断路器及关键部件制造业分析报告Word下载.docx

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真空断路器的灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空，它具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。

真空断路器在10kV-40.5kV电压等级及室内环境中应用非常广泛。

SF6断路器是利用六氟化硫（SF6）气体作为灭弧介质和绝缘介质的一种断路器。

SF6断路器适用于40.5kV及以上尤其是超高压等级及室外环境中，具有快速切断，独立性、可靠性、安全性强及易维护等特点。

由于价格较高，且对SF6气体的应用、管理、运行都有较高要求，故在其他电压等级应用受到限制。

2、断路器关键部件介绍

断路器一般由触头系统、灭弧系统、脱扣器、操作机构、绝缘件等关键部件构成。

触头系统是使电路接通或分断的执行元件，触头的分合运动靠操作机构做功并经传动机构传递力来带动，其操作方式可分为手动、电动等；

灭弧系统则是用来迅速、可靠地熄灭电弧，使电路最终断开；

脱扣器是与断路器通过机械装置相连（或组成整体），用以释放保持机构并使断路器自动断开的装置。

断路器专用电机及操作机构和模塑绝缘制品，作为断路器的关键部件，其技术含量及制作工艺要求较高。

（1）模塑绝缘制品

模塑绝缘制品一般包括上盖、基座、罩壳、侧壳、手柄、转轴等部分，另外还作为灭弧系统和触头系统的组件，有绝缘和机械强度要求，保证断路器在分断操作时，能够抵御内部的冲击力和电流，不发生任何危险。

根据断路器产品特点的不同，模塑绝缘制品往往还起着灭弧、防潮、防霉、防腐蚀、防辐照、机械支承和固定、保护导体等作用。

断路器主要由导体材料、磁性材料、绝缘材料和热双金属材料等构成。

除模塑绝缘制品由绝缘材料制成之外，其它主要为金属材料。

断路器在运行中，不可避免地要受到温度、电和机械的应力、振动、有害气体、化学物质、潮湿、灰尘和辐照等各种因素的作用，绝缘材料对这些因素更为敏感，容易变质劣化，致使电器设备损坏。

