交流金屬封閉固定充氣式開關柜產業化分析

柴永宗

摘 要：交流金屬封閉固定充氣式開關柜針對現有技術改進，成功突破六項關鍵技術。通過對資源、市場、技術、生產等風險分析，提出相關對策，并對其產生的經濟效益和社會效益做了簡要梳理。

關鍵詞：中壓開關柜；固定充氣式開關柜

中壓開關柜是在電力系統進行發電、輸電、配電和電能轉換的過程中，進行開合、控制和保護用電的設備，適用于供電局、工業區、用戶站、風力發電廠等場合，也可用于變壓器保護、架空線和電纜線路保護以及作為聯絡開關。

交流金屬封閉固定充氣式開關柜是一種中壓開關柜，我司針對部件斷路器、隔離開關、負荷開關以及各種保護裝置等進行研究開發，使其具有金屬密封、免維護、不受氣候和環境影響的特點。

一、產品關鍵技術及優勢

（一）關鍵技術和作用

1.采用兩種標準的功能單元設計

首先，電纜進出線的負荷開關單元，由三工位開關、滅弧裝置、免維護的彈簧操作結構，實現與配電網的連接；其次，與變壓器連接的電纜出線單元，實現對變壓器的保護。變壓保護單元包括負荷開關和熔絲組合電器。負荷開關通過 HRC- 熔絲和脫扣裝置脫扣，同時系統采用模塊化設計，電纜連接室為防弧防壓設計，隔室間用金屬板隔離，在旁邊單元不斷電的情況下可以檢修已接地的單元。同時，為防內部電弧故障導致壓力急劇增加，氣箱底部裝有金屬防爆墊片，當壓力超過 200kPa 就會爆開，高溫氣體通過 SF6 氣箱下部，進入電纜井或電纜溝。

2.采用 SF6 作為絕緣滅弧氣體

SF6 具有良好的電氣絕緣性能及優異的滅弧性能，是一種優于空氣和油的新一代超高壓絕緣介質材料。 SF6 氣體絕緣開關設計緊湊，可節省材料、空間、資源，運行成本低，不受氣候的影響。

3.配有聯鎖裝置，保證使用安全

開關柜需要滿足“五防”安全設計要求，對于其中的帶電隔離，要求開關柜帶電部分與人之間必須有隔離。開關柜聯鎖裝置可以有效實現帶電隔離。操作人員使用特殊鑰匙操作門鎖，從而使開關擋板離開開關操作孔而完成解鎖。鎖桿的凸環和鎖桿框上安裝有復位彈簧，當柜門關上時可以實現回返聯鎖板的復位動作，操作者只有使用專有鑰匙才能解鎖開關操作，這樣可以防止隨意操作，保障人身安全，且操作方便，可靠性好。

4.三工位負荷開關

該開關結構簡單優化，活動部件較少，在氣箱內完成合、分、接地動作。套管與母線接通，靜觸頭固定在母線上，在極短的時間內熄弧，開關與母線之間無任何容易引起電弧的塑料部件，保證了很低的開斷能量。動觸頭刀片面上的特殊觸頭鉚釘，在起到潤滑的作用時，還能在短路時不會發生熔焊。由于開關刀片由“分”到“合”的距離遠大于由“分”到“接地”的距離，保證了在刀片處于“分”的位置和電網發生過電壓時，不會擊穿到母線。該負荷開關可以開斷 630A 額定電流超過 100 次，其關合容量遠大于 VDE 及 IEC 的標準要求。

5.采用側面并柜結構

該結構包括側面套管和母線連接器。母線連接器作為核心部件，安裝在兩臺柜子的中間部位，安裝快速，在移動開關柜的過程中可完成連接，全絕緣、全密封，安全可靠，性能更穩定。套管內的母線彈簧可以讓連接母線適度伸縮及上下晃動，有效避免因底座不平帶來的裝配誤差造成的問題，保證了并柜后的運行穩定性。

6.使用自主研發的熔斷器裝置

熔斷器裝置包括拉桿、出線套管、上插座、高壓熔絲、下插座和下套管。改良后的熔斷器裝置提供了可靠的熔斷器安全運行方案，熔絲筒安裝在氣箱外部，確保氣箱的密封點，熔斷器、熔絲筒的故障隔離在氣箱外，防止事故擴大，降低影響，同時，使用特殊的安裝附件，簡化安裝，保證熔絲筒的密封性。

