―、低壓成套開關設備

（一）行業現狀
        低壓配電系統中的各級都要用到低壓成套開關設備，我國低壓用電的80%是由低壓成套開關設備提供的。
       我國的低壓配電行業經過50年，特別是近20年的發展，得到了巨大的發展。同時，整個行業也呈現出多元化的發展趨勢，合資、獨資企業不斷涌現，大批民營、集體企業得到了飛速的發展，無論是生產廠家的數量還是技術水平都有了較大的提高。產品的更新換代速度加快，品種增多，產品的標準也在逐步向國際標準靠攏。
據統計，目前我國低壓成套開關設備生產廠家已達到上萬多家，生產品種也有數十種, 其性能、質量有較大的改善，產品技術性能參數有了明顯的提高，工廠的加工工藝及設備有了明顯改進。幾千家生產廠采用先進的數控鈑金加工設備，有些工廠還具備了柔性加工線，其鈑金加工工藝已達到國際水平。另外，行業中還出現了一批型材和柜體的專業生產廠和電氣輔件生產廠。據統計，我國目前每年生產的各類低壓成套開關設備在1000萬臺以上。
       目前，我國自行開發的低壓成套開關設備品種有十幾種，包括固定面板式、固定分隔式、抽出式、混裝式、智能型等，產品型號主要有GCK、GCS、GCD、PGL、GGD及在上述產品基礎上改進的各種產品型號。
   但是，低壓配電行業的生產工藝、制造水平總體還比較落后，特別對技術含量高的產品的開發還遠遠跟不上經濟發展的需要。企業的獨立開發產品能力差，成套廠家雖多，但規模不大，絕大多數成套廠都不具備產品的獨立開發能力。這種狀況制約了我國低壓開關柜的進一步發展，產品的品種及性能方面也不能滿足市場的要求。市場中技術要求比較高的場合已 被越來越多的進口產品或合資企業的產品所占領。
(二)產品開發情況
       我國最早開發的低壓開關柜是BDL、BSL型固定面板式配電柜。1984年通過部級鑒定的 PGL1、PGI2型低壓配電柜曾被廣泛采用，至今仍有企業在生產。這種型號的配電柜能滿足變壓器容量1000kVA及以下的配電系統的需要。后來又有天津電氣傳動設計研究所和北京電氣科學研究所聯合設計的PGL3型，它可用在變壓器容量在2000kVA及以下、額定電流 3000A以下、分斷能力50kA的低壓配電系統中。
        JK型交流低壓電控設備是低壓開關柜的更新換代產品，1989年通過部級鑒定。它采用了國內新型高性能的低壓電器元器件和輔件，是全封閉組裝式柜體，主要性能指標達到了20世紀80年代國際同類產品水平。由原能源部組織設計和研制的GGD型交流低壓配電柜1992年通過部級鑒定，它的特點是分斷能力高，動熱穩定性好，主電路方案靈活，組合方 便，結構新穎，防護等級高。
        GCK型低壓開關柜是抽出式的開關柜，一只柜子最多可安置9只抽屜。抽出式開關柜可容納較多的主電路，使用靈活方便，特別是當某個抽屜內的電路發生故障時，可將它抽出進 行檢修，無故障的抽屜可照常工作，從而縮小了停電范圍。GCK開關柜獲得了廣泛應用。 MNS型低壓開關柜是按照ABB公司轉讓技術制造的產品。它也是抽出式開關柜，一臺柜最多可安置36只抽屜。它的國產化產品型號為GCS。
       由天津電氣傳動設計研究所聯合多家企業共同開發的GHT低壓開關柜，是在GCK1A的基礎上推出的新型戶內混合式低壓配電裝置。它是全國產化、經濟型低壓成套開關設備，適用于3150A及以下各級低壓配電系統。
我國低壓開關柜有很多型號，主要的型號歸納如下：
(1 )抽出式 BFC、GCK、GCL、GDL、GCS、GCK、DOMINO、MNS、MHS、MGD、 MNSF、MNSG、SV18、SK。
