宁红沿海（2008年）。③火电：香港青山（2002年），浙江瓶窑（2002年），奥里油电（2006年）。

表3 252kV开关设备近11年产销统计

表4 126kV开关设备近11年国内行业产销量统计

表5 72.5kV开关设备产销情况

以上工程除浙江瓶窑由平高东芝供货外，基本由国外电气公司接标。由于GIL有较强抗电磁干扰能力，比电缆有更高输送能力，随着GIL工艺技术进一步完善，它必将更多地替代超特高压电缆及架空输电线，要不了多少时间，GIL市场也会像GIS一样热起来。

高压开关设备的发展趋势

近十年来，我国高压开关行业年增长率一直保持在20%以上，其主要原因在于电网年新增装机持续增长，开始年新增装机约1500万kW，后来上升到4000~5000万kW，前几年已达1亿kW，与之直接配套的高压开关设备必然同步增长。其次，我国的高耗电产业及其用电量也翻番提升，126kV和252kV电压等级实际充任了配电角色。其三是高电压进城，城网迅速扩容并向更高电压发展。以上三因素是高压开关设备持续高增长的主要原因。

从电源建设来看，今后水电、核电等绿色能源将较快发展，火电将以高效大火电为主，并淘汰能耗大、环保差的小火电。总之，年新增装机虽然不像前几年那样“火”，但还是不少的，而高压进城势头也不会减。近两年，国家电力投资政策从“重发轻输不管用” 转为加大电网投资政策，对电网投资提高到了50%，而西电东送，北电南送，区域电网联网及750kV、1000kV、±800kV交直流超特高压电网建设，必将进一步提升高压开关设备市场。

从以上分析可知，80%的72.5kV以上开关设备是为电力系统服务，仅20%的126kV及252kV的开关设备是为高耗电工业部门服务，因此快速市场增长的势头会延续到5年以后。

1.GIS市场快速增长

GIS是一种气体绝缘金属封闭开关设备，是一种高集成组合式开关设备。它具有尺寸小、占地面积少、能抵御苛酷环境（如高海拔、重污秽等）、抗电磁干扰、可靠性高、防火灾等优点，但工艺技术要求高。前几年超高压GIS没有较快发展的原因是用户对企业产品质量不放心，部分国内企业技术不够成熟，进囗产品又较贵。但从2005年后，国家要求800kV、1100kV输变电设备不光技术水平要先进，而且要国产化。近3年，800kV、1100kV GIS先后投入工业运行后，运行情况良好，这带动了550kV及以下各级电压GIS的国产化，生产工艺有了较大提高。从2006年起252kV GIS装用量首次超过CB（断路器），2008年126kVGIS电网装用量已接近CB，并126kV及以上各级电压GIS总装用量首次超过敞开式CB，占总量的54%。总之，GIG市场快速发展的原因有三：超特高压GIS的国产化带动；国内生产企业的工艺日趋成熟；用户已积累较多经验，对GIS使用比较热心。

从1998年~2008年的11年，国内企业已生产72.5kV及以上电压等级的GIS共35912个间隔。今后我国各电压等级GIS装用比例会进一步提高，可达欧美日本水平（占总量的50%~60%），同时敞开式使用比例会进一步下降。126kV和252kV GIS小型化水平和可靠性会进一步提高，以适应高压进城，建设地下变电站及适应严酷环境的需要。

2.智能化电网建设的市场机遇

高压开关设备是输变电设备中技术较为复杂的，既是静止的，又要快速运动；既要耐受过电压的绝缘，又要负载大电流，还要开断强短路电流电弧。在电网中，特别是智能电网中，高压开关扮演着重要的角色。智能电网不仅仪表、继电器、传感器、互感器等元器件要满足数字化、信息化的要求，而且与用户能互动。对于高压开关主设备来讲，不仅要求配套件智能化，而且要具备在线检测功能，随时检测开关设备的运行状态，以提高运行可靠性,如局放、机械特性、发热、密封、微水等。有人估计电网智能化能拉动1% 的GDP增长，可拉动电网设备20%~30%产值增长，因此对电网智能化要密切关注。

