電氣技術工作述評

1.發展勢頭良好

從總的來看，根據高壓開關協會2010年統計資料，2010年高壓開關行業發展勢頭良好，出現了快速增長的局面。全年完成工業總產值507.23億，產品銷售收492.7億元，工業增加值134.76億元，實現利潤總額39.08億元，與上年同比增長37.13%，其中高壓開關部分為21.33億元，同比增長23.42%。虧損企業從2003年的12家減為2010年的9家。

2010年高壓開關行業湧現了一批經濟效益有顯著提高的企業。如廈門ABB開關有限公司工業全員勞動生產率達到113.48萬元/人，在行業中名列第1位，遠高於行業工業全員勞動生產率的平均水平，極具競爭力，2003年工業總產值為13.42億元，2004年已高達24.3億元，發展速度令人矚目。工業全員勞動生產率較高的企業還有上海西門子高壓開關有限公司(58.2萬元/人);廣州東芝白雲電器設備有限公司(43.44萬元/人);上海大華電器設備有限公司(43.34萬元/人)等企業。

但同時也應看到，2004年受市場供求關係的影響，鋼材、有色金屬和鑄鍛件等主要電工原材料大幅漲價，加上行業市場競爭激烈，造成行業整體效益的增長幅度明顯低於2003年。

2010年統計的306個企業中，工業總產值(現行價)超過億元以上者有118個，其中工業總產值8億元以上者有12個;3億元以上者49個;2億元以上者67個。全員勞動生產率10萬元/人以上者102個;5萬元/人以上者180個。

工業總產值中高壓開關產值前10名的企業依次是廈門ABB開關有發公司(24.3億元)、西安西開高壓電氣股份有限公司(17.58億元)、平高電氣集團有限公司(11.55億元)、華儀電器集團有限公司(11.02億元)、泰開電氣集團有限公司(9.18億元)、寧波天安集團股份有限公司(8.4億元)、大全集團有限公司(8.1億元)、廣州白雲電器設備有限公司(6.44億元)、新東北電氣(瀋陽)高壓開關有限公司(6.42億元)、河南森源電氣股份有限公司(28602萬元)。

工業增加值前10名的企業依次是廈門ABB開關有發公司(80003萬元)、正泰電氣股份有限公司(56560萬元)、大全集團有限公司(55862萬元)、華儀電器集團有限公司(38986萬元)、泰開電氣集團有限公司(32764萬元)、平高電氣集團有限公司(32280萬元)、常熟開關製造有限公司(31177萬元)、廣州白雲電器設備有限公司(30872萬元)、西安西開高壓電氣股份有限公司(28602萬元)、河南森源電氣股份有限公司(28602萬元)。

同時，許多行業、地方及民營企業投資的新企業紛紛上馬，高壓開關行業從業人數從2003年12.13萬人增加到2010年的12.72萬人;高壓開關產品產值從2010年的231.7億元增加到2010年的312.5億元，增幅達到34.88%。

2010年高壓開關產品產量有很大提高，詳見表1和表2。以下各分別論述各類產品的發展和技術進步。

2.高壓超高壓SF6斷路器和GIS的製造實力增強，高壓超高壓SF6斷路器和GIS有了大幅增長。

如2010年生產550KVSF6斷路器372台，增長409%;363KVSF6斷路器43台，增長95%;

252KVSF6斷路器2375台，增長209%;126KVSF6斷路器7444台，增長85.6%;72.5KVSF6斷路器1251台，增長60%。

2010年生產550KVGIS8間隔，363KVGIS19間隔，252KVGIS679間隔，126KVGIS2280間隔。與上年相比都有大幅度增長。特別是126KVGIS增幅極大，上年126KVGIS產量為1494間隔，而2010年達到2280間隔，增幅達到34%還多;252KVGIS也從2010年的511間隔增加到679間隔，增幅達32%還多。

