高壓開關(guān)設(shè)備行業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

張勝　花芳　楊東亮　張衛(wèi)

摘 要：裝備制造業(yè)是工業(yè)化、現(xiàn)代化水平和一個國家綜合國力的重要標(biāo)志。高壓開關(guān)設(shè)備作為國家重大技術(shù)裝備，對電力系統(tǒng)的安全、可靠運行至關(guān)重要。對我國高壓開關(guān)設(shè)備行業(yè)的現(xiàn)狀、行業(yè)面臨的壁壘及技術(shù)的發(fā)展趨勢作了簡要分析，以期為高壓開關(guān)設(shè)備企業(yè)準(zhǔn)確把握行業(yè)發(fā)展趨勢、制訂發(fā)展戰(zhàn)略、風(fēng)險評估和投資決策提供參考。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)設(shè)備；行業(yè)現(xiàn)狀；電壓等級；成套設(shè)備

中圖分類號：TM51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.049

1 高壓開關(guān)設(shè)備分類

高壓開關(guān)設(shè)備是指電力系統(tǒng)中電壓等級在3 kV及以上且頻率不高于50 Hz的戶內(nèi)和戶外交流開關(guān)設(shè)備。高壓開關(guān)設(shè)備主要用于電力系統(tǒng)的控制和保護(hù)，是非常重要的輸配電設(shè)備。高壓開關(guān)設(shè)備既可根據(jù)電網(wǎng)運行的需要，將部分電力設(shè)備或線路投入或退出運行，也可在電力設(shè)備或線路發(fā)生故障時，將故障部分從電網(wǎng)快速切除，從而起到保證電網(wǎng)中無故障部分的正常運行及設(shè)備、運行維修人員的安全。

高壓開關(guān)設(shè)備按其功能和作用的不同，可以分為以下2類。

1.1 器件及其組合

器件及其組合包括斷路器、接地開關(guān)、隔離開關(guān)、重合器、負(fù)荷開關(guān)、分?jǐn)嗥鳌⒔佑|器、熔斷器及上述器件組合而成的接觸器-熔斷器（F-C）組合電器、負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器、熔斷器式開關(guān)、隔離負(fù)荷開關(guān)、敞開式組合電器等。

1.2 成套設(shè)備

成套設(shè)備為將上述器件及其組合與其他電氣設(shè)備（比如變壓器、電容器、互感器、電抗器、避雷器等）在金屬封閉外殼內(nèi)進(jìn)行合理配置和組合，并且具有相對完整使用功能的產(chǎn)品，比如金屬封閉的高壓開關(guān)柜、氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS）和高壓/低壓預(yù)裝式變電站等。

2 高壓開關(guān)設(shè)備行業(yè)現(xiàn)狀

我國高壓開關(guān)行業(yè)是一個完全開放的行業(yè)。從20世紀(jì)90年代中期發(fā)展至今，國內(nèi)高壓開關(guān)行業(yè)可謂突飛猛進(jìn)。現(xiàn)生產(chǎn)高壓開關(guān)設(shè)備的企業(yè)約有2 000多家，其中大部分為生產(chǎn)126 kV以下高壓開關(guān)設(shè)備的企業(yè)，生產(chǎn)126 kV以上高壓開關(guān)設(shè)備的企業(yè)約50家左右，生產(chǎn)252 kV以上高壓開關(guān)設(shè)備的企業(yè)30家左右。

2.1 行業(yè)競爭現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)高壓開關(guān)領(lǐng)域市場格局分為三個梯隊，呈“金字塔”狀。由于人才、技術(shù)等壁壘，參與高端高壓開關(guān)設(shè)備競爭的企業(yè)相對較少，主要企業(yè)所占份額相對較高；參與中低端高壓開關(guān)競爭的企業(yè)數(shù)量相對較多，主要企業(yè)所占份額相對較低。

