我国开关设备生产企业的概况精品版Word文档下载推荐.docx

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（广州南洋电器厂，广东广州510050）

摘　要：

以输、变、配电设备制造业中的开关行业为例，综述了开关生产企业的状况、生产能力，以及开关产品的水平状况，对当前开关行业的研发热点和今后的发展趋势作了详细的介绍和分析。

关键词：

开关设备；

生产企业；

技术；

现状；

发展

1　我国开关设备生产企业的概况

建国以来，开关设备行业经过50多年的努力，特别是改革开放以来，“六五”至“九五”期间的20年的努力，取得了很大的发展。

据1998年底的统计，参加高压开关行业协会的企业单位共有654家，未参加行业协会的企业约500家。

因此，我国高压开关行业制造厂家约1100家，职工总数约31万人。

据2000年对194家中压开关企业的统计［1］，12kV真空断路器总产量为89680台，产量在1000台以上者27家，这27家企业共生产12kV真空断路器60886台，占194家企业总产量的68％；

12kV金属封闭开关设备总产量为77782面，产量在1000面以上者21家，这21家企业共生产12kV中压开关柜41729面，占194家企业总产量的54．07％。

据1999年对广东省15家12kV中压开关生产企业的统计，12kV真空断路器（户内和户外）产量达700～800台的仅2家，15家企业的总产量为3157台，占全国统计207家生产企业总产量的4．4％；

而12kV中压金属封闭开关设备产量为5898面，占全国产量的8．1％。

2　我国开关产品的现状

IEC标准（IEC38，IEC298，IEC439）和欧洲标准规定：

小于或等于1．0kV的电压称为低压，1～72．5kV的电压称为中压，大于72．5kV的电压称为高压。

按国际大电网会议的规定，最大线电压为400～1000kV的电压称为超高压，1000kV以上的电压称为特高压。

所以，我国称500kV电压为超高压。

本文按上述规定界定低压、中压、高压、超高压和特高压。

2．1　SF6高压开关设备

2．1．1　产品的技术水平

建国以来，我国高压开关设备的制造经历了多油—少油—无油（绝缘介质为SF6或真空）的阶段。

1971年，由西安高压电器研究所牵头组织、自行但当时我国生产的SF6高压开关设备，其技术、经济指标与国际水平相比是落后较多的。

至“九五”期末（2000年），我国已有17家企业可以生产126kV及以上的高压开关设备，其中可以批量生产252kV高压开关设备的有五大开关厂：

沈阳高压开关厂、西安高压开关厂、平顶山高压开关厂、北京开关厂、华通开关厂。

在这五大开关厂中前三家企业具备生产126～252kV气体绝缘线路断路器（GCB）和气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）的能力。

西安高压电器研究所还与西安高压开关厂、平顶山高压开关厂、浙江开关厂共同研制成功了126kV柜式GIS（C－GIS，间隔宽度为1．3m）。

据不完全统计，在20世纪90年代（1990～1998年），我国五大开关厂共生产126～550kVGIS2111间隔。

就目前我国通过引进技术生产或合作生产的126～550kV高压开关装置的技术水平而言：

a）126kV断路器可以做到额定电流3150A，额定短路开断电流40kA（个别可达50kA），短路开断次数20次，机械寿命3000次。

b）252kV断路器已由20世纪80年代末的“双断口”进步到现在的“单断口”（电压可达到363kV，额定电流可达4000A，额定短路开断电流可达50kA），灭弧方式已发展到自能式灭弧，因而可以采用弹簧操作机构。

c）可制造550kV“双断口”瓷柱式断路器。

d）对于126kVGIS产品，北京开关厂、华通开关厂、平顶山高压开关厂的产品为母线三相共箱，间隔分相；

西安高压开关厂、沈阳高压开关厂可做到全三相共箱。

126kVGIS间隔宽度一般都在1．5m以上，“九五”期末出现1．2m间隔宽度的分相式产品。

e）对于252kVGIS产品，西安高压开关厂、沈阳高压开关厂的产品为间隔分相，母线三相共箱。

广东省在“九五”时期之前还不能生产126kVSF6高压断路器，“九五”期间，广州高压电器厂（现已并入广州南洋电器厂）消化、借鉴国外样机的技术，自行开发了126kVSF6自能灭弧式高压断路器，其参数为额定电压126kV，额定电流2500A和3150A，额定短路开断电流31．5kA。

