交流金属封闭固定充气式开关柜产业化分析

柴永宗

摘 要：交流金属封闭固定充气式开关柜针对现有技术改进，成功突破六项关键技术。通过对资源、市场、技术、生产等风险分析，提出相关对策，并对其产生的经济效益和社会效益做了简要梳理。

关键词：中压开关柜；固定充气式开关柜

中压开关柜是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电的设备，适用于供电局、工业区、用户站、风力发电厂等场合，也可用于变压器保护、架空线和电缆线路保护以及作为联络开关。

交流金属封闭固定充气式开关柜是一种中压开关柜，我司针对部件断路器、隔离开关、负荷开关以及各种保护装置等进行研究開发，使其具有金属密封、免维护、不受气候和环境影响的特点。

一、产品关键技术及优势

（一）关键技术和作用

1.采用两种标准的功能单元设计

首先，电缆进出线的负荷开关单元，由三工位开关、灭弧装置、免维护的弹簧操作结构，实现与配电网的连接；其次，与变压器连接的电缆出线单元，实现对变压器的保护。变压保护单元包括负荷开关和熔丝组合电器。负荷开关通过 HRC- 熔丝和脱扣装置脱扣，同时系统采用模块化设计，电缆连接室为防弧防压设计，隔室间用金属板隔离，在旁边单元不断电的情况下可以检修已接地的单元。同时，为防内部电弧故障导致压力急剧增加，气箱底部装有金属防爆垫片，当压力超过 200kPa 就会爆开，高温气体通过 SF6 气箱下部，进入电缆井或电缆沟。

2.采用 SF6 作为绝缘灭弧气体

SF6 具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能，是一种优于空气和油的新一代超高压绝缘介质材料。 SF6 气体绝缘开关设计紧凑，可节省材料、空间、资源，运行成本低，不受气候的影响。

3.配有联锁装置，保证使用安全

开关柜需要满足“五防”安全设计要求，对于其中的带电隔离，要求开关柜带电部分与人之间必须有隔离。开关柜联锁装置可以有效实现带电隔离。操作人员使用特殊钥匙操作门锁，从而使开关挡板离开开关操作孔而完成解锁。锁杆的凸环和锁杆框上安装有复位弹簧，当柜门关上时可以实现回返联锁板的复位动作，操作者只有使用专有钥匙才能解锁开关操作，这样可以防止随意操作，保障人身安全，且操作方便，可靠性好。

4.三工位负荷开关

该开关结构简单优化，活动部件较少，在气箱内完成合、分、接地动作。套管与母线接通，静触头固定在母线上，在极短的时间内熄弧，开关与母线之间无任何容易引起电弧的塑料部件，保证了很低的开断能量。动触头刀片面上的特殊触头铆钉，在起到润滑的作用时，还能在短路时不会发生熔焊。由于开关刀片由“分”到“合”的距离远大于由“分”到“接地”的距离，保证了在刀片处于“分”的位置和电网发生过电压时，不会击穿到母线。该负荷开关可以开断 630A 额定电流超过 100 次，其关合容量远大于 VDE 及 IEC 的标准要求。

5.采用侧面并柜结构

该结构包括侧面套管和母线连接器。母线连接器作为核心部件，安装在两台柜子的中间部位，安装快速，在移动开关柜的过程中可完成连接，全绝缘、全密封，安全可靠，性能更稳定。套管内的母线弹簧可以让连接母线适度伸缩及上下晃动，有效避免因底座不平带来的装配误差造成的问题，保证了并柜后的运行稳定性。

6.使用自主研发的熔断器装置

熔断器装置包括拉杆、出线套管、上插座、高压熔丝、下插座和下套管。改良后的熔断器装置提供了可靠的熔断器安全运行方案，熔丝筒安装在气箱外部，确保气箱的密封点，熔断器、熔丝筒的故障隔离在气箱外，防止事故扩大，降低影响，同时，使用特殊的安装附件，简化安装，保证熔丝筒的密封性。