3.气体绝缘变电站（GIT）和刚性气体绝缘输电线路（GIL）

随着城市快速发展，城网负荷密度加大，高压、超高压进城是必然趋势。高压、超高压要进城，相应地要建地下变电站和地下输电线路，大型变电站和超高压输电线要下地入洞，这是城网发展的方向之一。显然用油或塑料做绝缘介质是违反安全原则的，而SF6是一种良好的绝缘介质和灭弧介质，又有防火、防爆性能。目前有些沿海城市，用进口的SF6变压器＋GIS来建地下变电站。尽管GIT＋GIS的气体绝缘变电站今后占的比重不会太大，但这是一个缺口，应该补上。

建议

受国际金融危机的影响，国外输变电设备市场明显萎缩，但中国仍然保持着增长，这是政府拉动内需的结果。目前形势下，国内企业要在可持续发展上下功夫，做精做强主业，切不可急功近利。笔者在这里提几点建议，谨供参考。

1.建立公平合理的市场竞争，反对市场垄断，促进先进生产力发展。目前有的企业靠政府的“输血”来扩张，把行业所的专业开发转为企业独有，把网外企业变为网内企业，搞市场垄断，这不符合市场经济的原则。市场竞争应机会均等，制造和使用应分家，这样才有利于促进产品技术和质量的提高。对高压、尤其是超特高压开关设备，政府应规范进入市场准则，应该向国产化产品倾斜，促进民族工业的发展，这有利于国家安全。

近两年，在126kV GIS产能显著大于市场需求的现状下，我国招标准则仍以低价取胜，不少企业又搞起了“压价竞销”的歪风，为降低成本不惜牺牲质量，陷入了恶性竞争，主管部门应该管一管。

2.保护企业的知识产权。市场竞争是产品的竞争，但归根结底是人材的竞争。有些企业通过挖人材把产品技术带走，把别的企业多年辛苦开发的技术，不费吹灰之力就占为己有，给人家造成了巨大经济损失。国家应制订相关法律，允许人材流动，但不能把老厂技术无偿带给新厂，应规定技术人员调离后，五年内不允许搞老厂同样的技术工作。接受委托型式试验单位，应拒绝对技术来源不明的新产品进行型式试验。

3.行业和大公司应成立工艺和材料研究所（室）。通过技术引进，我国高压开关设备技术水平有了较大提高，产品的性能参数已接近国际水平，与国外先进产品的差距主要在工艺材料上。进一步推进小型化GIS的研发和使用。小型化GIS可以减少SF6使用，具有比较重要的技术经济意义。应从两方面做工作，其一，要推广550kV单断口的断路器技术，1100kV、800kV也应该采用这一技术；其二，要提升三相共箱式GIS电压等级。日本已有300kV共箱式GIS，我国已有126kV及145kV三相共箱GIS，252kV三相共箱GIS对我国有重要意义，由于其技术难度大，需要行业攻关。

交直流超特高压电网是我国的未来主网架电网，这种电网所伴随的低工频强电磁场，对人、动植物生理功能有影响，建议立项研究，并对GIS和GIL的屏闭效果开展研究，以采取必要的应对措施。

我国72.5kV以上开关设备使用GIS比率已相当高，早期使用的SF6断路器和GIS已到了寿命期，建议行业建立SF6回收处理中心，以便回收利用，不能由用户向大气自由排放。

4.企业进入GIS市场的途径。高压开关设备尤其是高压断路器，由于技术复杂型式试验项目多，所需资金投入多。产品必须按IEC标准及相关标准，在行业指定的单位通过型式试验，国内用户还要求进行两部鉴定。对于72.5kV以上开关设备制造企业要有较高品牌和业绩，一些新上的高压开关生产厂，不可能有几十年生产历史，也不可能再经历多年的引进消化历程。如何既稳妥，又快速地进入市场，可以有如下几种模式供参考：①参与具有较好业绩和品牌的国内外大企业合资、合作，用人家的品牌生产，就是“踩着巨人的肩膀往上爬”。②兼并有一定品牌和业绩的中小企业（特别是国外的），沿着人家的路往前走。③引进技术和人材，具备一定生产能力和产品质量后，先进入电网试用，取得业绩后，再进入主网市场。

总之，高压开关设备不同于中压和低压设备，市场门槛高，不付出较大努力，想轻而易举地进入是不现实的。

参考资料

《1998年~2008年高压开关年鉴》