所以模塑绝缘制品是决定断路器及其它成套电器设备运行可靠性和使用寿命的关键部件。

低压断路器绝缘材料的使用经历了酚醛塑料、氨基塑料、不饱和聚酯模塑料几个阶段。

目前以不饱和聚酯模塑料为基体，通过玻璃纤维增强的BMC/SMC模塑绝缘材料已经成为低压断路器及其它低压电器的主要绝缘材料。

（2）操作机构

断路器是通过操作机构的传动部件改变力的方向和作用点来实现预设目的，其能量来源一般有电力和人力两种。

除人力机构外，其它操作机构，如电磁机构、气动机构、电动操作机构等均依靠电力所做的功，依靠瞬间的能量释放来实现断路器的动作。

电动操作机构能够满足配电自动化及远距离操作的需求，在配电自动化方面发挥越来越大的作用。

电动操作机构按结构分有储能型和非储能型两种。

储能型电动操作机构有闭合速度快、闭合功耗小等优点。

非储能型电操与储能型电操相比，有体积小、价格低等优点。

按照电动操作机构配套断路器使用产品的结构与额定电压的不同，又分为与高压断路器配套的电操和与低压断路器配套的电操。

二、断路器及关键部件行业发展状况

1、断路器行业发展状况

（1）低压断路器发展状况

国内低压断路器的发展，大致经历了以下四个发展阶段：

在经历了不断的更新换代之后，目前国内市场上的低压断路器主要是第二代和第三代产品，并且第二代的产品已经开始逐步淘汰。

我国新一代低压断路器产品已经于2010年完成产品的研发，2011年起陆续进入市场。

新一代低压断路器产品的主要特点为智能化、可通信、小型化、可靠性高，产品功能发生质的飞跃，并逐步运用到国家智能电网及新能源领域。

（2）高压断路器发展状况

国内高压断路器的发展经历了以下三个阶段：

第一阶段为20世纪80年代前，以220千伏及以下高压少油断路器为主的仿制与国内自行研制相结合阶段，满足了当时国内经济建设的需要。

第二阶段为20世纪80—90年代，以高压SF6断路器和真空断路器为代表，基本满足了以550千伏、220千伏为主网架的电力工业发展需求。

第三阶段为进入21世纪以来，国家有关部门明确提出要重点研究开发大容量、远距离直流输电技术和特高压交流输电技术与装备，极大地促进了国内高压断路器制造技术的发展。

国内高压断路器未来的发展趋势表现为向特高压（标称电压在1000KV及以上）方向发展、产品信息化与智能化进程加快、应用新外壳材料、产品环保要求提高、产品高可靠性与免维护性、产品小型化与无油化。

2、断路器关键部件发展状况

（1）模塑绝缘制品发展状况

BMC/SMC作为绝缘材料应用于断路器及其它电工产品，大致经历了以下三个阶段：

第一阶段：

二十世纪五十年代初，不饱和聚酯模塑料逐渐取代酚醛、脲甲醛等模塑料，后被英国正式称为DMC，即DoughMouldingCompound的简称。

DMC具有易成型、成本低、可着色、电气绝缘性能好等特点，能制造结构复杂的零部件，因而在电气领域获得广泛应用。

但DMC也有自己的缺陷，即DMC制品表面平滑度差、易产生裂纹、不致密、机械性能不高、填料操作处理比较困难。

第二阶段：

通过使用低收缩、低波纹度添加剂来改善制品外观及制品尺寸精度；

加入增稠剂以控制粘度，调整玻璃纤维的含量和长度以获得更好的机械性能。

这种经过改进的DMC团状材料被称为BMC，即BulkMouldingCompound的简称。

因BMC团状模塑料具有优良的电气绝缘性能、机械性能、耐热性、耐化学腐蚀性，又适应各种成型工艺，可满足各种产品对性能的要求，因此被广泛运用于电气领域。

通常在短路分断能力为20kA或25kA（380V）及以下，体积较小的断路器，如上海人民电器厂的RMM系列塑壳式断路器及RMW框架式断路器，常熟开关厂（常熟开关制造有限公司）的CM系列塑壳式断路器及CW系列框架式断路器等均用BMC；

有一些短路分断能力达35kA，但外壳体积较大、壳体壁较厚的断路器也可采用BMC。

第三阶段：

二十世纪六十年代初，由德国拜尔公司在BMC/DMC技术的基础上，研制成功片状模塑料SMC。

SMC原材料配方与BMC基本相同，但生产工艺有所不同，使用连续生产的SMC机组，生产效率大为提高，玻璃纤维的长度和含量也得以增加，从而大幅提高了产品强度，开拓了大面积复杂结构产品的应用范围，使模压工艺进入一个新的发展阶段。

SMC具有优越的电气绝缘性能及耐腐蚀性能，质量轻且工程设计容易，其机械性能可以与部分金属材料相媲美。

一般分断能力超过35kA，且壳体壁较薄的断路器均采用SMC。

（2）电机及电动操作机构的发展状况

①断路器配套电机发展状况

由于断路器对动力驱动的特殊要求，可用于断路器的电机主要为三相异步电机、复励电动机、串励电动机和永磁直流电动机。

上世纪六、七十年代我国断路器第一代产品主要模仿苏联，与之配套的电机为三相异步电机，按转子结构的不同，三相异步电机可分为笼式和绕线式两种。

三相异步电机的优点在于结构简单、制造方便、运行性能好、节省材料、价格便宜，缺点在于体积相对比较庞大、功率因数滞后、轻载功率因数低、调速性能差，且只适用于交流电。

随着断路器技术的革新和产品的升级，对配套电机提出了更高的要求，不仅要求电机体积更小，而且性能要求更高、更稳定，这使得复励电动机、串励电动机和永磁直流电动机等开始广泛应用于断路器。

