中压成套开关设备发展现状及趋势 (终稿)

中压成套开关设备发展现状及趋势

摘要：本文主要介绍了中压成套开关设备在电力系统中的主要作用，重点论述了现阶段中压成套开关设备的发展现状。随着高新技术的、合成材料的研发以及电力装机容量的不断扩大，电力系统对中压成套设备也有了新的研究方向和更高的要求。中压成套设备也向着小型化、智能化、模块化的方向发展，强调运行的安全性和稳定性，同时本文也总结了国内外主要中压成套开关设备生产企业的主要技术特点，在此基础上阐述了中压成套开关设备的发展趋势。

关键词：电力系统；发展现状；技术特点；发展趋势；

中压成套开关设备在电力系统输配电领域是一种涉及面广泛的基础电力设备，它作为电网系统中重要的组成部分，承担着电网向用户进行输配电的任务。随着近几年我国电力机组装机容量的递增，尤其是风光等新能源行业的快速发展。与之配套的配电设施的建设也正在逐步跟进。所以从2009年开始，国家电网公司就开始了“智能电网”计划的实施，再加上智能电网的建设发展迅猛，电力设备的智能化也就理所当然的成为了电力行业发展下去的重要影响因素，在电力系统中比较重要的组成部分—中压成套开关设备也必须沿着智能化、模块化、集成一体化的方向发展。

1中压成套开关设备的在电力系统中作用

中压成套开关设备在电力系统中的主要功能是负责完成电能控制、保护、转换和分配，它应用广泛，尤其在生产加工、冶金等耗电量大的企业中不可或缺，可以说凡是使用电气设备的地方都必须配备此类开关设备。中压成套设备的发展是依托于材料工业、设备加工工艺和制造、基础设施建设等行业发展的基础之上。所以中压成套开关设备的制造技术水平也反映了一个国家的工业制造水平。

2 国内外中压成套开关设备发展现状

2.1国内中压成套开关设备

我国电力行业的基础薄弱，在中压成套电力设备的技术研发上一直处于比较落后的状态，绝大部分是从国外引进的，电力制造业的本身在核心技术的研发上缺乏自主性，研发人员的能力有限，这就导致所生产的产品在技术参数上和性能上和国外的产品相比较出现了基本相同或者是相近的情况，虽然我国生产的产品和国外有着很大的相似性，但是在质量上和可靠的程度上却有着一定的差距。因此相关技术的开发和产业的升级是目前我国中压成套开关行业迫切需要解决的，也只有这样才能在技术上和国外的先进企业逐渐的缩小差距，在现阶段我国内电力设备生产厂家也在努力改进生产工艺和技术，以提高产品质量来满足用户的需求，培养专业人才，生产出运行可靠、性能优良的产品。下文主要介绍了国内中压电气设备厂家的产品特点。

2.11泰开电气集团有限公司

泰开KYN61-40.5铠装型移开式户内交流金属封闭设备在国内同行业产品中比较有代表性，该款设备主要是使用在40.5kV的三相电流、50Hz的电力系统当中，它的作用主要就是起到了对线路的保护、控制和对集电线路的检测。设备如下图所示：

该中压成套设备主要有四部分组成：出线柜、电容柜、母联开关柜、35kV电压互感器柜组成。本套中压开关设备的技术特点是实现了关门操作，主要体现在在开关内的断路器、接地开关等关闭等所有的运行过程都是在高压的环境下实现的；开关设备的各功能小室均采用金属隔离板封闭，并且设有压力释放通道；用于柜体连接的母线所用的材料全部是对热绝缘的材料，同时采用了环氧涂敷的手段进行了绝缘处理，对电极的形状做到了有效的优化，既缩小了设备的占地面积，要做到了柜体结合紧凑的要求。

该套设备整体性能较好，但是在细节技术上也有一些瑕疵，在停送电或者检修开关过程中，由于制作工艺不够精细，致使小车开关易出现卡涩现象，不利于对该设备的操作。同时，该设备采取的是散件组装形式，缺乏核心技术，后期维护困难，这都是今后此类中压设备需要进行技术创新和工艺改善的地方。

2.12西安高压电器研究所有限责任公司

XGN46-40.5型箱式气体绝缘金属封闭开关设备是西安高压电器研究所有限责任公司（简称西高所公司）研制开发的。它的主要特点是以SF6气体作为一次主电路的绝缘介质，一些高压元件采用新的绝缘连接方式，密封壳体结构模块化。因此，该产品不受污污秽、潮湿、海拔高度等外界环境因素影响；结构紧凑；真空灭弧，电寿命高；可靠性高，维护工作量小；可配置传统的二次或数字式控制和保护单元，实现远距离监视、遥控；有多种主接线方案。产品具有如下技术优势：