固定面板式 PGL、GGL、GGD、JK。
混合安裝式(抽出式單元和固定分隔式單元混合組裝)GHL、GHK、GCK、GCD、 GCL。
但是，我國低壓成套開關設備的品種和性能還不能完全滿足市場的需求。低壓成套開關設備應該具有多層次、多品種的特點。所謂多層次是指同類產品有高中低檔之分，以提供不同行業使用需要；多品種是指適應不同的安裝類別和環境條件之需要。我國目前能夠提供的只有一般環境下使用的產品，如GCK10、CL1、DOMINO、MNS、GCS等抽屜柜和PGL1、GGD 等固定柜，它們的性能參數都是在一個等級上。而具有更高參數的IV類安裝條件的4000? 6300A,短時耐受電流為l00kA的固定間隔式產品以及用于Ⅲ類安裝條件的具有IP54、IP65 的產品較少。
二、高壓開關柜
(一)總體水平
       從20世紀60年代末期起，我國高壓開關行業開始自行設計高壓開關柜，自20世紀80 年代以來，隨著引進消化國外產品，技術水平迅速提高，品種也迅速增加到幾十種，有間隔式、鎧裝式、箱式等開關柜；有可移開式，也有固定柜。在移開式產品中，不僅有落地式， 也開發了中置式和雙層柜。同時還開發出在特殊場所，如鐵路、礦山使用的開關柜。目前， 我國高壓開關柜的技術水平可歸納為以下幾點：
（1）產品容量增大最大容量為
1）12kV柜：額定電流4000A,額定短路開斷電流63kA。
2）40.5kV柜：額定電流2500A,額定短路開斷電流31.5kA。
（2）產品品種齊全能滿足嚴酷條件，可供高寒、地震地區和礦山、鐵道部門使用。
（3）可靠性提高符合標準的金屬封閉式開關柜逐步替代了老產品。
（4）應用新工藝裝備和技術
1）數控釵金加工技術。已有數百家企業擁有數控加工設備“三大件”，在此基礎上的柔性加工系統，提高了殼體尺寸精度和生產效率。
2）較先進的涂裝工藝裝備。噴漆生產線和噴粉工藝線使產品防護能力和外觀都有較大提高。
3）專用的母線加工設備。
(-二)產品現狀
1.產品共同特點
（1）采用性能良好的元器件 已逐步淘汰少油斷路器，采用新型真空或SF6斷路器。其中ZN28、ZN12、ZN60、ZN63A、ZN65、ZN67、VS1等真空斷路器性能可靠而應用范圍較廣。 應用新型的各種一次元件，如隔離開關、接地開關、環氧樹脂澆注互感器等；采用新一代二次元器件，如各種繼電器、除濕器、帶電顯示器、操動開關等。
（2）采用新工藝新材料用鍍鋁鋅板制造殼體，柜體采用組裝式結構，應用新型絕緣阻 燃材料、APG (環氧注射工藝)環氧樹脂絕緣件、絕緣熱縮套管等。
2.自行開發情況
（1）固定式開關柜 固定式柜因其制造容易，價格低廉，檢修空間大等優勢在電網中占很大比例。早先開發的GG - 1A 12kV開關柜，因不符合國家標準、母線釆用敞開式結構、 防護等級差等問題而已被淘汰。20世紀80年代中期，由西高所聯合行業內有關廠家研制開發了 KGN-10、XGN2 - 10兩種產品。其中，XGN2 - 10利用新穎的旋轉隔離開關和可靠的 “五防”聯鎖裝置，配用性能良好的懸掛式ZN28A - 10真空斷路器。開發了 35kV (40.5kV) 固定柜，如XGN - 40.5開關柜，主開關配用ZN12 - 35型真空斷路器，容量可達2500A、31.5kA。
（2）移開式開關柜 由于移開式柜體積小、占地面積小，手車互換性好，有利于檢修維護，故受到用戶歡迎。10kV移開式開關柜經歷了 GC、GFC、JYN、KYN型的過程。較早的 GFC、GC型在防護等級、聯鎖功能方面不能全面滿足標準要求，已經淘汰。20世紀80年代開發的JYN、KYN型落地式開關柜，尤其KYN型采用了安全可靠的鎧裝式結構，可配少油、 真空、SF6斷路器，特別是配用性能良好的ZN12、ZN28A型真空斷路器，提高了產品可靠性。