（二）产品优势

1.技术优势

作为全球能源和通信行业的领先者，公司一直专注于中压行业，拥有国外领先的科技水平，同时吸纳了众多熟悉本土市场的优秀人才，通过对产品持续研究，使其具有几乎不需维护、 可适应严酷的运行环境、可扩展等性能。

2.性能优势

所有带电部件集成在金属气箱内，设有两个标准的功能单元，在实现与配电网的连接时，还能实现对变压器的保护，所有带电部件集成在金属气箱内，几乎不需维护。

二、市场需求、风险控制能力

（一）现状分析

近年来，我国中压开关设备呈逐年增长态势，随着电网建设投资的持续增长，铁路电气化、城市轨道交通建设加大需求的拉动，配电开关控制设备行业将迎来更加广阔的市场。

我国的电力系统中，发电机的电压为 7.2kV～36kV，为了确保远距离输送的需要，必须先升至 126kV～1100kV，再降至 12kV～126kV。如果将电压等级的分布情况看作是一个金字塔型，中压开关设备位于该金字塔的塔基位置，直接与用户终端相连。因此，中压开关设备具有十分良好的市场氛围[1]。

同时，中压成套电器及元件作为配电网的基础装备，其智能化的发展是变电站综合自动化、配电网络自动化的基础，是实现“智能电网”的重要一环。中压智能化成套电器设备使整个变电站的保护、控制、监控集中起来，同时也为变电站广域监测和诊断系统奠定了基础。[2]为保证电力系统的安全、可靠、经济运行，保证智能电网规划目标的实现，智能化开关设备将成为中压电器的发展趋势。

（二）风险分析和对策

1.资源风险

近几年上游行业发展较快，无论是企业的数量和规模、交货及时 性，还是其他配套服务都已充分满足本行业的需求。原材料所在行业竞争较为充分，一家供应商出现问题时可以快速找到可替代的。而且由于公司生产规模的优势，具有一定的成本转嫁能力，所以资源风险在可控的范围内。

2.市场风险策略

（1）制定具有激励程度的营销政策，充分调动营销人员的积极 性；（2）采用发展代理服务商与开拓终端客户并举的市场策略。

3.技术风险策略

（1）技术应用新领域时，由于工艺上的全面性或特殊性分析和认识不充分，导致产品可能达不到最佳条件； （2）在未来几年中，其他竞争对手可能研发出其他先进技术。

为此，增强配套设备的专业性人才，加强多专业系统性审查，严格配套设备的采购管理；密切关注国内外最新科技，跟踪和超越国际先进水平，并根据情况及时调整研发方向，是我们前进的动力。

4.生产风险策略

（1）加强生产部和市场部的定期信息沟通，合理预期定单规模和数量； （2）准确分析不同等级的生产能力与生产资源（工人、设备、 工作场地等）之间定量区配关系，适量储备资源。

三、效益分析

（一）经济效益分析

交流金属封闭固定充气式开关柜成功推出后，产品质量稳定，技术不断提升，给客户带来很好的使用体验，也得到了国内外市场的认可。后期，在产品技术不断提创新基础上，还将扩大产品系列，满足不同市场群体的消费者。

（二）社会效益分析

该产品具有环保、安全的特点，本产品的产业化推广将对国家大 力推行节能环保技术，建设科学发展、和谐发展的社会具有重大战略 意义。另外产品的推广将提供更多的工作岗位，产生更好的经济效益，促进经济的快速发展。

四、结论

综上所述，本产品成功解决了现有中压开关柜智能化程度低等技术难题，解决了我国中压开关柜技术落后的状况，将会大大提高我国中压开关柜产品的科技含量，缩短我国在中压开关柜方面与世界先进水平之间的差距，增强民族工业的竞争力。

参考文献

[1]洪福贤 徐君萍.中压开关设备的发展动态. 硅谷 ，2012第4期.

[2]赵维全 杜新年 王珊.浅谈国内重要开关设备市场现状及前景.黑龙江科技信息，2011年11期.