1、成套電氣設(shè)備概述
1.1 成套電氣設(shè)備定義?
成套電氣設(shè)備即成套開關(guān)設(shè)備，它是以開關(guān)為主題的成套配電設(shè)置，即制造廠家根據(jù)用戶對(duì)一次接線的要求，將各種元器件以及控制、測(cè)量、保護(hù)等裝置組裝在一起而構(gòu)成的成套配電裝置。
1.2 成套電氣設(shè)備分類
低壓成套開關(guān)設(shè)備、高壓開關(guān)柜、SF6封閉式組合電器、預(yù)裝式變電站
1.3 成套電氣設(shè)備的主要作用
控制、保護(hù)、隔離、接地
1.4 成套設(shè)備的發(fā)展方向
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。
2、電氣設(shè)備的發(fā)展歷程
21世紀(jì)以來，隨著配電技術(shù)、低壓元器件技術(shù)及自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，成套開關(guān)設(shè)備也從傳統(tǒng)的配電向智能化方向發(fā)展，進(jìn)入了全新的發(fā)展階段。我國的低壓配電行業(yè)經(jīng)過50年，特別是近20年有了巨大的發(fā)展，無論是生產(chǎn)廠家的數(shù)量，還是技術(shù)水平都有了較大的提高。
目前，我國的低壓配電產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家主要分布在華東、華南、華北地區(qū)，特別是在江浙、廣東、福建和京津地區(qū)比較集中。主要原因是這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，生產(chǎn)能力、產(chǎn)品水平相對(duì)來說要高一些。而在西北及東北地區(qū)，除個(gè)別企業(yè)外，總體水平相對(duì)來說要差一些。就現(xiàn)行市場(chǎng)情況來看，我國自行開發(fā)的低壓成套開關(guān)設(shè)備品種有十幾種，包括固定面板式、固定分隔式、抽出式、智能式等，產(chǎn)品型號(hào)主要有PGL、GGD、GCK、GCS及在上述產(chǎn)品基礎(chǔ)上改進(jìn)的各種產(chǎn)品型號(hào)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平達(dá)到了國外20世紀(jì)至80年代中期的水平，GCS產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平已達(dá)到了國外20世紀(jì)90年代中期的水平。但是，低壓配電行業(yè)生產(chǎn)工藝、制造水平總體還比較落后，特別對(duì)技術(shù)含量的產(chǎn)品的開發(fā)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。
3、成套電氣設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀
進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，低壓成套開關(guān)設(shè)備市場(chǎng)需求量逐年增大，極大地刺激了行業(yè)發(fā)展，產(chǎn)品品種逐漸增多，其標(biāo)準(zhǔn)也在逐步向國際同行靠攏。低壓開關(guān)柜國際GB7251就等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)IEC439。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，2008年底，我國主要成套生產(chǎn)廠家已將近1500余家，生產(chǎn)品種也有數(shù)十種，其性能、質(zhì)量有較大的改善，無論是產(chǎn)品技術(shù)性能參數(shù)，還是工廠的加工工藝及設(shè)備都有了明顯變化。幾百家生產(chǎn)廠家引進(jìn)了國外先進(jìn)數(shù)控板金加工工藝已達(dá)到國際水平。另外，行業(yè)中還出現(xiàn)了一批型材和柜體的專業(yè)生產(chǎn)廠和電氣輔件生產(chǎn)廠。
4、成套開關(guān)設(shè)備近階段發(fā)展趨勢(shì)
4.1 設(shè)計(jì)手段的提高：三維設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用將設(shè)計(jì)與制造有機(jī)結(jié)合
目前，國外許多生產(chǎn)廠家已廣泛采用三維CAD設(shè)計(jì)軟件，它可將設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫、計(jì)算分析以及加工等有機(jī)地結(jié)合起來，大大加快了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)速度和可靠性，降低了技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，如MDT，SOLIDWORKS等軟件。
4.2內(nèi)部故障電弧下防護(hù)能力：主動(dòng)防護(hù)，被動(dòng)防護(hù)
低壓成套配電設(shè)備中的電弧故障一直是困擾設(shè)備制造廠及使用單位的一個(gè)重要問題，國家在開展故障電弧防護(hù)的研究方面，已取得了不小的進(jìn)展。歐洲一些國家已建設(shè)把故障電弧防護(hù)正式列入IEC439.1標(biāo)準(zhǔn)的正式條款中，從根本上將人身安全放在首要位置。
目前，國外成套開關(guān)設(shè)備內(nèi)的電弧故障采取了主動(dòng)防護(hù)和被動(dòng)防護(hù)措施。主動(dòng)防護(hù)解決的是電弧故障的發(fā)生，也就是預(yù)防和避免電弧的發(fā)生;被動(dòng)防護(hù)解決的是電弧故障發(fā)生后如何應(yīng)對(duì)的問題，歐洲許多廠商已主動(dòng)對(duì)自己的成套開關(guān)設(shè)備進(jìn)行電弧故障防護(hù)能力的試驗(yàn)，這無疑增加了用戶對(duì)其產(chǎn)品的信任度，增強(qiáng)了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。