近幾年來中置式移開柜開始發展，具有代表性的有KYN16-12、KYN18-12. KYN27- 12、KYX28A- 12等產品。這些產品都是吸取國外先進技術設計的。
雙層移開式開關柜對于發電廠用電系統、石化、冶金行業用戶較有吸引力。西高所研制的KYN19 - 10型12kV雙層柜是完全立足于國內元件設計的，與國外產品相比在價格上具有較大的競爭優勢。
目前國內 40.5kV 移開式開關柜有 GBC - 35、JYN1 - 35、BAI-35、KYN10 - 35、KYNB - 40.5等產品。在35kV電壓級，由于要求耐壓水平提髙，采用復合絕緣結構柜比空氣絕緣結構柜體積有顯著減小，并提高了產品性能。
（3）特殊條件下使用的高壓開關柜不少企業研制了適應于各種條件下使用的開關柜， 如適用于高寒、凝露、污穢和地震等嚴酷條件產品。這種產品在設計中應充分考慮承受的嚴酷條件，采用復合絕緣；增大空氣絕緣距離；嚴格對零部件進行“三防”處理；采取除濕措施等。上海華通開關廠開發的KYN28B- 12型鎧裝柜，內配ZN60-12真空斷路器，一次回路采用全絕緣，各小室全封閉。設計中考慮了承受地震的機械特性，不僅符合抗凝露、污穢的使用條件，也符合IE級抗震條件使用要求。
電氣化鐵道開關柜應滿足27.5kV、單相供電的要求。有關單位聯合開發了 JYN-27.5 戶內移開式開關柜，額定電流630~1250A,內配ZN42 - 27.5專用真空斷路器。1994年，西高所、北京開關廠、鐵道部電力勘測設計院聯合研制了 XYW四邊形-27.5 (Z) /D1250 - 25 型戶外箱式開關柜。
易燃易爆場所使用的隔爆型開關柜，主要用于礦山，煤礦用量最大。開關柜是從20世紀80年代起開始自行設計，以代替仿俄產品；90年代后主開關以真空斷路器替代少油斷路 器。礦用開關柜為固定式，柜體外殼采用厚鋼板密封，現已有數十種型號，額定電壓為6~ 10kV,典型產品有BGP-6型。
3.引進技術、縮小差距
20世紀80年代，高壓開關制造業開始從國外引進先進技術。20世紀90年代初，上海華通開關廠引進瑞士 ABB公司技術，生產BA1型10~35kVSF6移開式開關柜；柳州市開關廠引進德國AEG公司技術，生產WKC-10型10kV開關柜；天津市開關廠于1993年同美國GE公司簽訂了合作生產的技術轉讓協議，生產7.2~ 13.8kV系列PV型鎧裝式雙層真空柜。
1995年后，一些廠家從日本東芝引進VUI、VE型3.6~12kV鎧裝移開式真空柜和雙層柜。大部分引進的開關柜產品廠家都進行了國產化。近年來，由于引進國外先進技術，縮小了國內產品與發達國家產品的差距。
4.外國公司進入，使產品水平上一臺階
繼阿爾斯通公司進入中國后，西門子公司、ABB公司、Holec公司及日本三菱、富士等公司先后來到中國，成立獨資或合資公司。國外大公司進入國內，帶來了先進的管理制度、 先進的產品設計和制造技術，有利于促進國內產品上水平、上質量。
國內外合資公司產品有：上海西門子公司根據母公司圖樣生產的7.2~40.5kV8DK20型 真空斷路器中置柜，廈門ABB公司的ZS1型12kV中置柜、ZS3-2型40.5kV鎧裝斷路器柜 ZS8-U ZS8-2型12kV箱式斷路器柜，鎮江Holec公司的Unitole UT4型鎧裝柜，西電三菱公司推出的母公司最新設計產品MA - EC型下置式鎧裝柜，上海富士公司生產的VC - V12 型配用富士HS型真空斷路器的鎧裝式中置柜。
