低压成套开关设备技术工艺发展趋势分析及国内市场综述

第一节 产品技术发展现状

经过20多年来的消化吸收和自主创新，我国在相关的材料工业、低压电器制造业、钣金加工工艺和设备制造业等方面取得到了长足的进步，并依此有力地推动了我国低压成套开关设备制造业的发展。主要表现在以下几方面。

1、钣金制造工艺

2O世纪7O年代，我国的低压成套开关设备还处于传统的钣金加工状态，以粗放展开加工并结合机械切削为特点。这种加工工艺对展开图精度要求低，存在着工艺路线复杂、效率低、浪费材料及加工精度不易保证等缺点。随着数控多工位冲床、激光切割机、数控折弯机、数控剪板机等数控钣金加工设备应用的日益广泛，钣金加工工艺也有了质的飞跃。现代折弯钣金件加工工艺以精确展开加工、零机械切削为特点，具有钣金零件封闭加工、工艺路线简化、生产效率高、加工精度好等优点。而FM柔性制造技术的出现，则把低压成套开关设备的制造引入了自动化、智能化的新时代。。目前，柔性制造技术的应用方式主要有：FMC柔性制造单元、FMS柔性制造系统和FMF柔性制造工厂等。

1)柔性制造单元(FMC)是由1～2台数控机床及物料运送存贮设备构成，其特点是实现单机柔性化及自动化，具有适应加工多品种产品的灵活性。

2)柔性制造系统(FMS)则是由若干数控设备、物料运贮装置和计算机控制系统组成的生产线，它能根据加工零部件品种的变化而迅速进行调整，其特点是可在不停机的情况下实现多品种、中小批_晕=的加工及管理。

3)柔性制造工厂(FMF)是将多条FMS连接起来，配以自动化立体仓库，用PLC乃至DCS集散控制系统进行连接，从而实现从订货、设计、加工、检测、装配、运输及发货的完整的工厂化制造。FMF是当今自动化生产的最高水平。

2、钣金材料的更新换代

镀铝镁锌钢板是近期低压成套开关设备钣金制造中的新秀，是日本新日铁公司为适应市场对钢板性能越来越高的要求而开发的最新产品。它是一种强耐腐蚀、耐损伤、加工性良好的新型材料，其耐腐蚀、防红锈性能是普通热浸镀锌钢板的l5倍，是户外防锈的专用钢材。它卓越的性能和明亮的外观，是成套设备构件、支柱材料、冲孔金属、电缆架、防护栏等户内外电控装置设施的理想用材。而增加油漆涂层的镀铝镁锌钢板已被业内用于替换不锈钢材料，从而大大地降低了设备的制造成本。

3、母线系统

母线系统是低压成套开关设备的重要组成部分，它的连接方式、进出线方式决定了低压成套开关设备的主要电气性能指标，是影响柜体温升的最主要的因素。20多年来，随着我国低压成套开关设备的柜体形式由单一的固定面板式向抽屉式、分隔式、固定式等多样化发展，尤其是随着大容量、特大容量的低压空气式断路器的问世，低压成套开关设备的母线制作工艺和安装技术也发生了巨大的变化。

首先，母线的材料由以往单一的矩形截面，发展到C型截面、H型截面和L型截面等。这些异型母线的应用，在同样的截面条件下，增加了母线的表面积，改善了母线的散热条件。利用电流的集肤效应，母线的载流量得到明显的提高，更重要的是异犁母线的使用，实现了母线的无孔连接，从而使我国低压成套开关设备母线的加工工艺和技术进入了一个新的阶段。

母线的无孔连接，向我们展示的不仅仅是机械制造技术的提高，而且还有母线搭接技术在理论和实践上的创新。很多年以来，我们的母线搭接技术是建立在平面接触面积的理论上，传统的搭接工艺通常是导电膏加上母线搭接面的表面处理(如打麻点等)，以保证母线接触面的可靠吻合。然而，母线无孔连接的工厂试验和产品工业运行证明，在确保母线接触面达到一定平整度的条件下，只要能保持一定的接触压力(并非越大越好)和一定的接触面(也并非搭接母线的全面接触)，就能够实现电能的有效传输及其热量的有效控制。母线无孔连接技术对传统的母线搭接工艺所依赖的理论提出了新的挑战。