以ABB、西門子、東芝、三菱等為代表的外資及合資企業(yè)，利用“本土化”方式，進(jìn)而開拓中國市場、強化品牌效應(yīng)，憑借資金、技術(shù)和品牌優(yōu)勢占據(jù)了市場的高端。外資品牌在質(zhì)量和可靠性方面具有顯著優(yōu)勢，在252～550 kV產(chǎn)品中占據(jù)較高的市場份額。但近兩年，在國家“重大裝備國有化”政策下，在國家電網(wǎng)公司招標(biāo)中，外資企業(yè)占據(jù)市場的份額有所下降。

以平高電氣、西電西開和新東北電氣高壓開關(guān)等為代表的我國傳統(tǒng)高壓開關(guān)設(shè)備優(yōu)勢龍頭企業(yè)處于第二梯隊，通過吸收消化國外技術(shù)，已經(jīng)具備較強的實力，是550 kV以上高壓開關(guān)產(chǎn)品國產(chǎn)化的主力，在高壓開關(guān)各細(xì)分產(chǎn)品市場中均占有較高的市場份額。

數(shù)量眾多的民營企業(yè)主要生產(chǎn)252 kV及以下電壓等級的開關(guān)產(chǎn)品，比如技術(shù)含量相對較低的隔離開關(guān)、接地開關(guān)和電壓等級較低的126 kV斷路器和封閉式組合電器。

2.2 電壓等級分布現(xiàn)狀

我國已能生產(chǎn)中、高、超高及特高壓全系列開關(guān)設(shè)備。高壓及以上開關(guān)設(shè)備的品種包括斷路器（GCB）、氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS）、隔離/接地開關(guān)（DS/ES）、復(fù)合式GIS（H-GIS）等。

2.2.1 特高壓開關(guān)設(shè)備

在特高壓開關(guān)設(shè)備方面，國內(nèi)高壓開關(guān)行業(yè)“三巨頭”通過引進(jìn)國外技術(shù)，能夠自主完成1 100 kV開關(guān)設(shè)備的開發(fā)，其參數(shù)能夠滿足國家電網(wǎng)公司要求，達(dá)到額定電壓1 100 kV，額定電流6 300 kA，斷路器額定短路開斷電流50 kA，絕緣水平達(dá)到工頻1 100 kV，雷電沖擊2 400 kV，操作沖擊1 800 kV（極對地）。

2.2.2 超高壓開關(guān)設(shè)備

在超高壓開關(guān)設(shè)備方面，我國通過自主創(chuàng)新開發(fā)出了550 kV單斷口罐式SF6斷路器及GIS。

2.2.3 高壓開關(guān)設(shè)備

在高壓開關(guān)設(shè)備方面，許多有實力的企業(yè)加入制造行列，主要生產(chǎn)自主設(shè)計的126～252 kV的各類開關(guān)設(shè)備，比如瓷柱式和罐式斷路器（GCB）、GIS、H-GIS及隔離/接地開關(guān)（DS/ES）等，同時，通過重新設(shè)計、改型，實現(xiàn)對原有的一些產(chǎn)品的小型化和智能化升級。

2.2.4 中壓開關(guān)設(shè)備

在中壓開關(guān)設(shè)備方面，制造廠家最多，其中以中壓真空斷路器為主導(dǎo)產(chǎn)品。

2.3 生產(chǎn)企業(yè)布局現(xiàn)狀

東北電氣、平高電氣等國有企業(yè)因國家給予了激勵政策，通過開發(fā)生產(chǎn)特高壓開關(guān)設(shè)備而變得越來越強大；民營企業(yè)（比如正泰集團(tuán)、天安集團(tuán)等）因產(chǎn)品從中壓擴(kuò)展到高壓而異軍突起；外資企業(yè)（比如西門子、ABB等公司）則是通過“本土化”的方式，開拓中國市場，強化品牌效應(yīng)。

近年來，國內(nèi)企業(yè)在800 kV及1 100 kV特高壓開關(guān)設(shè)備市場占據(jù)主導(dǎo)地位。生產(chǎn)1 100 kV特高壓開關(guān)設(shè)備GIS、H-GIS、隔離開關(guān)/接地開關(guān)（DS/ES）的企業(yè)主要是河南平高電氣股份有限公司、西安西開高壓電氣股份有限公司、新東北電氣（沈陽）高壓開關(guān)有限公司等。

