语言切换
新闻资讯 News

2017年我国断路器及关键部件行业细分市场发展历程及现状分析

日期: 2018-07-28
浏览次数: 13
分享到:

(1)断路器行业发展状况

? ? ? ??世界上最早的断路器出现于1885?年,它是一种刀开关和过电流脱扣器的组合。1905?年具有自由脱扣装置的空气断路器诞生。1930?年以来,电弧原理的发现和各种灭弧装置的发明,逐渐形成了目前的结构。上世纪50?年代末,又产生了电子脱扣器,断路器发展至今,由于小型化电脑的普及,又有了智能型断路器的问世。


? ? ? ??①国内低压断路器发展状况

? ? ? ??新中国成立后,我国电器工业有了很大的发展,国内低压断路器大致经历了以下四代的发展阶段:

2017年我国断路器及关键部件行业细分市场发展历程及现状分析

表:国内低压断路器发展阶段
?

? ? ? ??参考观研天下相关发布的《2017-2022年中国断路器行业发展调研及投资规划研究报告
? ? ? ??A、框架式断路器(ACB)发展状况

? ? ? ??我国框架式断路器最早是仿苏联A15、A2050?的DW1、DW2?型,第一代是在20?世纪60?年代至70?年代初在此基础上更新研发的ACB?DW10?系列,不仅分断能力低,而且保护特性单一。作为主断路器的DW10?仅有短路瞬动保护功能,系统的过载保护一般由分支路MCCB?实现,系统一旦发生短路,由主断路器承担分断任务。因此配电系统一旦发生短路,基本上没有选择性保护,故障造成的停电影响面较大。

? ? ? ??自从20?世纪80?年代研发完成我国第二代ACB?DW15?系列产品并生产推广以后,借助于DW15?过电流三段保护特性,使我国低压配电系统发生短路时开始具有选择性保护。该项过电流保护技术一直保持到现在,在标准中称为局部选择性保护。

? ? ? ??第三代ACB?DW45?主要采用了带微处理器的智能控制器、多回路并联触头等结构,使ACB?不仅具有智能化功能,分断能力也显著提高,从第一代ACBDW10?的30kA?提升至80kA-100kA,且断路器体积进一步缩小。

? ? ? ??我国第四代ACB?VW60通过对第三代ACB结构完善优化,如增加连接截面、触头压力和机构合闸力,提高操作机构类零部件的强度等一系列措施,采用新型双断点触头系统以及多回路并联和电动力补偿相结合的方式,进一步提高了ACB?短路性能。VW60?系列产品于2010?年逐步推向市场,其最显著的特点是容量增加,而产品本身体积不变,适应紧凑型低压配电柜的需要。同时,第四代ACB?在不断完善与扩展智能化与可通信的功能,例如在多总线并存的情况下采用通信适配器等方式来实现。

? ? ? ??B、塑壳式断路器(MCCB)发展状况

? ? ? ??20?世纪50?年代,我国首次研制投产的是仿苏联的DZ1?系列产品。上世纪60?年代末期,针对DZ1?体积过大、短路分断能力偏小等缺陷,对其进行了改进,形成了我国自行设计的第一代MCCB?产品DZ10?系列。

? ? ? ??20?世纪80?年代初,我国开发了第二代的MCCB?DZ20?系列。与此同时,又从美国西屋电气公司、日本寺崎电气公司引进具有上世纪80?年代初技术水平的产品,生产了H?系列和TO、TG、TL?等系列。

? ? ? ??我国第一代MCCB?DZ10?没有限流性能,其分断能力很低,如DZ10-100分断能力仅为8kA。第二代MCCB?开始采用限流技术,其分断能力有所提高,但限流性能不够理想,DZ20-100?分断能力为18kA。

? ? ? ??为了提高塑壳式断路器的短路分断能力和可靠性,二十世纪90?年代,常熟开关厂(常熟开关制造有限公司前身)研制出CM1?系列产品,上海电科所联合行业制造厂研制出S、SA?两个系列断路器,形成第三代塑壳式断路器,第三代MCCB?限流性能明显提高,其分断能力也进一步提高。