铜母线是电力传输的主要介质，而低压成套开关设备是消耗铜资源的大户。近年来，随着电力需求的快速增长，铜的消耗量也越来越大。为了解决我国铜资源贫乏与日益增长的铜的需求之间的矛盾，一种新型的母线——铜覆铝复合母线便应运而生。铜覆铝复合母线是一种以铝为芯体，外层包覆铜的双金属复合导体材料。它是将铝的高质量导电性能、低成本的能源和铜的高化学稳定性、较低的接触电阻复合为一体的导电材料，尤其适合于母线干线系统(母线槽)的应用。试验证明，铜覆铝复合母线的机械性能、电气性能等各项技术指标均可满足各类电器产品的需求，并可达到相关标准的要求。我们期待着这种新型的材料在输配电 行业 中将得到更为广泛的应用。

4、表面涂装及处理技术

低压成套开关设备的支撑构件及外部覆盖件的表面涂装及处理技术，主要包括油漆喷涂、静电粉末喷涂、电镀等。随着我国国民经济的迅速发展，产品对表面涂装与处理的要求越来越高，而环境对表面涂装与处理工艺的排放要求却越来越严格。10多年来，静电粉末喷涂技术因其具有工艺配料中不含有机可燃溶剂、安全因素高、涂层的机械性能和化学稳定性好、机械化、自动化生产程度和生产效率高、有利于改善生态环境和节约能耗等优点而得到广泛的应用，并逐步取代污染较为严重的传统的油漆喷涂工艺。

20多年来，经过不断的引进、消化吸收和自主创新，我国的工艺制造技术取得了可喜的进步，从而有力地推动了我国低压成套开关设备制造业的发展。但是从总体上看，由于受基础材料工业、化学工业、工业制造手段等方面发展的制约，我们的低压成套开关设备 行业 的制造技术与当代国际先进水平相比，仍然存在一定的差距。中国是世界上最大的电工产品市场，也是国际上拥有低压成套开关设备制造企业最多的国家。我们坚信，只要坚持走自主创新和引进消化相结合的道路，伴随着国家枢体工业水平的提高，我国的低压成套开关设备制造业一定能以精湛的技术、一流的质茸立足于世界输配电产业之林。

第二节 产品工艺特点或流程

改革开放以来，随着社会经济的快速增长，基础设施和电力能源投入的加大，使低压成套开关设备 行业 开始有了较大的发展空间．市场需求量逐年增大，刺激了 行业 的发展，表现在生产厂家大量增加．产品的翻新速度加快，品种增多，产品的标准也在逐步向国际标准靠拢。产品技术性能参数有了明显的提高，工厂的加工工艺及设备有了明显改进．数百家生产厂引进了国外先进数控钣金加工设备，有些工厂还具备了柔性加工线，其钣金加工工艺已达到国际水平。另外． 行业 中还出现了一批型材和柜体的专业生产厂和电气辅件生产厂。

首先，我国自行开发的低压成套开关设备品种有十几种，有固定面板式、固定分隔式、抽出式、混装式、智能型等．产品设计水平达到了国际上20世纪90年代中期的水平。生产厂家大多分布在江浙、广东、福建和京津地区，这些地区经济发展迅速，生产能力、产品水平相对来说要高一些。而在西北及东北地区，除个别企业外．总体水平相对来说要差一些。

其次，作为加工生产工艺相对来说比较简单一些的母线槽产品，由于技术要求比较简单．一般能生产低压成套开关设备的厂家均能生产母线槽．另外还有一些专门生产母线槽的厂家。由于各地区经济情况不同．因此企业分布与产值也有很大的差异．在沿海和经济发达地区母线槽生产企业起步较早．发展较快．数量也较多。例如：江苏、浙江、上海、广东等地，但是由于该产品技术含量不高．对工厂的工艺、加工设备等的要求也较低．加之投资少、见效快，使生产厂家的实力参差不齐．反映到产品质量上有相当大的差距。总的来说．我国的母线槽产品水平(除个别合资企业外1与国外产品还有不小的差距。

第三节 国内外技术未来发展趋势 分析

国外各大公司在低压供电系统实现集中控制的基础上，积极开展智能化低压成套开关设备的 研究 。目前已经形成商品化进入市场，并逐渐推广使用。智能化低压成套开关设备具有功能集成化、数字化；控制、保护智能化；产品形式和结构模块化、标准化；体积小型化；设计简单、维护方便；可靠性增加；系统分散化、网络化等七个特点。

