改革开放30年来,中国经济快速稳定发展,已经成为当今经济发展的新引擎。中国经济的快速发展,不仅为中国各行各业的发展带来了勃勃生机,同时也深刻地影响着人们的思想观念、行为方式。行业及其所生产的产品发展,必然受到其所在的业务环境、使用者思想观念、行为方式等的影响。
 
    高压开关行业,作为对电能的生产、输送、分配、使用起控制、保护作用的电器产品制造业,其产品及其发展,应满足具体应用行业、场合当前以及可见未来的技术、功能的需要,同时还应与基本国情、国家未来经济、社会发展的整体规划的需求相协调。本文拟以这一基本思路出发,对中压开关产品的发展方向作概要性的推测,与同行共同分享、探讨。 

    安全性需求

    安全性需求包括两个方面含义:一方面是供用电系统安全的需求,另一方面是人身安全的需求。中压开关是在供、配、用电系统中起控制、保护供用电对象作用的电器设备,不可因自身的特性、品质问题,使本该排除的故障不能及时准确切除、甚而诱发、扩大系统的故障。开关设备通常在现场由操作运行人员操控、维护。如若开关设备的安全性不够,那么现场操作运行人员的安全将无保障。人命关天,系统安全大如天。安全性的需求,是构建和谐社会的基本需求,也应当是开关设备设计、制造必须满足的基本需求。要满足这一基本需求,开关设备内在特性、功能的可靠性、稳定性和安全防护性能,必须得到保证。开关设备结构设计简单合理、用材合适,具有友好的人机界面、在线检测、波导通讯、智能化等,对开关柜满足安全性的需求,都是有效的安全措施和手段。如若开关柜体结构具有耐受内部故障燃弧试验的能力,设置泄压通道,二次方面设有燃孤故障保护装置,人身安全将有更好的保证。

    运行效率的需求

    开关设备所控制保护的电能,用于工业生产、社会活动和居民生活。运行效率的需求主要体现在提供、利用电能的效率和操作维护人员的工作效率。从工业生产上来说,减少一次开关设备故障停电,将减少由此而带来的生产中断、延误以至产品、生产设备报废;减少一次开关设备的停电维修时间,即增加了生产线的作业时间。因此,由于开关设备的运行连续性提高而带来的工业生产效率的提高,是极其显著的。减少停电次数和停电时间,也有利于提高社会活动效率和居民生活质量。从操作运行人员来讲,减少排除故障或维修保养设备的次数、时间,也就减少了操作运行人员的工作强度,或可因而实现减员增效。要能满足高的运行效率的需求,那么开关设备必须可靠、稳定、免维护或少维护、操作维护简便。断路器操动机构采用易于安装更换、维护的模块化结构,断路器在柜内的移动采用电动操作等,对运行效率的提高都是很有帮助的。双母线开关柜因能在不停电的情况下进行负荷切换、维护,可进一步提高系统运行的安全和效率,相信会有发展前景。 

    资源节约的需求

    中国幅员辽阔,但人均可用土地少,土地资源相对紧缺,特别是在东部沿海经济发达地区。如若开关柜的外形尺寸在满足使用要求的条件下,能做得小些,那么变电站就可设计得小些,这些省下来的地不仅可作他用,获得经济利益,从宏观上讲也降低了土地资源的损耗,为国家未来的发展留下了发展空间。开关柜要做得小,断路器等主要元器件就得做得小,而且要关注开关柜结构的整体布局、电极形状、缘材料的选用等。

    将测量保护控制功能集成在真空断路器上,将有可能带来开关柜的一次革命。双层柜由于可提供两个馈线回路,对于节约土地资源,也是一种很好的选择。 

    中国总的发电装机容量已紧随美国而位居第二,但电能仍相对紧缺,中国的可持续发展必然要求节能。电能节约体现在开关设备上,包含设备本省操作运行所需电能的节约,和开关设备在运行中所能带来的节能效果。要节约开关设备本省操作运行所需电能,那么采用操动方较净的灭弧室,传动效率高的操动机构,运行过程中不要或少用电能的断路器、接触器,将是有效途径。在能带来的节能效果的开关产品开发和应用方面,快速限流器应是其中一种。另外,开关产品的开发,过度设计,不要把各种特殊运行工况、特殊运行要求,通通加到一种开关设备上,这些都将对资源造成很大的浪费。 

    环保的需求

    中国要建设资源节约型、环境友好型社会,并将其放在工业化、现代化发展战略的突出位置。环保的需求体现在开关产品的设计、生产制造上,包括所采用材料的环保、生产制造过程的环保和使用过程的环保。在设备所用材料方面,多采用元污染或少污染、可回收、可再生的材料。在生产过程方面,多采用无污染或少污染的工艺。在使用过程中,避免或减少有害物质的产生。如对于SF6气体缘柜,其充气应在生产厂内进行,如在现场进行充气,极易造成泄漏。长寿命的开关柜设备,不仅产品寿命周期成本低,而且延长了开关设备更替的周期,这也就相应节省了生产制造开关设备所需的资源,降低了生产制造开关设备带来的对环境的影响。长寿命开关柜很好地同时满足安全、节能、增效、环保的需求。我们认为开关柜的使用寿命起码应在15年以上。

    开关设备是设计、生产出来的,其是否能满足设计要求,首先必须通过型式试验来检验。型式试验过程一定要加强现场监管,严防假冒伪劣产品过关。采用第三方的试验监管,有利于保证试验机构的公正性、权威性,保证试验结果的准确性、真实性。另外,行业应要有新的措施,保证批量生产产品与型式试验样机的一致性。这样,产品的开发,也才有真正的意义。 

    总而言之,满足安全、节能、、环保的需求将是未来开关产品设计开发的主要课题。这些需求不是单独存在的,而是相互联系、互相作用的。谁能更好地应用现代科技、新材料、新工艺,用更经济的方法更好地去满足这些需求,那么其所设计生产出来的产品,一定是受市场欢迎的,也当符合国家建设和谐社会、可持续发展的方向。