（1）高压主电路的气体绝缘技术和插接技术：对主电路电场进行了优化，以低压力SF6气体作绝缘介质；开发了内锥、外锥插接式电缆终端头，插接式固体绝缘母线，采用硅橡胶绝缘的十字连接套、端头T型连接套，插接式电压互感器和避雷器。

（2）密封技术：采用高寿命、高可靠性的动密封；结构简单、可靠的静密封。

（3）开断技术：开发出专用灭弧室。

（4）现代化数字技术与软件技术：控制和保护单元具有保护、控制、测量、通信、监测、故障录波和时间记录等功能。

2.2国外中压成套开关设备

国外发达国家电气设备制造业起步早，积累的经验丰富并且做工精细化，同时注重产品质量及工艺，因此在国际市场上竞争优势明显，产品有较高的市场占有率。国外企业注重新产品、新技术的研发，每年投入在研发方面的经费在预算中占有很大比例，同时注重对专业技术人才的培养，打造出技术过硬的专业团队来对产品进行研发、测试。对于售后服务做的也非常到位，经常对客户进行回访以了解内设备的运行状况，并做到及时处理设备出现的问题。这都是我们国内企业需要学习的地方。下面简要介绍几家国外中压设备生产领域比较有代表性的企业所生产产品的技术特点。

2.21阿海珐公司

阿海珐输配电在国际上是处于领先地位的公司，其在苏州成立的两家分公司是专门为中国提供中压电气开关设备的，以下是笔者对其公司生产的中压真空断路器相关技术特点进行

的分析，设备如图1所示。

图1：HVX系列中压真空断路器

该设备主要是用于专门用于户内的、和空气绝缘开关的配套设备一起工作的断路器，它在发电、配电、冶炼、石油化工这些企业中应用的是比较广泛的，设备的外形较小、操作简单、结构紧凑，这些都是此套设备显著的优点。本文所介绍的这套设备运行的额定电压是12KV，电流是630A-4000A，它有着单轴单弹簧机构的优点，同时有全固封及组装式两种极柱，和很多开关柜都能够相匹配，能够保证电力系统运行的稳定。

2.22西门子公司

西门子输配电公司所生产的中压成套设备在国内外电力设备市场的占有率也是相当高的。它推出的环网柜有两种：一种为8DJ型，另一种为8DH型。8DJ型为紧凑型，8DH 型为扩展型，前者体积小，而后者组合灵活，扩展方便。产品经受了极端恶劣环境条件的考验，这是由于柜内充SF6气体，一次封装，终生密封，不受环境影响（如污物、潮气及小动物、化学物质等）。8DJ20型紧凑型环网柜具有如下特点：

（1）柜体内最多可有5个馈线单元。

（2）三相共箱，金属封闭。

（3）气密的不锈钢气箱用激光焊接工艺，电气连接套管和机械连接件均为焊接。

（4）三工位负荷开关具有切负荷和快速接地功能。

（5）外锥套管用于电缆连接。

（6）在环网柜馈线单元中采用带螺栓（M16）的电缆接头。

（7）在变压器馈线单元中采用插入式电缆头，并装有高压HRC熔断器。

8DJ型环网柜中高压开关元件为三工位SF6负荷开关和高压熔断器。而8DH型环网柜中高压开关元件为三工位SF6负荷开关和3AH型真空断路器。

3 中压成套开关设备的发展趋势

随着国民经济的快速发展，电力发展尤其是电网建设仍然在相当时期内会滞后于电力需求，而且电网结构越来越复杂，系统负荷越来越大，电力用户的需求也产生一定的变化，这也是中压成套开关设备发展的必然趋势，主要表现在以下几方面：

（1）智能化目前传统的中压成套开关设备大多属于非智能化设备，技术含量不高，远远达不到配套智能化电网的要求。因此在相当长的一段时期内国内外的电气设备制造企业都会将中压设备的智能化研发当作重中之重，目的是为了适应市场的需要，尽早占领市场份额，使企业效益最大化。

（2）小型化通过对产品的优化设计，选用小型化元件，通过使用元件和功能的复合集成，应用光电传感等新技术，使产品结构紧凑、占地面积小、易于运输等优点集中，来满足用户小型化的要求。