高压电器技术工艺发展趋势分析

第一节 产品技术发展现状

近期以来，交、直流特高压项目陆续开工，“市场倒逼技术”的紧迫形势，进一步催生高压开关行业诸多新技术。高压交流隔离开关设备的研制明显加速，并实现从超高压向特高压的跨越。行业发展总体形势趋好，但进一步提高研发能力，降低产品成本，仍值得业界重点关注。

1、起点高连创两项第一

我国超高压、特高压交流隔离开关设备的研制路线，堪称为自主创新发展输变电设备、大力提升产品档次水平的缩影。

自20世纪60年代及70年代末国产363千伏、550千伏超高压隔离开关问世，历经40年创新发展，如今已成功跨入特高压时期，正向世界电力科技高峰迈进。

第一条330千伏输电线路全部采用国产设备。为解决刘家峡大型水电站电力送出问题，西安高压开关厂和沈阳高压开关厂承担了我国第一条330千伏输电线路开关设备的研制任务，首次成功推出国产GW7-330/1500型三柱式隔离开关。该等级输电线路虽是首次建设，但却全部使用国产设备并获得成功。

与此同时，为适应刘家峡水电站对设备体积小、占地面积省的特殊需要，还首创了ZH1-330型敞开式组合电器，从而使电站布局紧凑、节省造价。值得一提的是，这种结构形式在世界上是绝无仅有的，已成为独具中国特色的新品种。

第一代国产550千伏隔离开关突破国外技术垄断。长期以来，我国高压开关设备的生产只能依赖进口，而第一代国产550千伏隔离开关的研制打破了国外技术垄断，取得技术新突破。

数据表明，在我国兴建的第一条500千伏输电线路--锦辽试验线段中，沈高成功研制GW6-550型剪刀式隔离开关和JW2-550型接地开关，西开成功研制GW7-550型三柱式隔离开关。这批产品数量虽然很少，仅20余组，但却具有重要意义，开创了我国自主设计独立制造550千伏隔离开关设备的先河。

该产品的研制立足自主创新，攻克了铝合金导体设计制造、绝缘试验、无线电干扰试验及开合小电容电流试验等诸多技术难题，为行业今后发展积累了宝贵经验。

2、进展快“三高”企业独具技术优势

三峡工程和西电东送等超高压直流输电工程的建设，有力地促进了输变电设备的开发研制，并已开创良好局面。为进一步提高市场竞争力，行业骨干企业进一步加速产品升级换代，不断推出新成果。

平高在巩固GW16/17-550型市场占有率的基础上，开发完成了具有自主知识产权的GW27-550型隔离开关和JW8-550型接地开关，同时参照国外先进结构，开发出GW28-550、GW29-550型新产品。

沈高将GW6-550型产品改进为GW6A-550型，保留双导电闸刀和触头钳夹范围大的特点，进一步优化机械传动系统，提高了可靠性和防腐性能；将GW12-550型改进为GW12A-550型，GW6A、GW12A产品均具有自主知识产权。

一个时期以来，沈高、西开、平高3个厂家致力于新产品的研制开发和改进，并较好满足了市场需求。与此同时，长沙高压开关有限公司加大自主创新，2002年成功完成GW16A-550、GW17A-550型隔离开关及JW5A-550、JW6A-550型接地开关的研制，2003年又研制成功GW35-363、550型及GW36-363、550型隔离开关，步入具有技术优势超高压隔离开关制造商的行列。

第二节 产品工艺特点或流程

高压电器按其功能可分为，开关电器（主要有高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器、高压负荷开关和接地短路器）、限制电器（包括电抗器、避雷器）、和变换电器（又称互感器）。“十一五”及以后的一段时期，以大煤电、大水电、大核电和特高压为代表的电力工业建设的更加持续、快速地发展，电力、电网建设以及输变电技术的发展对高压电器，尤其是其中高压开关设备的技术性能、运行可靠性和产品质量的要求也越来越高。

由于一、二次配电直接面向用户，将电能分配给用户使用，因此其设备数量多，市场容量大，其市场容量（价值）占到整个电网设备的50%以上，而二次配电设备市场容量又高于一次配电设备，因此二次配电设备市场需求及变化更值得我们关注。

二次配电开关设备中，负荷开关、接触器、限流熔断器的使用数量近几年发展特别快，总数已大于断路器。负荷开关柜、接触器柜数量正在接近断路器柜，箱式变电站使用数量已显著上升，占到30%的末端变电站总数。

负荷开关柜中，sf6负荷开关（尤其是三工位的）使用量日益增大，这值得我们关注。并且，充气负荷开关柜(c-gis)数量已占30%，可满足抵御苛酷环境，降低箱变尺寸、重量，转入地下及减少维护工作量要求。在这方面进口设备已占有较大比重。

风电的带动，近年40.5kv风电箱变增长异常迅速，未来大容量排灌的需要，40.5kv/0.4kv二次配电箱变也有巨大市场潜力。这对行业加大新产品开发力度和完善化工作提出更高要求。

第三节 国内外技术未来发展趋势分析

1、组合化、成套化

为满足尺寸小、占地少、高性能、高可靠性需要，出现了各种各样的组合电器和成套电器。除了开关柜、FC柜、多层柜外，出现了负荷开关——熔断器组合电器、高压接触器——熔断器组合电器（用于FC柜）、负荷开关、跌落熔断器和避雷器组合，以及避雷器、隔离开关、电压和电流互感器等各种组合，并已发展到高级型式的组合成套装置，如充气柜（C——GIS）、全封闭组合电器（GIS），以及全变电站组合如预装式变电站（含变压器和高低压电器的箱变）。

2、大容量、高参数

由于现代生活用电量迅速增长，工农业用电量提高，高电压大容量电网形成，要求高压电器容量及各种参数迅速提升。目前主力输配电设备额定电流已由1000A提高到2500A至4000A，短路电流已由16~20kA提高到31.5~50kA，甚至更高。550kV断路器单极断口数已由4个减少到2个，单断口正在加紧研制中。如果我国的主力输配电电压不能迅速提升，那么，我国电网对高压电器大容量、高参数的要求趋势不会降温（更高输电电压出现可以解开下属配电电压一些环网，以降低这些电网的短路电流）。

3、机电一体化（智能化）

由于计算机、传感器技术发展及电网自动化的提高，对高压电器智能化功能的需求更为迫切。强电设备与先进弱电技术结合可以显著扩展高压电器功能，为电网自动化、远动化、在线检测提供更好的条件。体积大、重量重、功能单一的传统电磁式继电保护装置、电工仪表、控制装置将为多功能的计算机、传感器所取代。

4、少、免维护产品

随着高压电器产品大量采用SF6和真空等优良绝缘介质和灭弧介质，以及建立在先进高科技（如CAM等）基础上的生产工艺实施，产品的检修周期可以延长到10年，甚至产品终身免维护检修。而且随着电子、信息技术发展，在线检测技术走向实用化，使用部门有条件实现由故障检修到状态检修的转化。运行维护也将实行“少人、高效、安全、可靠”。今后十几年是由少、免维护产品有较大发展的时期，并将逐步在电力系统中占有一定地位。

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