? ? ? ??21?世纪初,上海电科所联合上海人民电器厂和杭州之江开关股份有限公司共同开发了第四代MCCB?VM60?系列智能型塑壳式断路器。第四代VM60?系列塑壳式断路器因采用了双断点触头灭弧系统和快速动作的操作机构,其限流性能和分断能力也实现了重大突破,其分断能力可达150kA-160kA。VM60?塑壳式断路器还可进行区域选择性连锁、负载监控,可与多种通信总线连接,达到网络化、可通信的目的。

? ? ? ??C、低压断路器市场现状与趋势

? ? ? ??第一代产品以DW10、DZ10?等系列产品为代表的性能与国外20?世纪50?年代的水平相当,已于2010?年逐渐退出市场。

? ? ? ??第二代产品有自行开发和技术引进两种产品类型,自行开发产品以DW15、DZ20?为代表,技术引进产品则以ME、3TB?系列为代表,性能与国外20?世纪70?年代末至80?年代初的水平相当,占据一定的市场份额,目前属于市场低端产品,并已经开始逐步被淘汰。

? ? ? ??在第三代断路器产品的开发方面,由于我国起步时间较晚,第三代产品类型较少,技术并不是很完善,以DW45、CW1、S、SA?为代表,性能与国外20世纪90?年代的水平相当。从技术发展的具体层面上看,我国智能断路器目前的发展方向为在对第三代产品性能完善的同时对第四代产品的网络化、可通信性能进行探索开发。在第四代智能断路器产品的研究中,主要是将现场总线技术融入到智能断路器的研究中,以及实现直接与工业以太网连接。其中,现场总线技术目前是比较成熟的技术,在智能断路器产品中,加入现场总线技术可以使其具有更好的联网通信能力,以实现遥调、遥测、遥信和遥控等“四遥”功能。随着智能控制器技术的不断进步,它为智能断路器的性能优化、功能多样化以及工作可靠化的发展路径提供了强有力的技术支持,使智能断路器向着高度智能化、通信网络化、控制器件产品化、产品模块化和通用化方向发展8。目前第三代产品属于市场中端产品,与部分第二代产品一起占据当前国内低压断路器市场主要份额。第四代智能断路器尚处于探索开发及实验性阶段,还未批量投入市场。据统计了解,在低压断路器行业已开发的四代产品中,除第一代产品已完全淘汰外,二、三、四代产品三代同堂,分别约占市场容量的20%、70%与10%。

? ? ? ??②中高压断路器发展状况

? ? ? ??国内中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。最早60?年代使用多油断路器、空气断路器,技术较落后。1968?年华光电子管厂研制出第一只运用于商品化的真空开关管,但由于各种原因与国外的产品质量相差甚远。70?年代初,我国开始引进第一台SF6?断路器,即东北电管局从国外引进的三台西门子(SIEMENS)公司生产的H-912?型220kV?SF6?断路器。这一时期因真空断路器及SF6?断路器研发技术不足,国内中高压断路器仍处于电压等级以220kV?及以下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?至90?年代。自1977?年在世界范围内确定了无油开关主导地位之后,作为无油开关两大支柱的真空断路器和SF6?断路器各自均得到长足的发展,尤其是真空断路器在中压领域逐步替代SF6?断路器。到了1999?年,世界真空断路器的产量与SF6?断路器的产量持平,ABB、西门子(SIEMENS)、施耐德电气(Schneider)、东芝、伊顿电气(EATON)等大公司随后在中国建有真空断路器、SF6?断路器合资或独资企业,促使无油开关在中国飞跃发展。这一时期,我国在引进升级国外技术的基础上通过自主研发,中高压领域几乎全部为真空断路器和SF6?断路器,基本满足了以220kV、550kV?为主网架的国内电力工业发展需求。