2．1．2　国产产品与国外产品的差距

目前，我国高压开关装置的电压等级只能达到550kV，产品的质量稳定性和使用可靠性与国外相比尚有差距。

国外一些大公司的高压断路器和GIS产品的电压等级已达到800kV以上，如西门子公司、ABB公司和ALSTHOM公司有72．5～800kV的GIS系列产品，日本东芝公司和日立公司有72．5～1100kV的GIS系列产品。

此外，对于GIS的小型化，施耐德公司已能做到126kVGIS间隔宽度为0．8m。

2．2　中压开关及开关柜

从供电安全和维护方便出发，中压开关的无油化一直是我们努力的目标，“九五”期间，我国在这方面有了很大的进步，至2000年，我国12kV中压断路器产品无油化比例达96．8％（其中SF6断路器占9．45％，真空断路器占87．36％），而这一指标在“八五”期末仅为57％。

在“九五”期间，中压开关及开关柜得到了长足的发展，这一方面得益于国家电力工业的发展，另一方面也得益于从1998年开始的城乡电网改造的带动。

2．2．1　中压真空开关

中压真空开关在技术性能上得到了很大的提高。

我国自行开发的ZN28型真空开关额定电流最大为4000A，额定短路开断电流最大为63kA。

在国内市场上已成就了一批较为知名品牌的产品，如：

ZN28型（西安高压电器研究所开发）、ZN18型（广州南洋电器厂生产）、ZN12型（北京开关厂生产）、ZN21型（福州第一开关厂生产）、ZN64型（厦门ABB公司生产，其型号标记为VD4）和ZN63型（西安森原公司生产）等中压真空开关的系列产品。

这些品牌的产品机械寿命一般都达到10000次（连续无故障），有的达到2万次，个别达到6万次，短路开断次数一般都达30次，有的达到50次或以上。

市场竞争的结果使中压真空开关的技术参数不断提高，原电力部制订的行业标准DL402—1991《交流高压断路器订货技术条件》规定的要通过1．1倍额定电流温升，4s的动热稳定，几乎成为制造行业实际执行的标准，现在绝大多数的产品都能达到这一条件。

在产品朝高参数发展的同时，开关结构也得到不断的改进和提高，在“九五”期末出现了永久磁铁的操作机构，可望在进一步提高机械寿命的同时，操作机构更简单、可靠。

2．2．2　中压开关柜

在中压开关发展的同时，中压开关柜（成套设备）在“九五”期间也得到了同步的发展，开关柜采用了性能良好的元器件，如上所述的ZN28型、ZN18型、ZN12型和ZN21型等开关；

采用了新型隔离开关和接地开关，如旋转型隔离开关、三工位隔离开关和具有短路关合能力的接地开关等，可满足不同型式柜体的要求，同时也提高了开关柜的性能；

采用了新一代的附件，包括带电显示装置、电缆附件、热（冷）缩绝缘材料；

采用了敷铝锌板，无须表面处理和防锈。

“九五”期末，智能化的中压开关柜发展迅速，集控制、保护和测量于一体的微机综合继电保护装置几乎取代了传统的电磁式继电保护装置。

柜的防护等级一般都达到IP3X，个别达到IP4X，很多柜型还通过了内部故障试验。

在柜型方面，老式的GGIA型固定柜基本被淘汰，用户大量使用手车柜，手车柜中除落地式外还出现了中置柜、双层柜（KYN59型）等。

“九五”期间另一个令人瞩目的变化是中压负荷开关及负荷开关柜的使用和生产大幅度增加。

为提高城市供电可靠率，采用环网供电方式的越来越多，使负荷开关和环网开关单元的使用大量增加。

据统计，1996年全国生产负荷开关20873台，生产环网柜8523面；

而2000年生产负荷开关25865台，生产环网柜23975面，负荷开关产量增加了23％，环网柜产量是1995年的3倍（缘于负荷开关采用进口产品的较多）。

负荷开关和环网单元在品种上也增加了，现在不仅有压气式和产气式负荷开关，还有真空负荷开关、SF6负荷开关，以及将它们组装而成的环网单元，还有全密封充气（SF6）的环网单元。