高壓超高壓開關設備製造廠不斷增多，現已有18家之多。生產72.5~550KVSF6斷路器產品的企業有：西安西開高壓電氣股份有限公司、平高電氣集團有限公司、新東北電氣(瀋陽)高壓開關有限公司、山東泰開電氣有限公司、北開電氣股份有限公司、江蘇省如高高壓電器有限公司、上海華通開關廠、瓦房店高壓開關有限公司、上海平開華明高壓開關有限公司、寧波天安(集團)股份有限公司、湖南開關有限責任公司、湖北永鼎紅旗電氣有限公司、重慶新匯源高壓開關有限公司、雲南開關廠、西安西電高壓開關有限責任公司、西安高壓電器研究所電器製造廠、青島益和電氣集團股份有限公司、正泰電氣股份有限公司、福州天宇公司等。

生產126~550KVGIS(氣體絕緣金屬封閉開關設備)的企業有：西安西開高壓電氣股份有限公司、平高電氣集團有限公司、新東北電氣(瀋陽)高壓開關有限公司、山東泰開電氣有限公司、北開電氣股份有限公司、上海西門子高壓開關有限公司、西安高壓電器研究所電器製造廠等。

高壓超高電壓SF6斷路器的技術進步主要表現在如下方面：

(1)我國已掌握了126KV自能式SF6斷路器製造技術，已有十幾家廠生產。產品型號多達十幾種。

(2)在126KV自能式SF6斷路器基礎上，西高所與北京北開電氣公司於2010年聯合開發出LW11-252/3150-40型252KV自能式SF6斷路器。該斷路器的滅弧室採用了國際上屬於第二代自能技術的上、下觸頭在開斷時反向運動的結構(雙動)，在幾乎不增加操作功的情況下，使弧觸頭的剛分速度達到10m/s左右，保證了高電壓下大電流的開斷，同時可確保切容性電流無重擊穿;採用以上滅弧原理後，單極操作時配用更輕的彈簧操動機構，分閘功低於100kgm。合閘功低於200kgm。由於整機的'機械受力較小，機械壽命達到了6000~10000次。其水平達到了國際同類產品水平。

(3)西安西開高壓電氣股份有限公司2004年完成了550KV單斷口罐式SF6斷路器產品的開發，並在荷蘭KEMA試驗站及國家高壓電器質量監督檢驗中心通過了全部開斷型式試驗項目。其技術參數為額定電壓550KV，額定電流4000A，額定短路開斷50KA。該產品是我國首台550KV單斷口罐式斷路器，使我國成為世界上為數不多的掌握該技術的國家之一，達到了世界先進水平，併為我國進一步研製800KV、1100KVSF6斷路器和GIS設備奠定了技術基矗

(4)西高所自行研製了具有自主知識產權的三相共箱型ZF口-126/T3150-40型智能化GIS。該方案斷路器三相採用直線式佈置，配用彈簧操動機構，三工位隔離接地組合開關及機構採用了目前最先進的技術方案，融合了母線筒的功能。該產品採用了西高所自行研製的電壓傳感器和電流傳感器，可全面監視系統運行狀態。

(5)252KVSF6斷路器和GIS參數上一個新擋次，都達到252KV4000A63KA。

總之，我國550KV高壓開關設備有大的發展空間。據電力部門提供的資料，2010年電力系統裝備550KVSF6斷路器164台，而2010年高壓開關行業才生產73台，2010年也只有77台(不包括外資及合資企業)，缺口基本為外國產品所填補。550KVGIS的產量更少，2010年僅生產4間隔，由於國內能力及裝備政策關係，三峽左岸39間隔550KVGIS全部被ABB公司中標。550KVGIS反映了一個企業的綜合生產能力，它是附加值很高的高科技產品。

高壓超高壓領域是國內企業提高國內市場佔有率的一個重要方面。超高壓部分市場上升空間大，技術含量高，現已有引進消化的基礎，需要加大研製力度，提高核心技術水平，爭取在斷路器、GIS和混合技術開關設備產品方面擴大市場佔有率。

3.特高壓開關設備需加大自主研發力度

2010年初，國家電網公司在2010年工作會議上提出建設“以百萬伏級交流和80萬伏級直流系統組成的特高壓國家骨幹輸電網架”的目標。據研究資料顯示，特高壓電網具有跨區域、大容量、遠距離、低損耗輸電等優點。以百萬伏級交流為例，1回1000KV輸電線路可替代4~5回500KV交流線路，通過減少線路回數，可節省線路走廊，而且能使輸送單位容量的價格降低。

