张胜　花芳　杨东亮　张卫

摘 要：装备制造业是工业化、现代化水平和一个国家综合国力的重要标志。高压开关设备作为国家重大技术装备，对电力系统的安全、可靠运行至关重要。对我国高压开关设备行业的现状、行业面临的壁垒及技术的发展趋势作了简要分析，以期为高压开关设备企业准确把握行业发展趋势、制订发展战略、风险评估和投资决策提供参考。

关键词：高压开关设备；行业现状；电压等级；成套设备

中图分类号：TM51 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.049

1 高压开关设备分类

高压开关设备是指电力系统中电压等级在3 kV及以上且频率不高于50 Hz的户内和户外交流开关设备。高压开关设备主要用于电力系统的控制和保护，是非常重要的输配电设备。高压开关设备既可根据电网运行的需要，将部分电力设备或线路投入或退出运行，也可在电力设备或线路发生故障时，将故障部分从电网快速切除，从而起到保证电网中无故障部分的正常运行及设备、运行维修人员的安全。

高压开关设备按其功能和作用的不同，可以分为以下2类。

1.1 器件及其组合

器件及其组合包括断路器、接地开关、隔离开关、重合器、负荷开关、分断器、接触器、熔断器及上述器件组合而成的接触器-熔断器（F-C）组合电器、负荷开关-熔断器组合电器、熔断器式开关、隔离负荷开关、敞开式组合电器等。

1.2 成套设备

成套设备为将上述器件及其组合与其他电气设备（比如变压器、电容器、互感器、电抗器、避雷器等）在金属封闭外壳内进行合理配置和组合，并且具有相对完整使用功能的产品，比如金属封闭的高压开关柜、气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）和高压/低压预装式变电站等。

2 高压开关设备行业现状

我国高压开关行业是一个完全开放的行业。从20世纪90年代中期发展至今，国内高压开关行业可谓突飞猛进。现生产高压开关设备的企业约有2 000多家，其中大部分为生产126 kV以下高压开关设备的企业，生产126 kV以上高压开关设备的企业约50家左右，生产252 kV以上高压开关设备的企业30家左右。

2.1 行业竞争现状

目前，国内高压开关领域市场格局分为三个梯队，呈“金字塔”状。由于人才、技术等壁垒，参与高端高压开关设备竞争的企业相对较少，主要企业所占份额相对较高；参与中低端高压开关竞争的企业数量相对较多，主要企业所占份额相对较低。

以ABB、西门子、东芝、三菱等为代表的外资及合资企业，利用“本土化”方式，进而开拓中国市场、强化品牌效应，凭借资金、技术和品牌优势占据了市场的高端。外资品牌在质量和可靠性方面具有显著优势，在252～550 kV产品中占据较高的市场份额。但近两年，在国家“重大装备国有化”政策下，在国家电网公司招标中，外资企业占据市场的份额有所下降。

以平高电气、西电西开和新东北电气高压开关等为代表的我国传统高压开关设备优势龙头企业处于第二梯队，通过吸收消化国外技术，已经具备较强的实力，是550 kV以上高压开关产品国产化的主力，在高压开关各细分产品市场中均占有较高的市场份额。

数量众多的民营企业主要生产252 kV及以下电压等级的开关产品，比如技术含量相对较低的隔离开关、接地开关和电压等级较低的126 kV断路器和封闭式组合电器。

2.2 电压等级分布现状

我国已能生产中、高、超高及特高压全系列开关设备。高压及以上开关设备的品种包括断路器（GCB）、气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）、隔离/接地开关（DS/ES）、复合式GIS（H-GIS）等。

2.2.1 特高压开关设备

在特高压开关设备方面，国内高压开关行业“三巨头”通过引进国外技术，能够自主完成1 100 kV开关设备的开发，其参数能够满足国家电网公司要求，达到额定电压1 100 kV，额定电流6 300 kA，断路器额定短路开断电流50 kA，绝缘水平达到工频1 100 kV，雷电冲击2 400 kV，操作冲击1 800 kV（极对地）。

2.2.2 超高压开关设备

在超高压开关设备方面，我国通过自主创新开发出了550 kV单断口罐式SF6断路器及GIS。

2.2.3 高压开关设备

在高压开关设备方面，许多有实力的企业加入制造行列，主要生产自主设计的126～252 kV的各类开关设备，比如瓷柱式和罐式断路器（GCB）、GIS、H-GIS及隔离/接地开关（DS/ES）等，同时，通过重新设计、改型，实现对原有的一些产品的小型化和智能化升级。

2.2.4 中压开关设备

在中压开关设备方面，制造厂家最多，其中以中压真空断路器为主导产品。

2.3 生产企业布局现状

东北电气、平高电气等国有企业因国家给予了激励政策，通过开发生产特高压开关设备而变得越来越强大；民营企业（比如正泰集团、天安集团等）因产品从中压扩展到高压而异军突起；外资企业（比如西门子、ABB等公司）则是通过“本土化”的方式，开拓中国市场，强化品牌效应。

近年来，国内企业在800 kV及1 100 kV特高压开关设备市场占据主导地位。生产1 100 kV特高压开关设备GIS、H-GIS、隔离开关/接地开关（DS/ES）的企业主要是河南平高电气股份有限公司、西安西开高压电气股份有限公司、新东北电气（沈阳）高压开关有限公司等。