智能化低压成套开关设备，其智能化除了具有电流、电压等运行参数的监视功能之外，还具有对线路、设备的保护控制功能，其保护除一般的三段保护、接地保护、过电压保护、欠电压保护之外，还具有三相平衡、欠电流、逆电流、电机转子电流保护，因为它具有运算功能，所以一般保护不能实现的都可由数学模型经过运算达到保护的功能。低压成套开关设备智能化应从以下三个方面考虑：一是开关作为变压器、电动机、馈电线的基本控制与保护电器，应能够保障其控制和保护对象在任何工作状态下都可靠工作。二是加强对开关柜这样的机、电、磁结合的装置自身工作状态监测与控制，特别是非电量参数监控，提高其工作可靠性。三是开关柜作为基本元件，成为电网运行自动化、工厂自动化、过程控制自动化等系统的组成基础，保障上述系统的安全、可靠、经济运行。在这几个方面都达到了最佳性能指标的才能称为“智能化”低压成套开关设备。

近年来，国外低压成套开关设备的智能化，主要体现在构建数字监控系统，同时实现监视和控制功能。即引入数字集成技术，利用带有微处理器的数字功能模块或带有电子脱扣器的断路器(智能断路器)，通过数据采集器与中央主控机相连而构成整个数字监控系统，以此提高设备的保护、控制和测量功能，使之构成由中央控制室进行监视、控制的数字监控系统。

第四节 低压成套开关设备市场现状 分析 及预测

一、 行业 发展情况

低压成套开关设备在低压供电系统中负责完成电能的控制、保护、测量、转换和分配。由于低压成套开关设备深入到生产现场、公共场所、居民住宅等地点，可以说凡是使用电气设备的地方都要配备该设备。我国电能的80％左右都是通过低压成套开关设备提供，低压成套开关设备的发展植根于材料工业、低压电器、加工工艺和设备，所以低压成套开关设备的水平从一个侧面反映了一个国家的经济实力与科学技术、生活水平。

随着经济建设的投入加大，尤其是基础设施和电力能源投入的加大，使低压成套开关设备 行业 开始有了转机，市场需求量逐年增大，也极大地刺激了 行业 的发展，主要表现在生产厂家大量增加，品种增多，产品的标准也在逐步向国际标准靠拢。产品技术性能参数有了明显的提高，有些工厂还具备了柔性加工线，其钣金加工工艺已达到国际水平。

21世纪以来，随着配电技术、低压元器件技术及自动化技术的不断发展，成套开关设备也从传统的配电向智能化方向发展，进入了全新的发展阶段。我国的低压配电 行业 经过50年，特别是近20年有了巨大的发展，无论是生产厂家的数量，还是技术水平都有了较大的提高。

目前，我国的低压配电产品的生产厂家主要分布在华东、华南、华北地区，特别是在江浙、广东、福建和京津地区比较集中。主要原因是这些地区经济发展迅速，生产能力、产品水平相对来说要高一些。而在西北及东北地区，除个别企业外，总体水平相对来说要差一些。就现行市场情况来看，我国自行开发的低压成套开关设备品种有十几种，包括固定面板式、固定分隔式、抽出式、智能式等，产品型号主要有PGL、GGD、GCK、GCS及在上述产品基础上改进的各种产品型号。产品设计水平达到了国外20世纪至80年代中期的水平，GCS产品设计水平已达到了国外20世纪90年代中期的水平。但是，低压配电 行业 生产工艺、制造水平总体还比较落后，特别对技术含量的产品的开发还远远跟不上经济发展的需要。

二、产品市场现状

进入20世纪90年代后，随着国民经济的快速发展，低压成套开关设备市场需求量逐年增大，极大地刺激了 行业 发展，产品品种逐渐增多，其标准也在逐步向国际同行靠拢。低压开关柜国际GB7251就等同采用国际标准IEC439。据有关资料统计，目前我国生产低压成套开关设备的厂家约有2000个。全国低压电器产品已取得3C认证证书5.9万多张，其中低压成套开关设备取得3C认证3.5万张，占全国3C取证产品总数的1/3左右。福建省170多家低压成套开关设备生产企业已获得3C认证证书400多张，低压成套开关设备生产企业取证率达95%左右。现在我国的低压电器品种、规格、性能、质量和生产能力基本上能满足国民经济发展的需要。

