电力开关设备现状和发展方向

刘荧 华建培

【摘 要】随着国家建设步伐的加快，国家电力公司逐步推行实施电网和配网设备智能化自动化方案，电力开关设备是实现上述目标的基本项目和平台，多年来，国内电力开关设备制造业，和制造产品工艺水平等存在着产品质量不高，技术含量低，产品档次低的问题，与国际先进水平存在较大差距，随着中国已加入世贸组织多年的实践，改革开放速度加快，在参与国际分工合作的良好国际和平环境中，解决那些阻碍市场产品结构矛盾，按市经济规律，建立和实现企业的自主发展，不断创新，特别是电力开关设备产品的升级换代，不断开发适合中国国情的电力开关设备，研究电力开关设备的发展前景和方向。

【关键词】电力开关设备 发展现状 发展方向

随着国家经济的快速发展，城市化建设带来的用电负荷较快增加，特别是我国正处于工业化建设、城镇化进程不断加快，电力需求将在较长的时间内保持快速发展，但我国电网发展和电力变配电开关设备发展相对滞后，资源优化配置能力不强，电力开关设备缺乏高技术含量和自主知识产权的先进设备，由于低端产品的落后重复生产，市场面临残酷的竞争和低水平的重复，产量质量和技术水平稳定性面临挑战。

0.4KV-40.5KV高、低压开关设备，箱式变电站等产品是构成城市电网电能分配和控制的主要电力设备，国内主要产品有10KV、20KV、35KV KYN系列中置式开关柜，10KV、20KV、HXGN系列、SM6系列、RM6系列 六氟化硫环网开关柜，0.4KV、GCK、GGD GXL系列低压开关柜，变压器以及户外箱式变电站等电力开关设备，存在着具有共性产品技术落后的问题，主要表现为：

（1）产品结构庞大，耗费金属材料多，资源相对造成很大浪费。

（2）开关柜设备一般采用空气作为绝缘介质，除开关灭弧室采用真空 或SF6气体绝缘外，柜内设备间、母线室等均采用空气绝缘介质， 影响了产品的可靠性，产品外形相对较大。

（3）公共设施使用的电力设备一般都放置在地面上，对环境和人的视觉 造成比较大的影响，特别是造成公共设施中电力设备的人为损坏、被盗等现象客观存在。

（4）大多电力开关设备存在无法实现智能化控制，以及开关柜设备的自动化、程序化功能不完善，甚至根本无法实现，无法满足国家电力公司大力推行的电网智能化和配网自动化进程。

（5）很多大型工程，如地铁、核电、电气自动化项目中，国产电力开关设备还无法与国际著名企业施耐德，ABB，西门子等企业竞争、国产产品甚至无法进入国家重点工程的项目投标资格。

（6）电力开关设备的制造工艺水平低、产品性能和产品质量相对存在较大波动，使用寿命不高，一般无法实现免维护。

以上几点，初步分析了电力开关设备的发展现状，产品存在的带有普遍性的低端重复生产，技术含量不高的问题。

根据国家关于建设统一、坚强智能电网的全面规划的预期、能源战略结构也在发生重大变化，从设备的规划、设计、生产到运行维护，以及太阳能、风电等清洁能源大规模的应用，在此大背景下，电力开关设备相关产品的发展将赋予新的内涵和发展机遇，本人结合国家产业政策和环保理念以及智能电网建设新要求，提出电力开关设备的发展方向和若干产品升级换代趋势：

1固体绝缘环网开关柜

随着国家环境保护政策与国际标准接轨的趋势越来越近，传统SF6环网开关明显存在着污染环境的缺陷，固体绝缘环网开关柜的技术优势将日益显现，根据国网公司关于在“十二五”规划落实计划中，SF6环网开关柜将逐步减少份额，逐步退出市场，固体绝缘环网开关柜由于采用了具有高绝缘水平的绝缘材料作为环网开关柜的绝缘介质，使该产品具有绝缘水平高，防护等级高，产品体积小，不存在二次SF6污染的优点，预计该产品的发展将进入快车道。

2地埋式箱式变电站、开关柜

随着国家经济的大力发展，城市化建设带来的用电负荷大幅增加，特别是我国正处于工业化建设、城镇化进程不断加快，交通道路，广场、公园、住宅小区建设工程中，坐落在路面或地面上的箱式变电站、箱式开关柜等产品，严重与环境不匹配、不协调，给人的视觉造成障碍，有些地面电力开关设备有被损坏和被盗的客观现象存在，而地埋式箱式变电站、地埋式开关柜等产品将在目前的市政建设中逐步进入市场，由于地埋式电力开关设备具有的特点即：将箱变或开关柜安装于有防水功能的特殊外壳中，并安置于地下，除通风系统进出口设计有逆向防水压力阀装置，当水灾或其它原因水患时，该逆向防水压力阀将关闭，正常情况下，通风系统正常工作，地埋式箱式变、地埋式开关柜等产品非常适合市政建设要求的电力开关设备。据文献报告，欧洲很多大城市已普遍应用，产品技术成熟，国内还未真正进入市场，但这项产品成为发展方向已成必然趋势。