2010年5月底，國家電網公司已經啟動了交流特高壓示範工程的初步設計工作。這項示範工程為1000KV交流輸變電工程，具體線路：陝北-晉東南-南陽-荊門-武漢。荊門1000KV特高壓變電站是該示範工程的第一個建設項目。在2年之內，國家電網公司還特開工建設第二項交流特高壓工程，具體線路為：淮南-皖南-浙北-上海線。

由以上可見，上特高壓勢在必行，而且時間緊，任務重，這是中國電力的一次歷史性跨越，從根本上改變了中國電網格局。特高壓，打造中國電網新格局。

特高壓為高壓開關行業帶來難得的發展機遇和嚴峻的挑戰。且慢説特高壓。就是超高壓，我國市場多為國外企業或合資企業佔領，如長江三峽550KVGIS工程和800KVGIS示範工程，都被國外產品中標。而550KVGIS和800KVGIS價格昂貴，國外公司往往開出“天價”。一但國內能生產，則價格很快回落。

以市場換技術，寄希望於利用重點工程加快核心技術的二次開發，儘快掌握世界一流的研發技術，目前看來只是一廂情願的美好願望。事實證明，採用所謂以“市場換技術”的模式侷限性越來越大，國外公司技術壟斷的趨勢越來越明顯。因此，我們必須發揮行業優勢，依靠自已的創新能力，研發出具有自主知識產權的核心技術。

從技術上講，我國已自主研發出550KV單斷口罐式SF6斷路器，這就為研發1100KV特高壓開關設備打下了良好的基矗在世界上，當初日本先開發出550單斷口SF6斷路器，然後開發出1100KV雙斷口GIS。因此，我國在自主開發的550KV和800KV工程基礎上，完全有能力開發1100KV特高壓開關設備。

在開發特高壓(百萬伏級)開關設備方面，在時間緊任務急的情況下，可採取如下兩途徑實現國產化：其一，採用技資結合的方式，引進國外先進技術進行合作生產，逐步實現國產化;其二，採取以自主研發為主，積極進行國際合作的方式，以實現百萬伏級開關設備國產化。

目前西開電氣在自主研發出550KV50KA單斷口SF6罐式斷路器的基礎上，800KV罐式SF6斷路器正在研製中，1100KV罐式斷路器已進入開***證階段。

新沈高與韓國曉星公司合作已為我國750KV輸電示範線路官亭變電站和蘭州東變電站分別提供了800KVGIS。這就為沈高公司研製1100KVGIS奠定了基矗

新沈高公司將採取技貿結合，引進技術的方式，合作製造與自行開發相結合，以掌握核心技術，逐步實現國產化。

4.混合技術開關設備在升温

高壓開關設備一般為空氣絕緣開關設備(AIS)、氣體絕緣金屬封閉開關設備(GIS)。20世紀末世界上出現了另一種開關設備，即混合絕緣技術開關設備(MIS)。包括ABB的PASS型、三菱的MITS型、東芝的GID型、西門子的HIS型、Alstom的GIM型等。它們是空氣絕緣或/和氣體絕緣組合的緊湊型開關設備。其優勢是，它比AIS大大節省了佔地面積，而比GIS卻大大節省了費用。歐洲當時處於20世紀50年代和60年代老電站的改造時期。用此設備可節約費用和減少佔地面積。

在這三種解決方案中，AIS以優化投資成本為特徵，GIS以最不的空間需求為特徵，MTS則以可靠性極高的單線佈置為特徵。

在2004年國際大電網會議上，對MTS的優勢予以肯定。這種設備在降低費用的同時，帶來極為靈活的解決方案。它減少了使用的元件數量，同時提高了可靠性。由於它使用標準化模塊，可以在故障情況下，能以極短的時間恢復運行(要求<6H)。它的另一個優勢是安裝時間最短。在故障情況下，可以使用移開式開關設備(移動車)，在4H-6H內消除故障。