复励电动机和串励电动机属于直流电动机，其优点在于体积相对较小、调速性能好、调速范围广、易于平滑调节，启动、制动转矩大，易于快速启动、制动，易于控制等；

其缺点在于结构相对复杂，维修不便。

其中串励电动机分为两类：

一种是磁场磁极由软磁性钢块制成，只适用于直流电；

另一种是磁场磁极由硅钢片叠成，可以交直流电两用。

永磁直流电动机具有体积小、效率高、结构简单、用铜量少等优点，是小功率直流电动机的主要类型，分为永磁有刷直流电动机和永磁无刷直流电动机。

永磁有刷直流电动机由于存在电刷和换向器，结构复杂、可靠性差、故障多、维护工作量大、寿命短，换向火花易产生电磁干扰等，因此目前多用永磁无刷直流电动机替代。

永磁无刷直流电动机根据所用永磁材料不同又分为铝镍钴永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和稀土永磁直流电动机。

在永磁无刷直流电动机的选择上，一般优先选用效率高、价格便宜、温升低的铁氧体永磁直流电动机，只有当对性能要求严格、体积小、环境温度较高时才考虑选用铝镍钴永磁直流电动机或稀土永磁直流电动机。

②断路器配套用电动操作机构发展状况

断路器用电动操作机构的发展自六十年代始。

以前我国电动操作机构比较落后，结构与功能单一，体积大、耗材多、性能指标低。

随着国家的改革开放，90年代初国外电器公司相继到国内合资办厂，对国内产品冲击很大，但同时带来了先进的技术与机会。

随着国家加大基础设施投资力度，对国家电网、农村电网进行大力改造，断路器种类和用户要求不断增多，以及国家对节能环保要求的不断提高，断路器配套用电动操作机构在满足产品可靠性和寿命的前提下，吸取当前先进的设计思想和设计手段，电动操作机构的产品设计朝着小型化、模块化、使用寿命长、工作可靠性高、远程控制、PC智能控制及节能绿色环保等方向发展。

三、行业管理体制及主要法律法规

1、行业主管部门及管理体制

断路器及关键部件所处行业市场化程度较高，政府部门仅对本行业实行宏观政策指导，由行业协会实施自律管理，企业的生产经营完全按照市场化方式进行。

（1）为本行业提供政策指导的部门为国家发展和改革委员会、工业和信息化部及其各地方分支机构和国家电力监管委员会。

科学技术部为本行业提供相关的科技政策支持、重大科研项目攻关以及高新技术企业申报等方面的服务。

（2）本行业的技术监管部门包括国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会和国家认证认可监督管理委员会。

国家质量监督检验检疫总局负责产品质量监督，国家标准化管理委员会负责相关国家标准制修订工作，国家认证认可监督管理委员会主要负责产品型号证书的认定。

（3）本行业内部管理体系主要由行业协会构成，主要包括中国电力企业联合会、中国电器工业协会相关分会和中国电工技术学会，其主要职责是接受政府委托，组织制（修）订行业标准；