3 产品升级换代：智能箱式变电站

城市化建设带来的用电负荷增加，使地区供电公司管理的箱式变电站、配电室数量剧增，如何通过提高管理效率，管理水平确保了解各分支开关状态、负荷参数、电能质量、环境数据实行节能增效成了地方供电公司考虑的目标和方向，智能箱式变电站较好的满足这些需求，该产品的主要技术是采用箱式变的断路器，选配技术参数监测仪等设备，上传至配电设备终端进行统一处理，配电设备终端通过箱式变中的GPRS信息参数发射器发送数据，而现在简化了这一方面的流程，可通过断路器中内置高精度电流互感器和ASIC信息控制器进行电气检测分析及运算分析，并通过先进的通信模块轻松组网，实现了产品技术上的数据精确传输、检测、故障报警、故障分析，以实现产品智能化、自动化操作，智能箱式变电站这一技术进步的趋势正在形成并进行新的技术开发，预计在2～5年内可广泛进入变配电网络中运行，最大程度地满足和提高电能效益。

4 开关设备的配网自动化、程序化

从目前国际、国内变配电设备的发展动态来看，配电设备主要采用真空断路器，六氟化硫断路器，固体绝缘断路器以及环网开关柜，虽然产品发展比较单一，但技术比较成熟，也是目前国内配电设备的主流产品，但产品正从单一的分配电能的功能向多功能方向发展，向自动化和程序化方向发展，如KYN28中置柜、SM6、RM6、SAFE环网柜等产品通过技术升级、元器件集成更多测量技术、通讯技术、电能管理技术系统进行智能化监控，通过灵活而有效的通讯转输方式，达到对电力开关设备的完全自动化、完全程序化操作和控制，并能对出现的事故时做出快速响应，记录故障并记录故障数据的分布和即时需测量的参数，提供给用户和电力管理部门，将SMS技术应用在配网系统的信号信息检测和管理工作，提高开关柜等电力设备运行效率。

5家庭太阳能储备电力设备

太阳能利用是国际社会、国内社会大力发展的清洁、绿色环保新型能源，工厂和家庭中的太阳能利用是国家大力提倡以及鼓励发展的方向之一，在欧洲、美国、日本等技术先进国家、家庭型电池板的发电、电力储存传输这一领域发展非常迅猛，白天太阳光比较充足，通过太阳能在屋顶发电，相当部分工厂和家庭自身需求的照明设备、加热设备、家电设备、汽车充电设备等用途、多余的电能传入电网，在实现以上技术过程中，涉及领域包括电能的控制、转换、电能智能检测、电能的分配、电能的储存和使用等一系列配电产品，并且面广量大，家庭太阳能储备电力开关设备必将成为发展的一大亮点。

6 国际先进技术产品技术转让和技术合作

我国电力开关设备产品结构中很大一部分是通过技术合作或技术转让来实现产品的技术升级和再开发的，特别是国际上著名大公司施耐德、ABB、西门子等产品，由于大公司强大的研发能力而引领国际、国内电力配电领域的最新潮流，通过技术转让和技术合作，能在较短时间内，利用较少的资金和人力、物力，快速使高技术的产品国产化，形成较强的竞争优势和市场份额，并进行二次再创新、再开发，综合国际产品在国内的适宜性、先进性、符合性进行考量，适时与国际大公司进行技术合作和技术转让，必将成为电力开关设备产品发展方向又一道亮丽的风景线。

7结语

改革开放、自主创新是电力开关设备大力发展的首要条件，国家号召建设统一坚强智能电网是对我国电力资源优化配置的战略计划，能够推动和促进中国电力工业和电力开关设备制造的各个领域进行升级换代，推动我国电子信息、通信设备、机电制造、电力设备配套业进入发展快车道，在国际、国内经济发展的大形势下，超前考量，精心研究，不断创新，不断进步，把握电力开关设备制造业新的发展前景，实现企业的自主创新，我们相信电力开关设备制造业发展的春天已经到来。

参考文献：

[1]江苏省工程建设标准（35KV及以下客户端变电所设计标准DGJ32/J14-2005.