據不完全統計，我國已投入的500KV變電站約224座，其中採用550KVGIS的變電站僅7座。其根本原因是550KVGIS的價格昂貴，投資太大。2010年我國500KVIIV變電站開始選用550KVMTS設備。如2010年南方電網公司在6座變電站選用MTS設備，2010年國家電網公司在3座500KV變電站選用了MTS設備，近期又有4座500KV變電站採用了MTS設備。

進入我國500KV變電站的MTS設備有日本三菱的MTS型，東芝平高的GID型及西開高壓電氣的ZHW型。

這些550KVMTS設備的主要參數為：額定電壓550KV，額定電流4000A(三菱，平高東芝)，3150(西開);額定短路開斷電流63KA(三菱，平高東芝);50KA(西開);基準雷電衝擊絕緣水平(BIL)1675KV。550KV斷路器特點為：

三菱單斷口，恆高壓液壓機構;平高東芝雙斷口(複合滅弧)，液壓機構;西開雙斷口，液壓彈簧操動機構。

電流互感器型式為：

常規電磁式(三菱，西開)，內置式;常規電磁式，外置式(平高東芝)。

平高電氣公司最新自主研發出ZHW1-252/3150-50烈混合技術開關設備(MTS)。該產品由斷路器、母線側組合式隔離/接地開關、出線側組合式隔離/接地開關、電流互感器、進出線套管等5部分組成。母線側採用五工位組合式隔離/接地開關;出線側採用三工位組合式隔離/接地開關，能滿足開合電容電流2A、電感電流0.5A，母線轉移電流1600A的要求。該產品額定電壓252KV，額定電流3150A，額定短路開斷電流50KA，機械耐久性3000次。

由以上可見，上世紀90年代後期世界上出現了MTS設備，而且各大製造公司都有自己的MTS產品，現國內用户已越來越多采用這種設備。國內也雖有MTS設備，但還得加大研發力度，以自主研發的更多MTS產品，滿足電力市場的需求。

5.高壓隔離開關的完善改進有成效

40.5~550KV高壓隔離開關產量有較大幅度增長。如以2010年產量為例，2010年生產550KV級高壓隔離開關產品470組(427組)，363KV級產品248組(131組)，252級產品7723組(6932組)，126KV級產品17554組(14796組)，72.5KV級產品2612組(2292組)，40.5KV級產品23329組(19826組)。括弧內給出2010年產量，以資比較。

高壓隔離開關技術有了很大進步，主要表現在兩個方面：一方面是自主研發出800KV隔離開關;另一方面是現有產品進行完善改型，更好地滿足運行要求。

平高電氣公司2004年自主研發設計的GW27800型隔離開關和JW8800型接地開關在荷蘭KEMA試驗站和國內試驗站通過各項型式試驗。西安西電高壓開關公司也完成了800KV隔離開關的試製工作。

平高電氣有限公司的GW27800(W)型隔離開關在合閘過程中採用先進水平旋轉後自轉的動作特性，操作力小，電接觸結構合理。當發生短路電流時，觸指更緊密地夾緊動觸頭，使運行穩定可靠。該產品為額定電壓800KV，額定電流4000A，機械壽命2000次。

近年來高壓隔離開關在電網中故障頻發，究其原因，有製造和運行兩方面。製造部門對產品設計、選材、加工工藝、組裝調試及質量控制，未能給予足夠重視，造成產品質量和性能難以保證。而運行部門又忽略了對隔離開關的管理。高壓隔離開關實際上處於“不壞不修，壞了再修，修了還壞”的狀況，沒有統一法定的檢修規程。

高壓隔離開關在運行中反映出的問題主要是多年來存在的四大問題：即瓷瓶斷裂，操作失靈，導電同路過熱和鏽蝕。

根據國家電力公司發輸電運營部“關於開展高壓隔離開關完善化工作”的通知要求，各大製造公司積極行動起來，對其產品從結構設計、製造工藝、材料選用等方面進行了完善改型工作，提高了高壓隔離開關性能和可靠性。