但是，负荷开关和环网单元因其本身功能简单和受使用场所的限制，除品种和质量外，在性能和参数上并无更多的发展。

2．2．3　12kV柱上户外断路器、自动重合器和分段器

“九五”期间柱上断路器、自动重合器和分段器得到了发展。

柱上断路器由原来的以变压器油或SF6为绝缘介质，发展到真空柱上断路器（外绝缘浸油或充以SF6）或干式柱上断路器（外绝缘为环氧树脂浇注或有机硅绝缘材料）；

额定短路开断电流由12kA发展到16kA和20kA；

操作机构有弹簧机构，“九五”期末又出现了双稳态永磁机构（西安高压电器研究所设计），减少零件60％以上；

控制器的电源由锂电池供电，无需外接电源。

2．2．4　广东省的情况

在“九五”期间，广东省的中压开关、开关柜及其它开关装置的生产也得到了很大发展。

产品达到了高参数，如ZN28型开关装置的额定电流为4000A，额定短路开断电流为50kA；

ZN18型开关装置的额定电流为4000A，额定短路开断电流为40kA，且满足我国电力行业标准的要求，机械寿命可达到2万次，短路开断次数可达到40次。

能生产多种型号、规格的环网开关及开关柜，环网开关柜的产量占全国前10名厂家总产量的1／3，占全国产量的1／5，有一家开关厂的SF6柱上开关产量排在全国前5名之内，重合器、分段器等产品也都已面市。

2．2．5　国产产品与国外产品的差距

我国中压开关及开关柜的产品与国外产品的差距是参数还不够高。

国外中压开关的额定电流可达到5000A，额定短路开断电流达到63kA，较多产品的机械寿命达到3万次，个别达到6万次，10年以上不需润滑，免维护。

国外开关产品的质量，特别是真空灭弧室的质量稳定，开关产品工艺细致，外形美观（如VD4型开关）。

中电压开关柜一般都采用微机型综合继电保护装置，另外还有相当比例的C－GIS（40．5kV）占领着我国的市场，而这一点在我国还是空白。

柱上开关及自动重合器、分段器与国外的主要差距是现有柱上开关偏重断路器的生产和研究，注重短路开断容量，而柱上负荷开关品种少，还不能完全满足城市架空网络的分段隔离。

另外，产品漏气或渗油也是国产柱上开关与国外产品的差距之一。

3　开关技术和设备的发展趋势

3．1　高压、超高压、特高压技术及产品

进入21世纪，我国的输、变电设备将向更高的电压等级迈进。

随着西部大开发战略的实施，西电东送，西北地区将上750kV电压等级的电网，我国将上1200kV电压等级的电网。

随着2004年黄河上游公佰峡水电站的投产发电，我国第1条750kV输电线路将在西北电网建成。

750kV电压等级电网的启动，预示着我国另一个特高压等级1000kV或1200kV工程的启动也不是长远的和不可及的事情。

新一级特高压等级的出现，将面临许多技术方面的问题，如基础研究（包括对生态和环境的影响）、输电线路（线路充电容量、线路损耗等）、变电所和电气设备。

需要重点攻关的设备有：

a）断路器。

我国现在只能制造500kV的双断口SF6断路器（理论上讲，1200kV断路器可能是三断口），如何减少更高电压等级的断路器的断口，使体积减小，工作可靠，这是要重点攻关的课题。

b）绝缘子。

我国已能生产最大承受拉力为294kN的玻璃绝缘子和合成绝缘子，发展到更高一级电压，需要研究最大承