252 kV和 550 kV超高壓開關(guān)設(shè)備國外企業(yè)占主導(dǎo)地位（大約60%份額），一再擠壓本土企業(yè)的市場份額和利潤空間。以ABB、西門子、東芝等為代表的外方獨資企業(yè)憑借多年技術(shù)積累，在國際電工、電力行業(yè)早就確立了其引領(lǐng)地位。國內(nèi)企業(yè)除上述3家以外，還有湖南長高高壓開關(guān)集團(tuán)股份公司（DS/ES）、泰開電氣集團(tuán)有限公司（DS）、上海中發(fā)依帕超高壓電器有限公司（GCB、GIS）等。

目前，生產(chǎn)126～252 kV開關(guān)設(shè)備（GCB、GIS、DS/ES）的企業(yè)當(dāng)屬以大全、正泰等為代表的民營企業(yè)。近年來，在高壓開關(guān)產(chǎn)品開發(fā)中取得的成績令人矚目，SF6斷路器和GIS已達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

3 行業(yè)面臨的主要壁壘

3.1 人才壁壘

高壓開關(guān)設(shè)備技術(shù)含量較高，其生產(chǎn)涉及復(fù)雜的機(jī)械加工流程和機(jī)械加工工藝。隨著更多的新工藝、新技術(shù)、新材料被應(yīng)用于高壓開關(guān)領(lǐng)域，要求從業(yè)人員具有復(fù)合型的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)和較強的創(chuàng)新能力，而且各產(chǎn)品需要根據(jù)客戶的不同需求進(jìn)行個性化設(shè)計集成，需要一批既精通專業(yè)知識，又具有行業(yè)經(jīng)驗的人才。目前，此類技術(shù)人員已較為緊缺。

3.2 技術(shù)壁壘

高壓開關(guān)設(shè)備是輸配電系統(tǒng)中最重要的電力設(shè)備，電力客戶要求產(chǎn)品具有很高的安全性和可靠性。如果產(chǎn)品質(zhì)量不合格或者出現(xiàn)缺陷，會影響供電安全及設(shè)備安全，造成嚴(yán)重后果。因此，電力客戶對產(chǎn)品性能、質(zhì)量、研發(fā)技術(shù)水平和應(yīng)用服務(wù)水平提出極高的要求。隨著市場競爭加劇，技術(shù)更新?lián)Q代周期縮短，新技術(shù)的應(yīng)用與新產(chǎn)品的開發(fā)成為從事本行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的核心競爭力。企業(yè)只有保持持續(xù)的創(chuàng)新能力、不斷提高技術(shù)水平，才能在激烈競爭的市場中占有一席之地。

3.3 品牌與業(yè)績壁壘

用戶通常對高壓開關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量、售后服務(wù)等要求較高，客戶在高壓開關(guān)設(shè)備的招標(biāo)評比中，往往將投標(biāo)企業(yè)的過往業(yè)績做為重要的考核指標(biāo)，直接影響到投標(biāo)企業(yè)的投標(biāo)結(jié)果。因此，行業(yè)原有企業(yè)的過往業(yè)績和品牌信譽對后來者的進(jìn)入形成壁壘。

3.4 產(chǎn)品準(zhǔn)入壁壘

出于對電網(wǎng)和電氣設(shè)備安全運行的考慮，國家對輸變電及控制設(shè)備類產(chǎn)品實行嚴(yán)格的資質(zhì)審查和準(zhǔn)入制度。產(chǎn)品一般需要通過國家指定檢測中心的型式試驗和相關(guān)部門的新產(chǎn)品技術(shù)鑒定，并需要掛網(wǎng)運行一年，滿足運行要求后才可以批量生產(chǎn)和銷售。