组织制定自律性行规行约，维护会员的合法权益，维护行业内的公平竞争，协调会员关系；

负责电力行业可靠性管理；

开展电力行业有关的资质审查工作；

组织和参与行业统计、调查；

负责对行业及市场进行研究以及代表行业会员向国家有关部门提出产业发展意见和建议。

2、行业主要法律法规

本行业涉及的主要法律法规如下：

涉及产品质量方面的法律有2000年9月1日修订、实施的《中华人民共和国产品质量法》；

涉及产品标准化方面的法律法规有1989年4月1日实施的《中华人民共和国标准化法》、1990年4月6日实施的《中华人民共和国标准化法实施条例》；

涉及产品计量方面的法律有1986年7月1日实施的《中华人民共和国计量法》；

涉及产品认证方面的法规有2003年11月1日实施的《中华人民共和国认证认可条例》、2009年9月1日实施的《强制性产品认证管理规定》等。

四、行业发展前景

断路器及关键部件行业是一个发展相对成熟、市场化程度较高的行业。

断路器及关键部件行业的发展前景，取决于下游行业未来的发展和需求；

近年来随着我国输配电设备出口的增加，断路器及关键部件行业的发展也与国际市场密切相关。

1、近年来我国断路器行业保持稳定增长

2006-2012年间，低压断路器年产量从2,455万台增加到4,720万台，复合增长率高达11.51%；

高压断路器从年产36.83万台增加到2012年的65.08万台，复合增长率达9.95%。

我国断路器行业近年来保持良好的发展势头。

2006-2012年断路器产量及增长情况如下：

2、国内市场需求

国内市场方面，断路器及关键部件行业的发展主要取决于固定资产投资的整体带动，尤其与电力、工业投资以及城镇化推动房屋建筑建设等密切相关。

随着中国经济快速发展和城镇化稳步推进，断路器及其关键部件行业的市场发展前景将更加广阔。

（1）国内市场总体需求状况

断路器被广泛应用于国民经济的各个行业，断路器及其关键部件的需求受各行业投资的驱动，与全社会固定资产投资情况联系密切。

一般而言，固定资产投资规模和增长速度在总体层面上决定了断路器行业及其关键部件的市场需求规模和增长速度。

2001-2013年全社会固定资产投资情况如下：

受益于固定资产投资的高速增长，我国断路器行业保持稳定增长的良好态势。

近年来，虽然近期我国固定资产投资增速有所放缓，但我国正致力于促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展时期，未来较长一段时期，固定资产投资依然会保持较快的增长。