進入中國的外商均是實力強大的公司，產品具有競爭力，處于國際先進水平，進一步推動了我國開關柜邁上新的臺階。
（三）存在的問題和努力方向
我國的高壓開關柜與進口產品或外資企業產品相比還有不小的差距，主要存在下列問題：
1） 產品質量參差不齊。國內各制造廠生產能力存在較大差異，有相當一批擁有先進制造技術的企業，但也有不少作坊式企業，多數處于中間狀態。
2） 一次電器元件存在問題。主開關元件斷路器及其機械加工粗糙，機構彈簧抗疲勞強 度差，使用一段時間后出現拒分拒合現象，影響可靠性。斷路器的體積也制約了開關柜的小型化。隔離開關穩定性差，動靜觸頭配合精度低，觸頭彈簧選材不當，制造工藝不過關。母排材質差、純度低、致密性差等對開關柜造成不良影響。
3） 絕緣材料選材不當，設計對絕緣件老化認識不足。
4） 制造柜體工藝精度低，手車操作費力，互換性差。
5） 專業工藝方面。電鍍件的“三防”性能和觸頭防銀變色差。彈簧熱處理工藝不合適。 部分制造廠涂裝防護能力和外觀都存在問題。在外形及柜體的表面著色處理上與進口產品仍 有很大的差距。
近年來，開關柜行業市場競爭激烈，生產廠應在提高管理水平的同時，提高設計和制造水平，保證產品質量。同時，應增強開發能力，開發出自己的“精品”，提高產品的競爭能力。
開關柜的發展方向是：高可靠、免維修、智能化、小型化、操作方便、外觀精美、供貨 周期短、成本低。所以，我國開關柜行業的努力方向是：
1.樹立設計“精品”的指導思想
開關柜設計涉及綜合的科學知識，如電場、溫度場、運動、動力、結構強度、保護、控制等知識。因此，要求設計人員樹立正確設計觀念的同時應潛心修煉內功，借鑒國外的先進技術，進行深入細致的研究，不斷優化設計，開發“精品”。
2.開發高可靠、小型化元器件
開關柜內部元件的特性影響開關柜的結構體積和性能，在產品中占有重要地位.雖然目前國內岀現了許多好的元器件，但應以發展的眼光看待未來。
1） 開發小型化、可靠性高的元件或元件組。如果提高斷路器的壽命，設計出真正免維修斷路器或斷路器組，將會大大簡化開關柜設計中關于維修的考慮。
2） 新產品要求體積小，結構緊湊，維護檢修方便.在當今寸土寸金的環境下，大而空的產品不再受人歡迎。要求產品在有限的空間內，能夠實現所需要的各種功能，并且在保證機械強度的前提下易拆裝，保留一定的維護檢修空間，方便電纜的安裝和檢修。應研制小型化高可靠隔離開關、接地開關、電流互感器、電壓互感器等；研制性能良好的傳感器替代互感器，可減小開關柜的體積和為開關柜智能化配套，如選用羅夫斯基線圈代替傳統鐵心式互感器。
3.進一步提高工藝制造水平
柜體要求有很好的防污、防銹、防腐蝕功能。目前，國內生產的中置柜柜體采用進口敷鋁鋅板經過多重折彎而成，外形色澤漂亮而且不用表面處理，能夠很好地防污、防腐蝕。鈑金加工應大量使用沖剪彎三大件，機械加工使用加工中心，應具備各種專用設備，如母線制 作機床、焊接機械手、激光切割機等。同時應采用先進的加工工藝，保證零部件質量。表面 處理方面，涂裝應釆用流水線，以保證涂裝防護質量，應加強對電鍍中特別是鍍銀的防銀變色方面的研究，以保證外觀和導電性能。
4.絕緣方面
研制新型絕緣材料，推廣APG環氧樹脂絕緣件，使絕緣材質再上新臺階，應加強對絕緣材料生產廠家的監測。開關柜應采用性能良好、質量可行的絕緣材料。設計中應充分考慮 絕緣材料老化和電場的影響，利用復合絕緣來提高可靠性，減小開關柜的體積。
5.開關柜智能化
隨著電力系統自動化的飛速發展，無人值班變電站和智能配電系統正在出現，這勢必要 求開關柜的智能化程度越來越高。