? ? ? ??第三阶段为进入21?世纪以来,国家大力推动重大装备制造国产化,高等级电压输配电设备的需求不断提高,作为电力系统运行中起控制和保护作用的重要设备,国内中高压断路器行业已分化形成了以真空断路器为主导的中压产品体系及以SF6?断路器为主导的高压、超高压、特高压产品体系,且产品设计水平、制造能力不断提升。这一阶段发展具体而言,真空断路器因造价低、寿命长、绿色环保等优势备受用户青睐,自20?世纪90?年代初兴起逐步替代SF6?断路器,国内中压断路器领域经历了少油断路器至SF6?断路器,当前已基本由真空断路器占绝对主导地位。据统计,截止2014?年,国内中压断路器98.95%为真空断路器,主要占据12kV、24kV、40.5kV?电压等级领域,其中以12kV?电压等级产量居多。

? ? ? ??国内真空断路器用量大、用途广、生产厂家多,究其原因,首先是电力部门大力推广真空断路器的使用。1992?年电力部门开始向用户推广真空断路器,经过十多年的努力,制造厂家积累了丰富的运营经验;其次,由于真空断路器技术的进步,能适用于不同开断任务的需求,性能和可靠性有较大的发展,各种专用型和多功能型真空断路器产品的推出,给用户提供了充分的选择空间;三是SF6气体于1997?年被《京都协议书》指定为6?种受限制的温室气体,虽然SF6?气体对温室效应的贡献率仅占0.1%,但它有潜在的危险。尽管1997?年《京都议定书》的签署使各国逐步停止或减少SF6?电器的使用,但目前尚未找到完全合适的替代气体,导致SF6?断路器在高压领域仍然有着其不可替代的作用。真空断路器属环境友好型,相比SF6?断路器,它不使用SF6?气体,不存在潜在因SF6?气体泄漏而造成温室效应的情形,同时真空断路器在中压领域技术较为成熟,客观上促进了真空断路器的发展,但在高电压(高压、超高压、特高压)等级电器设备领域尚有许多技术需研究,才能促使提高真空断路器能够在高电压等级领域的适用性。

? ? ? ??据统计,2014?年国内高压、超高压(额定电压72.5kV-800kV?等级)领域内断路器中99.95%为SF6?断路器11。从未来技术发展的角度来看,在高电压等级领域,研发真空断路器替代SF6?断路器仍旧是形势发展的需要,不仅能起到减少SF6?温室气体的使用量、有利于环境保护、减少大气中的温室效应等作用,同时真空断路器具有良好的耐低温特性,可以避免高寒地区SF6?气体液化问题,是高寒地区高电压等级断路器的最佳选择。

? ? ? ??随着中国向低碳经济转型,加快建设以特高压为核心的坚强智能电网被列入“十二五”规划纲要,在“十三五”规划草拟过程中,特高压、智能电网被再次列入重大建设项目。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等要求,未来国内中高压断路器的发展趋势表现为向特高压(额定电压1,100kV?及以上)、产品信息化与智能化进程加快、应用新介质及新材料、产品环保要求提高、产品小型化、产品高可靠性与免维护性、操作便捷性、形成最佳人机关系等方向发展。
? ? ? ??(2)断路器关键部件发展状况

? ? ? ??随着现代输配电设备技术的飞速发展,对断路器的设计开发提出了越来越高的要求,不仅要求其在较小的体积内具备较高的分断保护性能,同时又具有良好的合闸性能,故实现断路器产品性能的核心关键部件行业的配套设计水平及生产工艺发展状况与断路器行业的发展紧密相关。

? ? ? ??①框(抽)架(即“抽屉座”)

? ? ? ??国内第一代断路器以固定式断路器为主,后伴随着20?世纪80?年代第二代断路器的出现与发展,同时考虑到断路器一般都安装在“负载中心”的成套开关柜中,为了便于定期测试维修、提供供电的可靠性、节省基建投资等,逐渐在断路器固定式安装结构上改装成抽屉式,即派生出抽屉式断路器,框(抽)架(即“抽屉座”)部件由此出现。在改装过程中,抽屉式断路器本体基本上与固定式断路器本体相同。抽屉式断路器作为固定式断路器的派生产品,具有良好的隔离功能、操作安全可靠、维修方便等优点,由此在成套开关设备中逐步得到广泛应用。