受益于固定资产投资的拉动，断路器及关键部件行业总体需求将会保持较快增长。

（2）下游行业需求分析

①电力行业的发展带动本行业发展

断路器是输配电系统的重要构成部分，电力行业是断路器及其关键部件的主要应用领域，断路器及其关键部件的市场容量与电力事业的发展紧密相连。

发电装机容量与断路器需求量之间保持一定的配套比例，根据经验，每增加1万千瓦容量发电设备，约需要2,000台低压断路器相配套5。

作为断路器使用最多的行业，电力行业的发展为断路器及关键部件创造了巨大的需求。

近年来，随着中国经济持续快速增长，用电需求迅速增长。

全社会用电量自2009年的36,430亿千瓦时增长到2013年的53,223亿千瓦时，复合增长率达9.94%。

为缓解电力供应紧张的局面，在中央和地方政府的推动下，电力建设大规模展开。

2009年我国发电装机容量为87,407万千瓦，到2013年我国发电装机容量已达到124,738万千瓦，复合增长率达9.30%；

2009-2013年五年间电源基本建设投资累计达18,553亿元，促进了我国电源建设快速发展。

我国电网基本建设投资维持较高水平，2009-2013年五年间，电网基本建设投资累计达18,526亿元。

为满足持续增长的用电需求，“十二五”期间我国将继续加强电力工业建设。

根据国务院《能源发展“十二五”规划》，从电力生产目标来看，电力装机容量从2010年的9.7亿千瓦时增加到2015年的14.9亿千瓦时，年均增长9%；

要通过加速发展清洁能源和可再生能源，实现电力结构逐步调整。

从电网建设目标来看，一方面，“十二五”时期要加快智能电网建设，另一方面，要全面实施新一轮农村电网改造升级。

同时，要提高能源使用效率、加强生态环境保护来。

另外，根据中国电力企业联合会发布的《电力工业“十二五”规划研究报告》预测，“十二五”期间我国电力投资将达到53,000亿元，比“十一五”增长67.91%；

在电源建设方面投资将达到27,500亿元，占电力总投资的52%，比“十一五”期间增加63.55%；

电网建设投资25,500亿元，占电力总投资的48%，比“十一五”期间增加72.88%。

另外，“十二五”期间，国家电网计划投入4,200亿元，用于新一轮农村电网改造升级工程，加强农村电力基础设施建设，满足农民生活和农业生产用电需要。

整个“十二五”期间，我国电源和电网建设投资规模巨大；

电力装机容量将保持稳定增长，电源结构将逐步调整，水电、风电、太阳能发电等清洁能源和可再生能源建设已成为重点；

电网建设将维持高速增长，我国特高压输电和智能化电网的建设将全面展开，农村电网改造将逐步推进。

电力行业的发展将为断路器及其关键部件带来巨大需求。

②工业领域发展及重大基础设施建设为本行业发展创造机遇

工业领域历来是用电大户，是断路器重要应用领域。

虽然近年来在国家节能减排政策的驱动下，炼铁、炼钢、焦炭、水泥等工业行业中一批产能落后的企业逐步被淘汰，工业增加值增速趋缓，但工业增加值绝对值仍稳步上升，2013年工业增加值达到210,689亿元，同比增长7.6%。

我国正处于工业化快速发展时期，而工业领域中制造业比重高。

我国已经成为制造业大国，正逐渐向制造业强国迈进。

制造业是低压电器行业的重点应用领域，也是节能减排重点工程领域之一，制造业由于节能指标的压力，对节能型控制产品及智能型配电电器产品将保持旺盛需求，为断路器及关键部件市场的发展创造机遇。

同时，国家将陆续兴建一大批交通、通信、港口码头、石化、冶金、环保等重大基础设施项目，这些重大基础设施项目的建设和运行将配套供电系统，也为断路器及关键部件市场的发展创造机遇。

③城镇化带动城镇房屋建筑建设推动本行业的发展

2002年到2013年，我国城镇化率由39.09%提高到53.73%，年均提高约1.3个百分点。

根据国家人口计生委发布《中国流动人口发展报告2012》，预计到2020年城镇化率为60%左右，未来十年全国城镇人口年均增加1,300万-1,600万，其中，农村转移人口1,000万－1,300万。

按此预计，到2020年我国城镇人口将超过8亿人。

城镇化必然带动城镇房屋建筑的建设，不仅直接增加城镇住宅的需求，也必然带来对办公楼及商业用房等房屋建筑的需求。

近年来，随着我国城镇房屋建筑（包括住宅）建设的发展，城镇竣工房屋建筑面积稳定增长。

2001-2013年我国竣工房屋建筑面积（不含农户）如下：

办公楼、商业用房、居民小区和住宅等是断路器的重要应用领域。

城镇化进程带动房屋建筑的建设，将推动断路器及其关键部件行业的发展。

④智能电网建设有利于断路器及关键部件的需求增长和结构优化

当前，世界各国从应对气候变化、保障能源安全、促进经济发展的需要出发，加快了智能电源、智能电网的发展进程，并呈现日新月异、蓬勃发展的趋势。

智能电网，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和抵御攻击、提供满足用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入。

在我国，随着坚强智能电网建设逐步推进，给断路器及关键部件企业带来巨大的商机。

根据国家电网公司“坚强智能电网”发展规划，我国智能电网的建设在2020年之前分三个阶段实施，第一个阶段为2009-2010年，该阶段主要任务是研究和试点；

第二个阶段是2011-2015年，智能电网将大规模实施；

第三阶段是2016-2020年，实现整体的完善和提升。

“十二五”期间国家电网公司在智能电网中电网建设本身及智能化方面的投资共为15,000亿元，即每年3,000亿元左右。

断路器作为用户端中起到控制与保护作用的核心电器设备，是电网能量链的关键环节，是构建坚强智能电网的重要组成部分，因此打造智能电网首先必须要实现作为电网基石的断路器的智能化。