4.3 加工工藝：柜體普遍采用異性骨架和整體板材成型，采用無螺母連接
在柜體方面，普遍采用無螺母連接，即所有連接都采用自攻螺釘或普遍螺釘，在承重部位采用鉚螺母。使用自攻螺釘，除了加工方便、提高加工速度外，對(duì)靠墻安裝的柜體還可實(shí)現(xiàn)正面裝配和維修。
在板材加工方面，除使用異型骨架之外，許多公司采用整體板材成型，這樣不僅減少了許多過度件，還提高了柜體強(qiáng)度。
4.4 開關(guān)設(shè)備的智能化。
智能化開關(guān)設(shè)備是將計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信息處理技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和新型開關(guān)制造技術(shù)在傳統(tǒng)電氣上進(jìn)行有機(jī)融合，使其具備智能化的核心。其智能化主要體現(xiàn)的以下方面：
在線狀態(tài)檢測(cè)、智能化的防誤操作系統(tǒng)、智能化的二次回路、故障記錄與分析、通信等
隨著工業(yè)生產(chǎn)手段的復(fù)雜化和功能要求的不斷提高，對(duì)配電系統(tǒng)的要求也越來越高，除了傳統(tǒng)的容量、可靠性外，對(duì)數(shù)據(jù)量、遠(yuǎn)程控制、故障檢測(cè)等也提出了更高的要求。
遠(yuǎn)程測(cè)量，即可查看各回路、控制單元(子站)的電量參數(shù)。
遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)，即對(duì)各子站可遠(yuǎn)距離上傳、下載各種保護(hù)設(shè)定值、特征曲線。
遠(yuǎn)程控制，即對(duì)各子站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程儲(chǔ)能(萬能式斷路器)、合閘、分閘、起動(dòng)、停車(電動(dòng)機(jī)控制回路)等操作。
信息查詢，即對(duì)系統(tǒng)各種信息資源進(jìn)行查詢，如故障記錄、日記報(bào)表、電網(wǎng)管理、成本分析、電網(wǎng)質(zhì)量和負(fù)荷分析等，這實(shí)際上是自動(dòng)化技術(shù)與配電技術(shù)的結(jié)合。
近年來，各電氣設(shè)備公司紛紛展出帶有微處理的電氣產(chǎn)品，進(jìn)一步改進(jìn)產(chǎn)品的保護(hù)性能，擴(kuò)大功能，從單純的保護(hù)作用發(fā)展為兼有控制功能，實(shí)現(xiàn)中低壓配電系統(tǒng)保護(hù)和控制的智能化。
1)具有對(duì)配電線路和電器本省的監(jiān)測(cè)及顯示功能。智能化低壓電器能準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)和顯示配電線路的運(yùn)行情況，并能準(zhǔn)確地切除過負(fù)荷、短路等各種故障;還能按運(yùn)行人員的要求進(jìn)行各種操作;與此同時(shí)，還能對(duì)電氣本身進(jìn)行監(jiān)測(cè)和故障自診斷及故障狀況的顯示。
2)新的控制理論的應(yīng)用。新的智能化控制理論已從家用電器延伸應(yīng)用到低壓電器的控制上。
3)具有通信功能和現(xiàn)場(chǎng)總線控制新技術(shù)的應(yīng)用
5、成套電氣設(shè)備發(fā)展對(duì)策
由于過程控制、生產(chǎn)自動(dòng)化及智能化樓宇等領(lǐng)域都以使用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)我國的低壓配電系統(tǒng)也提出了同樣的要求。電力系統(tǒng)中220kV及35kV～110kV系統(tǒng)及輸、配電網(wǎng)絡(luò)普遍應(yīng)用微機(jī)保護(hù)裝置。同時(shí)，供配電可靠性要求的提高對(duì)中低壓配電產(chǎn)品同樣提出了可通信及更高的可靠性要求;另一方面，國內(nèi)已經(jīng)開發(fā)出了智能化的低壓電器元件產(chǎn)品，采用現(xiàn)場(chǎng)總線后將更能充分發(fā)揮智能化電器的功能。
其次提高配電的技術(shù)含量，增強(qiáng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，也是我國低壓配電行業(yè)主導(dǎo)企業(yè)擺脫目前低水平重復(fù)、價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)造成的困境的有效途徑之一。
因此，我國的配電技術(shù)或電控配電行業(yè)的發(fā)展也必將走智能化的道路。當(dāng)今自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展已變成以現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展為特征，以現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用為主要內(nèi)容，無論是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，還是樓宇自動(dòng)化、電站自動(dòng)化、石油及化工等領(lǐng)域，處處都已離不開現(xiàn)場(chǎng)總線。
6、成套電氣設(shè)備未來發(fā)展趨勢(shì)
6.1成套設(shè)備智能化
