高压开关行业的技术进步、现状与展望

高压开关行业的技术进步、现状与展望

王刚基于“西电东送、南北互供、全国联网”和“建设坚强国家电网”的发展战略，我国的电力电网建设正处于一个持续高速发展的时期。电力电网的高速发展不仅给高压开关制造企业带来了广阔的市场机遇，而且极大地促进了高压开关行业的产品研发和技术进步。

在西北电网750kV后续输变电工程建设中，高压开关行业国内厂家自主设计制造的800kV开关设备(GIS、罐式断路器和隔离／接地开关)正陆续在多个750kV变电站供货、安装。750kV兰州东-银川东输变电工程投入运行，标志着国内厂家已完全具备设计制造800kV开关设备的能力。

在晋东南一南阳‘荆门特高压交流试验示范工程建设中，由国内厂家与国外技术合作、本地化制造的1100kVCIS、H—GIS正处于投运前的安装调试阶段，预示着特高压开关设备国产化的成功即将实现。“高压开关行业年鉴”(2007)报道，2007年高压开关行业共完成高压开关产值627.97亿元，较上年增加156.86亿元，增长率为33.3％。

目前，高压开关行业仍处于高速增长期，其增长得益于我国电力电网的快速发展，得益于国家“振兴装备制造业”的政策支持，也得益于高压开关行业的自主创新和技术进步。本文针对110kV及以上电压等级高压开关的技术进步及现状，谈谈自己的看法。

一、高压开关行业126kV及以上开关设备的技术进步

在高压开关设备的电压等级方面，高压开关行业在我国电力系统最高运行电压升级到500kV的输变电工程建设中，通过先后引进国外高压开关制造技术，经过引进、消化吸收和再创新，在1980年代末和1990年代初，具备了500kV开关设备的设计制造能力。

在持续设计改进、产品升级换代和提高工艺技术的过程中，现550kV瓷柱式断路器和550kV气体绝缘金属封闭开关设备都达到了额定电流4000A、额定短路开断电流63kA国际先进水平，而且在绝缘水平上满足了DL ／T593(电力行业标准)的高档要求。

在隔离／接地开关的设计制造方面，几大高压开关制造企业都能自主设计和制造550kV、额定电流至5000A，动热稳定电流达到160／63kA的隔离／接地开关产品，且在开合母线转换电流、电容电流、电感电流和接地开关开合静电感应及电磁感应电流等参数上满足了我国电力系统的技术要求。

在750kV后续输变电工程开关设备供货和特高压开关设备的采购招标时，国家发布了“关于振兴装备制造业若干意见”的通知，国家电网公司实施了“以重点工程为依托，推进重大技术装备自主制造”的支持政策，国家电网公司在发展特高压输电的工作安排和建议中提出：“发展特高压是我国一项重大技术装备政策，要抓紧开展特高压设备研制及国产化工作，通过技贸结合，引进关键设备制造技术并消化创新，逐步实现国产化”。

国内高压开关制造企业在参与特高压输电的工程建设中，形成了研发、制造百万伏特高压交流开关设备的能力，在推进国产化的过程中提升了国内高压开关制造水平和竞争力，满足了国内电力建设的市场需求。

我国几大开关制造企业在电力、机械两部门的大力支持下，在行业协会和西安高压电器研究所的帮助下，通过自主创新和与国外技术合作，经过几年的努力，在2007年完成了自主设计制造的800kV罐式断路器、800kV GIS、800kV隔离／接地开关在西北电网兰州东、官亭、西宁和银川东等750kV变电站的供货和安装任务。800kV 断路器的技术参数达到额定电流5000A，额定短路开断电流50kA；800kV CIS的绝缘水平达到工频960kV／雷电冲击2100kV／操作冲击1550kY(极对地)，800kV开关设备的技术性能达到了国际先进水平。

2008年，几大研制百万伏开关设备的厂家，都在引进技术或合作开发以及自主制造方面取得了可喜的成绩，一是各厂家研制的1100kV开关设备的样机都顺利地通过各项型式试验；二是各厂家都按照合同的要求，向我国第一个特高压交流试验示范工程提供了国产的百万伏开关设备。

根据国家电网公司特高压开关设备技术协议的要求，国产1100kV开关设备(GIS、HGIS)的技术参数达到了额定电流6300A，断路器额定短路开断电流50kA，绝缘水平达到工频1lOOkV／雷电冲击2400kV／操作冲击1800kY(极对地)。

在特高压交流开关设备研制的同时，我国高压开关制造企业通过自主创新，已成功研制出550kV单断口罐式断路器(额定电流4000A，额定短路开断电流50kA)，使我国高压开关的设计制造达到断路器单断口550kV 的国际先进水平。