252 kV和 550 kV超高压开关设备国外企业占主导地位（大约60%份额），一再挤压本土企业的市场份额和利润空间。以ABB、西门子、东芝等为代表的外方独资企业凭借多年技术积累，在国际电工、电力行业早就确立了其引领地位。国内企业除上述3家以外，还有湖南长高高压开关集团股份公司（DS/ES）、泰开电气集团有限公司（DS）、上海中发依帕超高压电器有限公司（GCB、GIS）等。

目前，生产126～252 kV开关设备（GCB、GIS、DS/ES）的企业当属以大全、正泰等为代表的民营企业。近年来，在高压开关产品开发中取得的成绩令人瞩目，SF6断路器和GIS已达到了国际先进水平。

3 行业面临的主要壁垒

3.1 人才壁垒

高压开关设备技术含量较高，其生产涉及复杂的机械加工流程和机械加工工艺。随着更多的新工艺、新技术、新材料被应用于高压开关领域，要求从业人员具有复合型的专业知识结构和较强的创新能力，而且各产品需要根据客户的不同需求进行个性化设计集成，需要一批既精通专业知识，又具有行业经验的人才。目前，此类技术人员已较为紧缺。

3.2 技术壁垒

高压开关设备是输配电系统中最重要的电力设备，电力客户要求产品具有很高的安全性和可靠性。如果产品质量不合格或者出现缺陷，会影响供电安全及设备安全，造成严重后果。因此，电力客户对产品性能、质量、研发技术水平和应用服务水平提出极高的要求。随着市场竞争加剧，技术更新换代周期缩短，新技术的应用与新产品的开发成为从事本行业生产企业的核心竞争力。企业只有保持持续的创新能力、不断提高技术水平，才能在激烈竞争的市场中占有一席之地。

3.3 品牌与业绩壁垒

用户通常对高压开关产品质量、售后服务等要求较高，客户在高压开关设备的招标评比中，往往将投标企业的过往业绩做为重要的考核指标，直接影响到投标企业的投标结果。因此，行业原有企业的过往业绩和品牌信誉对后来者的进入形成壁垒。

3.4 产品准入壁垒

出于对电网和电气设备安全运行的考虑，国家对输变电及控制设备类产品实行严格的资质审查和准入制度。产品一般需要通过国家指定检测中心的型式试验和相关部门的新产品技术鉴定，并需要挂网运行一年，满足运行要求后才可以批量生产和销售。

3.5 资金壁垒

高压开关行业属资金密集型行业，研发、生产周期较长，对资金的需求量大。行业通行的货款结算方式、质量保证金制度要求生产企业有足够的流动资金以维持企业的正常运转。同时，企业需要投入大量的人力和物力进行新产品、新技术的研究开发。没有一定资金实力的企业将难以在高压开关行业立足。

4 技术发展趋势

高压开关设备开发一直朝着遵循免维护、高可靠、集成化、小型化、智能化原则，以高技术含量的核心器件和新技术、新工艺、新材料为主线的方向发展，并呈现出以下一些新特点。

4.1 复合化电器产品将备受青睐

近年来，电力企业为方便电站扩建，分批投入建设资金，用于购置复合电器。继国产550 kV复合电器已形成商业化生产能力并取得多个销售业绩之后，目前，550 kV、252 kV复合电器的市场前景被业界看好。

4.2 小型智能化产品将是以后的发展重点

由于小型智能化产品能减少占地面积，节约能耗和材料，因此，小型化智能产品是电力用户比较喜欢的产品。尤其是126 kV、252 kV产品采用三相共箱结构、模块化、三功位的小型化隔离开关和接地开关，更深受用户的欢迎。小型智能化产品符合节能原则，将是以后发展重点。

4.3 液压操动机构的产品市场需求较大

大容量、配用大功率液压操动机构的产品市场需求较大。随着用电负荷的增大，大容量产品的需求与日俱增。近年来，多个开关生产企业对原有的定型产品采取增容策略，对新产品采取了大容量设计理念。当前，252 kV产品5 500 A/63 kA、550 kV产品63 kA已经成为趋势。结构精巧、性能可靠的新型液压机构成为市场的主流需求。

4.4 环保绝缘介质将成为新的发展方向

126 kV高压真空断路器、采用混合气体的高压断路器是目前国内高压开关新的研究方向。

5 结束语

近年来，我国高压开关设备的发展很快，取得了较大的进步。为了适应我国电力系统发展的需要，企业还应继续加大科技投入，加大研制开发力度，以求尽快缩小国际先进水平的差距。企业应从加强自身管理出发，做到细分销售市场，在有限的市场空间找到发展动力。认识高压开关设备市场的现状及技术发展趋势，审慎地研发与投资，是业界面临的重大课题。总之，高压开关设备作为国家重点扶持的重大机械装备业，是输配电系统中起控制和保护作用的最重要电力设备，智能电网的发展又是经济腾飞的新增长点，因此行业使命任重而道远。

参考文献

[1]黄雪婷.关于高压开关设备的温升及制造技术的研究分析[J].北京电力高等专科学校学报，2011，2（12）.

[2]周华，孟晨，张战军.智能电网及高压开关设备技术发展[J].电气技术，2010，2（8）.

[3]洪福贤.电气高压开关设备技术改进的优越性分析[J].河南科技，2012，2（18）.

作者简介：张胜（1969—），男，重庆人，大学本科，研究方向为机械制造与自动化。

〔编辑：刘晓芳〕