智能电网的建设将为中、高端断路器及关键部件产品提供巨大的市场需求。

目前，我国新一代断路器产品已经具有高性能、小型化、电子化、智能化、组合化、模块化、多功能等特性。

新一代断路器产品能提高智能电网的可靠性，智能电网亦为新一代断路器产品的推广提供了良好契机，两者相辅相成，推动了断路器及关键部件产品结构优化。

（3）断路器替换需求

替换需求是指目前已经保有的断路器的替换和更新而产生的需求。

2013年年底，我国发电机装机总量达到124,738万千瓦时，若根据“1万千瓦发电装机容量约需两千台低压断路器与之配套的经验数据估计”，目前仅低压断路器的保有量不低于2亿台。

考虑产品寿命、安全性、稳定性以及部分行业的特定要求等因素，低压断路器需要更新，根据中国电器工业协会通用低压电器分会估计，老产品的更换的需求量将以15-20%比例增长8，因此低压断路器产品存在稳定可持续的更新需求。

3、国际市场需求

国际市场方面，新兴经济体市场电力建设持续增长、欧美国家的电源结构调整和智能电网建设等，也对断路器及其关键部件市场带来巨大商机。

进入21世纪，全球电源建设持续增长。

根据联合国统计司数据，2010年全球发电装机总量达到50.93亿千瓦，全球电力装机总容量中以欧洲、北美、日本等发达国家与地区所占比重较大，非洲、南美、东南亚等地区所占比重较低。

伴随着这些区域经济的崛起，其对电力的需求快速增长，电力建设投资增长速度。

2007-2010年间电力装机容量年均复合增长率为3.99%，其中：

以亚洲、南美洲和非洲为代表的新型经济体保持了较快的增长，其中亚洲增长率达到6.44%。

欧洲、北美等发达国家正在进行电源结构调整。

美国、欧洲等发达国家的消费模式和能源消耗水平基本已被锁定，要实现温室气体减排，必须依靠可再生能源以及水电和核电等非化石能源的发展。

欧洲议会在2009年明确提出2020年可再生能源比例将达到20%；

美国在联邦政府层面提出了2025年清洁能源比例达到25%的预期目标；

日本核事故加快了发达国家向可再生能源转型的步伐，日本已经放弃将核电比例由30%提高到50%的能源战略，转向加快发展风电和太阳能发电；

德国和瑞士明确停止发展核电，并很可能引起其他国家的连锁反应；

英国制定了雄心勃勃的海上风电发展计划，2020年海上风电将达到2000万千瓦，占电力总需求的19%。

全球智能电网建设将保持高速增长。

智能电网发展始于美国，德克萨斯州早在2003年即开始推动智能电网项目；

欧洲紧随其后，智能电网建设始于2005年。

目前，美国正在建设“统一智能电网”（UnifiedNationalSmartGrid），欧盟则推出了“超级智能电网”（SuperSmartGrid）计划，日本智能电网建设侧重点在新能源领域和能源信息化两个方面。

据IDC《2010-2015全球智能电网投资预测》的数据，到2015年，全球针对智能电网硬件、软件和服务的投资将在2010年的基础上增加17.4%，达到464亿美元；

目前全球在智能电网建设方面热情最高的区域有四个：

北美、欧洲、亚洲和拉丁美洲，而非洲因电力行业基础薄弱，智能电网发展仍相当滞后；

报告预测亚太地区相关支出的五年复合增长率将高居榜首，达33.7%。

国外电力建设的增长势必带来相配套的断路器需求。

发展中国家电力需求增加和电力工业的发展为我国断路器及关键部件产品开辟了新的国际市场，随着中国断路器及关键部件产品技术水平和性价比的逐渐提高，我国产品在东南亚、南亚、中东等地区已具有较强的竞争力。

同时，在自主创新能力不断增强的有利条件下，将快速克服产品的技术、环保等壁垒，可以凭借明显的性价比优势将获得广阔的欧美等国家市场