（二）產品優勢

1.技術優勢

作為全球能源和通信行業的領先者，公司一直專注于中壓行業，擁有國外領先的科技水平，同時吸納了眾多熟悉本土市場的優秀人才，通過對產品持續研究，使其具有幾乎不需維護、 可適應嚴酷的運行環境、可擴展等性能。

2.性能優勢

所有帶電部件集成在金屬氣箱內，設有兩個標準的功能單元，在實現與配電網的連接時，還能實現對變壓器的保護，所有帶電部件集成在金屬氣箱內，幾乎不需維護。

二、市場需求、風險控制能力

（一）現狀分析

近年來，我國中壓開關設備呈逐年增長態勢，隨著電網建設投資的持續增長，鐵路電氣化、城市軌道交通建設加大需求的拉動，配電開關控制設備行業將迎來更加廣闊的市場。

我國的電力系統中，發電機的電壓為 7.2kV～36kV，為了確保遠距離輸送的需要，必須先升至 126kV～1100kV，再降至 12kV～126kV。如果將電壓等級的分布情況看作是一個金字塔型，中壓開關設備位于該金字塔的塔基位置，直接與用戶終端相連。因此，中壓開關設備具有十分良好的市場氛圍[1]。

同時，中壓成套電器及元件作為配電網的基礎裝備，其智能化的發展是變電站綜合自動化、配電網絡自動化的基礎，是實現“智能電網”的重要一環。中壓智能化成套電器設備使整個變電站的保護、控制、監控集中起來，同時也為變電站廣域監測和診斷系統奠定了基礎。[2]為保證電力系統的安全、可靠、經濟運行，保證智能電網規劃目標的實現，智能化開關設備將成為中壓電器的發展趨勢。

（二）風險分析和對策

1.資源風險

近幾年上游行業發展較快，無論是企業的數量和規模、交貨及時 性，還是其他配套服務都已充分滿足本行業的需求。原材料所在行業競爭較為充分，一家供應商出現問題時可以快速找到可替代的。而且由于公司生產規模的優勢，具有一定的成本轉嫁能力，所以資源風險在可控的范圍內。

2.市場風險策略

（1）制定具有激勵程度的營銷政策，充分調動營銷人員的積極 性；（2）采用發展代理服務商與開拓終端客戶并舉的市場策略。

3.技術風險策略

（1）技術應用新領域時，由于工藝上的全面性或特殊性分析和認識不充分，導致產品可能達不到最佳條件； （2）在未來幾年中，其他競爭對手可能研發出其他先進技術。

為此，增強配套設備的專業性人才，加強多專業系統性審查，嚴格配套設備的采購管理；密切關注國內外最新科技，跟蹤和超越國際先進水平，并根據情況及時調整研發方向，是我們前進的動力。

4.生產風險策略

（1）加強生產部和市場部的定期信息溝通，合理預期定單規模和數量； （2）準確分析不同等級的生產能力與生產資源（工人、設備、 工作場地等）之間定量區配關系，適量儲備資源。

三、效益分析

（一）經濟效益分析

交流金屬封閉固定充氣式開關柜成功推出后，產品質量穩定，技術不斷提升，給客戶帶來很好的使用體驗，也得到了國內外市場的認可。后期，在產品技術不斷提創新基礎上，還將擴大產品系列，滿足不同市場群體的消費者。

（二）社會效益分析

該產品具有環保、安全的特點，本產品的產業化推廣將對國家大 力推行節能環保技術，建設科學發展、和諧發展的社會具有重大戰略 意義。另外產品的推廣將提供更多的工作崗位，產生更好的經濟效益，促進經濟的快速發展。

四、結論

綜上所述，本產品成功解決了現有中壓開關柜智能化程度低等技術難題，解決了我國中壓開關柜技術落后的狀況，將會大大提高我國中壓開關柜產品的科技含量，縮短我國在中壓開關柜方面與世界先進水平之間的差距，增強民族工業的競爭力。

參考文獻

[1]洪福賢 徐君萍.中壓開關設備的發展動態. 硅谷 ，2012第4期.

[2]趙維全 杜新年 王珊.淺談國內重要開關設備市場現狀及前景.黑龍江科技信息，2011年11期.