3.5 資金壁壘

高壓開關(guān)行業(yè)屬資金密集型行業(yè)，研發(fā)、生產(chǎn)周期較長，對資金的需求量大。行業(yè)通行的貨款結(jié)算方式、質(zhì)量保證金制度要求生產(chǎn)企業(yè)有足夠的流動資金以維持企業(yè)的正常運轉(zhuǎn)。同時，企業(yè)需要投入大量的人力和物力進(jìn)行新產(chǎn)品、新技術(shù)的研究開發(fā)。沒有一定資金實力的企業(yè)將難以在高壓開關(guān)行業(yè)立足。

4 技術(shù)發(fā)展趨勢

高壓開關(guān)設(shè)備開發(fā)一直朝著遵循免維護(hù)、高可靠、集成化、小型化、智能化原則，以高技術(shù)含量的核心器件和新技術(shù)、新工藝、新材料為主線的方向發(fā)展，并呈現(xiàn)出以下一些新特點。

4.1 復(fù)合化電器產(chǎn)品將備受青睞

近年來，電力企業(yè)為方便電站擴(kuò)建，分批投入建設(shè)資金，用于購置復(fù)合電器。繼國產(chǎn)550 kV復(fù)合電器已形成商業(yè)化生產(chǎn)能力并取得多個銷售業(yè)績之后，目前，550 kV、252 kV復(fù)合電器的市場前景被業(yè)界看好。

4.2 小型智能化產(chǎn)品將是以后的發(fā)展重點

由于小型智能化產(chǎn)品能減少占地面積，節(jié)約能耗和材料，因此，小型化智能產(chǎn)品是電力用戶比較喜歡的產(chǎn)品。尤其是126 kV、252 kV產(chǎn)品采用三相共箱結(jié)構(gòu)、模塊化、三功位的小型化隔離開關(guān)和接地開關(guān)，更深受用戶的歡迎。小型智能化產(chǎn)品符合節(jié)能原則，將是以后發(fā)展重點。

4.3 液壓操動機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品市場需求較大

大容量、配用大功率液壓操動機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品市場需求較大。隨著用電負(fù)荷的增大，大容量產(chǎn)品的需求與日俱增。近年來，多個開關(guān)生產(chǎn)企業(yè)對原有的定型產(chǎn)品采取增容策略，對新產(chǎn)品采取了大容量設(shè)計理念。當(dāng)前，252 kV產(chǎn)品5 500 A/63 kA、550 kV產(chǎn)品63 kA已經(jīng)成為趨勢。結(jié)構(gòu)精巧、性能可靠的新型液壓機(jī)構(gòu)成為市場的主流需求。

4.4 環(huán)保絕緣介質(zhì)將成為新的發(fā)展方向

126 kV高壓真空斷路器、采用混合氣體的高壓斷路器是目前國內(nèi)高壓開關(guān)新的研究方向。

5 結(jié)束語

近年來，我國高壓開關(guān)設(shè)備的發(fā)展很快，取得了較大的進(jìn)步。為了適應(yīng)我國電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，企業(yè)還應(yīng)繼續(xù)加大科技投入，加大研制開發(fā)力度，以求盡快縮小國際先進(jìn)水平的差距。企業(yè)應(yīng)從加強自身管理出發(fā)，做到細(xì)分銷售市場，在有限的市場空間找到發(fā)展動力。認(rèn)識高壓開關(guān)設(shè)備市場的現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨勢，審慎地研發(fā)與投資，是業(yè)界面臨的重大課題。總之，高壓開關(guān)設(shè)備作為國家重點扶持的重大機(jī)械裝備業(yè)，是輸配電系統(tǒng)中起控制和保護(hù)作用的最重要電力設(shè)備，智能電網(wǎng)的發(fā)展又是經(jīng)濟(jì)騰飛的新增長點，因此行業(yè)使命任重而道遠(yuǎn)。

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作者簡介：張勝（1969—），男，重慶人，大學(xué)本科，研究方向為機(jī)械制造與自動化。

〔編輯：劉曉芳〕