? ? ? ??20?世纪90?年代至21?世纪初,具有智能化功能的第三代断路器的迅速发展对抽屉座提出了新的要求。为更好地匹配断路器本体的要求并结合断路器国家标准,抽屉座不断在隔离功能、触头的动稳定性及热稳定性、位置指示及联锁装置、传动装置等方面进行了改进。

? ? ? ??根据《电气电子产品类强制性认证实施规则低压电器开关和控制设备》(CNCA-01C-011:2007)显示,目前框架式断路器与真空断路器大都配备有抽屉座,少数因成本等原因选择固定式安装板结构。此外,塑壳式断路器只有大容量的会选择性地配备抽屉座,小容量的塑壳式断路器因其体积小、结构紧凑、功能简单、操作容易等特点均采取固定式安装板。

? ? ? ??智能电网供配电技术的快速发展,对智能型断路器的要求越来越高。随着第四代网络化、可通信断路器的探索开发,势必将对抽屉座的功能提出进一步的配套智能化要求,使其既能满足本地维护检修的要求,又能实现智能化供配电网络要求的信息实时转送和远程监控等功能。

? ? ? ??②操作机构

? ? ? ??电磁操作机构在国内断路器发展初期的20?世纪60?年代得到了广泛应用,结构相对简单、零件数量少、制造成本低,较好地迎合了当时市场上断路器的灭弧要求。然而因其缺点十分明显,1992?年以来,电磁操作机构逐渐被弹簧操作机构所取代。

? ? ? ??气动操作机构因其开断容量大、出力特性和负载特性匹配较好、对反力敏感度适中、短时失去电源仍能操作若干次等优点一直被应用于电力系统的高电压等级领域。

? ? ? ??液压操作机构最早出现是为了替代气动操作机构,使得灭弧室结构能适用于更高电压等级的断路器。故,自其研制应用以来,被广泛应用于高等级电压断路器,特别是超高压和特高压断路器领域中。因其输出功率大的特点一直在高等级电压领域占据着主导地位,且所占比例越来越高。

? ? ? ??弹簧操作机构是一种较新的断路器操作机构,这种操作机构的出现,对提高断路器的整体性能起到了较大作用。弹簧操作机构在很多方面克服了电磁操作机构的缺点,逐步替代了电磁操作机构在配电系统中的广泛使用。因传统电磁操作机构在提高合闸速度上受到一定限制,且合闸功率大对电源要求高,而弹簧操作机构可采用手动或电动操作,既有较高的合闸速度又能实现预储能及自动重合闸功能。其次,弹簧操作机构与气动操作机构、液压操作机构相比,具有无漏油及漏气的可能、体积相对更小、重量轻、维护方便、反应快、较高合闸速度等特点,在接通电流、减小触头烧损等方面有其独特的优势,在其可适用的电压等级范围内得到越来越广泛的使用。但在高等级电压断路器中,弹簧操作机构目前尚仅用于操作功率较小的各种灭弧室,尤其是在126kV-252kV?范围的电压等级中,弹簧操作机构以其众多的优点而成为首选,而252kV?及以上电压等级断路器灭弧室由于操作功率较大仍主要采用气动操作机构和液压操作机构。

? ? ? ??综上,目前国内市场低压、中压断路器以配备弹簧操作机构为主导;高等级电压断路器仍旧以气动操作机构及液压操作机构使用为主,部分为弹簧操作机构。随着未来智能电网技术的发展,高灵敏性、高效率、可靠性、免维护以及智能化等特性为操作机构匹配第四代智能化断路器的必然发展方向,以保障电网安全可靠高效运行。

资料来源:观研天下整理,转载请注明出处。(ww)