国内低压电器成套开关设备生产品种也有数十种，其性能、质量有较大的改善，无论是产品技术性能参数，还是工厂的加工工艺及设备都有了明显变化。几百家生产厂家引进了国外先进数控板金加工工艺已达到国际水平。另外， 行业 中还出现了一批型材和柜体的专业生产厂和电气辅件生产厂。

目前，国外许多生产厂家已广泛采用三维CAD设计软件，它可将设计、数据库、计算 分析 以及加工等有机地结合起来，大大加快了产品的设计速度和可靠性，降低了技术人员的劳动强度，如MDT，SOLIDWORKS等软件。

我国的低压成套开关设备虽然在产量和产值方面有了很大的提高，但产品品种和性能还远远不能满足市场的需求。一方面集中在几类产品之间相互竞争激烈，另一方面又有一些产品市场被国外厂商占据。

三、发展预测

低压成套开关设备在电力工业发展中具有十分重要的意义，随着我国电力产业的大力发展，未来市场低压成套开关设备前景广阔。但是应当注意的是，成套设备的国际化竞争已经开始了，企业在未来的发展中必须及时调整产品的设计和生产方向，未来低压成套开关设备总体是朝着智能化、小型化、高安全性和高可靠性的方向发展，加上未来国际大企业的竞争参与，可以预见，在未来几年内其产品市场竞争将越来越激烈。

第五节 低压成套开关设备产品产量 分析 及预测

近几年我国低压成套开关设备 行业 生产企业数量与规模不断增长， 行业 生产企业数量达2000多个，2008年全 行业 产品产值达到900亿元。而2003-2008年 行业 产品产值年平均增长速度达17%以上。

2009年在国家宏观调整政策的带动下，我国低压成套开关设备 行业 逐渐恢复快速增长，预计到2010年 行业 产品产值达1174亿元。

2006-2009年我国低压开关设备生产企业数量及同比增长统计表

                                                                                                   单位：家



2008年我国低压成套开关设备产值分布统计图

2003—2013年低压成套开关设备产品产值 分析 及预测表

                                                                                                 单位：亿元

2003—2013年低压成套开关设备产品产值 分析 及预测图

                                                                                               单位：亿元

第六节 低压成套开关设备市场需求 分析 及预测

低压成套开关设备的发展受到我国经济发展、电力投资增长的带动。随着技术的不断进步，各种现代化设备的投入和使用，使得低压成套开关设备在输电、生产现场以及公共设施、居民住宅等领域，应用日益广泛，发展空间非常广阔。

从“十一五”期间我国电力工业发展来看，“十一五”期间新增发电装机7亿～7.3亿千瓦。截止2008年，我国发电装机已达到7.9亿千瓦，全社会用电量达到34268亿千瓦时。加上国家重大建设项目和西部大开发的带动，使得我国低压成套开关设备市场规模在近几年增长飞快。

根据相关 规划 ，2009-2011年我国每年批准新建铁路里程1万公里左右，投资约接近每年6,000-8,000亿元，呈现较为景气局面。未来2-3年，国家电网每年平均投资比原计划增加约1116亿元，南方电网每年的投资规模也比原计划多增300亿元，这势必将带动整个输配电及控制设备 行业 的发展。因此也极大地促进了低压成套开关设备市场规模的增长。预计未来几年其市场规模增长速度在15%左右。

第七节 低压成套开关设备消费状况 分析 及预测

2003—2010年低压成套开关设备产品销售收入及预测表

                                                                                      单位：亿元



2003—2010年低压成套开关设备产品销售收入及预测图

                                                                                                                   单位：亿元

第八节 低压成套开关设备价格趋势 分析

低压成套开关设备的主要生产成本是所耗用的钢材、铜材和电气元器件等，因此，原材料价格波动会影低压成套开关产品成本及利润。

尤其是自2006年以来，铜材、钢材价格上涨幅度较大，原材料价格的大幅上涨，使得国内低压成套开关设备生产企业产品成本不断上升，同时由于国内市场竞争激烈，企业众多，因此产品价格上涨的幅度远远不能抵消原材料价格上涨，这使得 行业 内企业利润有所下降。

从未来产品价格走势看，目前原材料价格在经历2008年金融危机之后，原材料价格逐渐恢复，长期来看，原材料价格仍处于上涨趋势。原材料价格的上涨将促成产品价格上涨的动力，但产品价格涨幅将小于原材料价格涨幅。

第九节 低压成套开关设备进出口量值 分析

2008—2009年6月低压成套开关设备进出口统计

                                                                                      单位：亿美元

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