在高压开关设备的产品类型方面，我国高压开关行业已经能自主设计制造126kV及以上各电压等级的瓷柱式断路器、罐式断路器、气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)和复合式组合电器(HGIS)以及隔离／接地开关。

虽然363kV及以上的超高压、特高压设备只有少数几大开关制造企业生产，但能生产252kV断路器的企业已达到10家，能生产252kV GIS达到8家企业；生产126kV断路器的厂家达到26家之多，生产126kVGIS也已达到了18家，说明了我国高压开关制造行业整体水平的进步和提高。

高压开关制造技术的进步还体现在工艺技术的进步。高压开关制造工艺经过了从油断路器——六氟化硫断路器；从126—252kV开关设备、从550-800—1lOOkV开关设备；从单体的瓷柱式断路器到包括各种电器元件的气体绝缘金属封闭开关设备的产业升级的各个阶段，高压开关发展的每一项成果无不体现着工艺技术进步的作用。

特别说明的是，在特高压开关设备的研制中，我国高压开关行业在百万伏级特大罐体制作、1100kV级大型绝缘子浇注、超大功率液压机构制造等专业工艺制造方面有了新的突破，多项新工艺、新材料、新技术的应用，支持了我国高压开关行业整体水平的不断提高。

二、高压开关(126kV及以上)行业的现状

从企业构成方面，目前能生产363kV及以上超高压、特高压开关设备的企业有西安西开高压电气股份有限公司、新东北电气(沈阳)高压开关有限公司、河南平高电气股份有限公司以及西安西电高压开关有限责任公司(瓷柱式断路器，隔离／接地开关)和湖南长高高压开关集团股份公司(隔离／接地开关)。

能生产252kV开关设备的厂家除上述5家企业外，还有泰开电气集团有限公司(断路器、GIS、隔离／接地开关)、江苏如高高压电器有限公司(隔离／接地开关、断路器)、上海华通开关厂有限公司(断路器)、北京北开电气股份有限公司(断路器、GIS)、上海西安高压电器研究所有限公司(GIS)等共十几家企业。

能生产126kV级开关设备的厂家除上述提及的厂家外，还有云南开关厂、湖北湖开电气有限公司、湖南开关有限公司、大全集团有限公司、正泰电气股份有限公司等共三十多家企业。

自1990年代中期ABB、西门子公司在中国建立合资的高压开关制造企业以来，以生产国外技术的高压开关合资公司在我国迅速发展，已经占据了我国高压开关市场的“半壁江山”。这些企业有以生产断路器、隔离／接地开关为主业的北京ABB高压开关设备有限公司、西门子(杭州)高压开关有限公司、苏州阿海珐高压电气开关有限公司(也生产GIS)；以生产GIS、H-GIS为主业的平高东芝高压开关有限公司、上海西门子高压开关有限公司、山东鲁能恩翼帕瓦电机有限公司、厦门ABB华电高压开关有限公司、三菱电机天威输变电设备有限公司、江苏现代南自电气公司等合资企业。老的国有企业、经国企改制的股份制企业、民营企业，以及合资企业构成了我国高压开关行业产品设计制造和市场竞争的主体。在市场份额方面，合资企业在高电压等级及高端产品市场占据优势，国内产品在中低电压等级(252kV／126kV)、中低端产品市场份额较高。在“振兴装备制造业”政策的支持下，以及750kV及以上输变电设备“以我为主、重大技术装备国产化”招标采啕政策的实施，使国内企业在800kV及以上开关设备市场占据了主导地位。笔者根据2007年国家电网公司集中规模采购招际的结果统计，国内企业与合资企业在市场份额的比例是：550kV组合电器(GIS、HGIS)为58∶42(2006年24 ∶76)；550kV断路器为35∶65(2006年20∶80)；550kV隔离／接地开关为72∶28；252kV组合电器为76∶34；252kV断路器为35∶65(2006年20∶80)；252kV隔离／接地开关为92∶8。

据了解，在126kV开关设备，国内产品仍占据着主导地位。由于国产550kV GIS已经在技术性能和可靠性方面达到了同类产品合资企业的水平，且价格低于合资产品。

近年来国内企业的市场份额在逐步提高，并在2007年超过了合资企业。在550kV和252kV断路器方面，合资产品的技术优势较高于国内企业，且价格已经与国内企业相差无几，所以是合资企业占据了主导地位。在252kV和126kV GIS的市场份额中，合资产品的技术性能及可靠性高于国内产品，但其价格高于国内太多(平