News / 推荐新闻 More
2018 - 07 - 28
近日,世界首台机械式高压直流断路器在南方电网±160千伏南澳多端柔性直流输电系统中成功挂网运行。它是我国首台完全自主研制的用于柔性直流输电系统中的机械式高压直流断路器装备,其成功投运是我国在直流输电领域持续创新的又一重要里程碑。南澳加装高压直流断路器示范应用工程是国家能源局首批《中国制造2025》重大标志性项目,项目采用“产、学、研、用”的科技创新模式,针对多端柔性直流输电系统的直流侧故障快速清除难题,由南方电网公司联合华中科技大学、思源电气股份有限公司,在国际上首次研制出160千伏机械式高压直流断路器装备。它基于耦合式高频人工过零技术实现双向直流电流的快速开断,其控制简单、可靠性高,具备0~9千安电流的双向开断能力,开断时间约为3.5毫秒;在高盐、高湿、强风等复杂户外海岛环境下,占地仅为34平方米,其整体技术达到国际领先水平,对我国抢占高端电工装备制造业的制高点具有重要意义。南...
2018 - 07 - 28
(1)断路器行业发展状况        世界上最早的断路器出现于1885 年,它是一种刀开关和过电流脱扣器的组合。1905 年具有自由脱扣装置的空气断路器诞生。1930 年以来,电弧原理的发现和各种灭弧装置的发明,逐渐形成了目前的结构。上世纪50 年代末,又产生了电子脱扣器,断路器发展至今,由于小型化电脑的普及,又有了智能型断路器的问世。        ①国内低压断路器发展状况        新中国成立后,我国电器工业有了很大的发展,国内低压断路器大致经历了以下四代的发展阶段:表:国内低压断路器发展阶段         参考观研天下相关发布的《...
2018 - 07 - 28
日前,锡盟—泰州±800千伏特高压直流工程泰州换流站交流场建成投运。1100千伏交流滤波器组断路器一次带电成功,性能优异、运行可靠,实现重大技术突破,是我国高压开关领域取得的又一重要创新成果。  锡盟—泰州工程是世界上首个分层接入500千伏及1000千伏交流电网的特高压直流工程,输送容量高达1000万千瓦,需大量使用特高压交流断路器用于滤波器组投切,容性电流开断要求苛刻,恢复电压高达2900千伏,特别是要承受每年近千次的频繁投切操作考验,对电寿命要求极高,国内外没有先例。  公司对此高度重视,组织中国电力科学研究院、西安西电高压开关有限责任公司、河南平高电气股份有限公司、西安高压电器研究院有限责任公司等国内科研、设计、制造和试验单位联合攻关,确定了敞开式4断口串联的技术方案,解决了高电气寿命灭弧室研制、机械操作稳定性保障、新型绝缘材料开发、新型试验与检测技术开发等关键技术难题。去...
2018 - 07 - 28
对于我国配电网来说,固体绝缘环网柜是一个新的名词。作为环保型环网柜的典型产品,2006年开始,国内企业开始研发固体绝缘环网柜,2011年8月底,国家电网公司将固体绝缘环网柜列入第一批重点推广新技术目录,短短几年时间,其市场容量已超过100亿元,相关技术条件和招标技术规范以及各项标准逐步完善。  相关数据统计,2012年全国中压环网柜市场总容量58万个功能单元,其中气体绝缘环网柜37万个功能单元,占环网柜总量的64%,空气绝缘环网柜占32%,固体绝缘环网柜占4%。  2013年,国家电网公司上半年中压环网柜总招标量8.5万个功能单元,固体绝缘环网柜共计招标2500个功能单元,占总招标量3%。  固体绝缘环网柜专业委员会预计,到2015年,高压开关行业的环网柜总量在30万面左右,固体绝缘环网柜将有75000面的市场空间,估计实际需求量要超过该数。预计到2018年,气体绝缘环网柜将占整体环网柜使...
地址:南昌县小蓝经济技术开发区A区一支路439号
电话:+86 0755-2955 6666
传真:+86 0755-2788 8009
邮编:330520
Copyright ?2017 - 2018 江西科瑞电气有限公司 ALL RIGHTS RESERVED
犀牛云提供企业云服务