隨著工業(yè)，農(nóng)業(yè)的科技發(fā)展以及人民生活水平的提高，對(duì)供電質(zhì)量提出了更高的要求，同時(shí)也對(duì)電器設(shè)備性能提出了更高要求，并且隨著新技術(shù)的發(fā)展，將對(duì)電器元件帶來深遠(yuǎn)的影響，在原有產(chǎn)品繼續(xù)完善性能的同時(shí)，特別是電子、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，產(chǎn)生的一批新產(chǎn)品主要有幾個(gè)特征：電器產(chǎn)品智能化;產(chǎn)品電子化;產(chǎn)品組合化、模塊化。這就使得成套設(shè)備智能化，操作簡(jiǎn)單。由于用電環(huán)境的不同，用電條件的不同，電腦的普及，元件通訊功能的日益強(qiáng)大，也為智能化發(fā)展提供了無限空間。
6.2成套設(shè)備小型化
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)和新工藝以及新材料的使用，使得電器元件得到了長(zhǎng)足發(fā)展。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)、選擇小型化元件、提高斷口耐壓、元件和功能復(fù)合集成、新技術(shù)如光電傳感器等應(yīng)用，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品小型化，達(dá)到縮小產(chǎn)品體積、減少占地面積、低消耗和高可靠性等目的。為了減少損耗，為了減低空間要求，為了運(yùn)輸安裝方便，隨著對(duì)經(jīng)濟(jì)性能的追求及資源稀缺因素的影響，產(chǎn)品必將向小型化和緊湊型方向發(fā)展，同時(shí)現(xiàn)代化設(shè)備的使用，現(xiàn)代加工工藝水平的提高也為小型化發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)條件。
6.3成套設(shè)備的環(huán)保要求
人類追求經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，為追求最大的效益，忽視對(duì)環(huán)境的保護(hù)。對(duì)環(huán)境造成的污染，使得整個(gè)地球己經(jīng)是滿目瘡痍，災(zāi)難頻發(fā)。資源緊張己經(jīng)成為未來生存和發(fā)展必須面對(duì)的問題，為了人類共同的生存得以很好的延續(xù)和保障，世界各國己經(jīng)把環(huán)境保護(hù)和資源的可持續(xù)發(fā)展及綜合利用提到了一個(gè)重要高度，綠色無污染，節(jié)能降耗，消耗資源少的，材料可以回收利用或可降解的可持續(xù)利用產(chǎn)品成為未來產(chǎn)品發(fā)展的必然，所以，成套設(shè)備在未來的設(shè)計(jì)制造中，必然會(huì)在材料使用上向無污染和可回收利用的新材料方向發(fā)展。而在產(chǎn)品的制造過程中也必然會(huì)使用一些新的技術(shù)工藝和新的設(shè)備來避免對(duì)環(huán)境造成的污染。現(xiàn)在世界各國相關(guān)組織正在討論一個(gè)關(guān)于產(chǎn)品誰生產(chǎn)誰回收的問題，這也是產(chǎn)品向環(huán)保方向發(fā)展的一個(gè)例證。
6.4成套設(shè)備的國際化
隨著中國等更多國家加入到WTO，國際化競(jìng)爭(zhēng)日趨加劇，大量國外的先進(jìn)的產(chǎn)品涌入以及我國產(chǎn)品向國外出口，產(chǎn)品國際化是必然的趨勢(shì)。作為一個(gè)國際化的產(chǎn)品必須要符合國際的相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，也要符合相應(yīng)國家的一些特殊標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)和制造產(chǎn)品時(shí)，必須以國際的標(biāo)準(zhǔn)來保證自己的產(chǎn)品適應(yīng)整個(gè)國際競(jìng)爭(zhēng)的需要。我們國家也意識(shí)到了這一問題的重要性，己經(jīng)加快了國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)制定和修訂以及國際標(biāo)準(zhǔn)的引進(jìn)。加快了與國際接軌的步伐。作為成套產(chǎn)品的發(fā)展，必須在符合國家最新標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏，這是國際競(jìng)爭(zhēng)的需要，也是全球化產(chǎn)品的必然結(jié)果。
6.5高可靠性
社會(huì)，高度強(qiáng)調(diào)人的主觀性，人的需要，對(duì)人的保護(hù)等。所以設(shè)備的安全和可靠性被提到更高的層次上來，相關(guān)的新標(biāo)準(zhǔn)保證設(shè)備的安全和可靠性能，最大限度地提高系統(tǒng)和產(chǎn)品的運(yùn)行質(zhì)量和供電質(zhì)量，并達(dá)到節(jié)省成本，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的，這是用戶和設(shè)備制造企業(yè)共同追求的目的。紅外線技術(shù)，電子在線檢測(cè)技術(shù)，電磁屏蔽技術(shù)等為高安全性能設(shè)備的開發(fā)提供了基礎(chǔ)技術(shù)，高可靠性、免維護(hù)型產(chǎn)品的市場(chǎng)需求必將快速穩(wěn)步增長(zhǎng)。
7、總結(jié)
綜上所述，成套設(shè)備的發(fā)展必須符合社會(huì)發(fā)展的需要，成套設(shè)備的國際化競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)開始，我們必須調(diào)整好成套設(shè)備的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方向，成套設(shè)備的智能化，小型化，高安全性和可靠性能，綠色環(huán)保是其發(fā)展的必然趨勢(shì)。
