关注我国低压电器的发展状况并分析其发展前景
关键词:低压电器 帮写电力论文 国民经济
一、低压电器行业概况我国低压电器行业经过50多年的发展,目前已经形成了比较完整的体系,就低压电器品种、规格、性能、生产能力来看,基本上满足了我国国民经济发展的需要。
目前我国低压电器产品仍旧三代同堂,按产值计算:
第一代产品市场占有率为15%;
第二代产品市场占有率为45%;
第三代产品市场占有率为40%。
2002年我国低压电器主要产品产量约为:
框架式断路器47万台;塑料外壳式断路器1400万台(含配电保护与电动机保护);交流接触器3600万台;热继电器1200万台;小型断路器12000万台;漏电断路器1200万台(含带过电流保护与不带过电流保护)。
上述六大类产品产值约占低压电器总产值80%以上。目前生产的低压电器产品近1000个系列,产值约200亿人民币。据海关统计,2001年主要低压电器出口为6836万美元,进口为7430万美元,逆差为594万美元。2002年出口增长17.5%,达8030万美元。进口增长21.3%,达9013万美元,逆差为983万美元。以上统计是指低压电器元件单独进出口数据,而成套产品配套进出口的未统计在内。随着我国经济不断发展,国际交流日益深入,低压电器进出口总量必将进一步增大。由于目前出口的低压电器大部份是温州地区中低档产品,利润很低,今后应扩大中、高档低压电器产品出口比例。
二、我国低压电器水平分析
1.产品水平
第一代产品主要技术性能相当于国外五十年代水平。第二代产品主要技术性能相当于国外七十年代末、八十年代初水平。第三代产品主要技术性能相当于国外九十年代水平。上述水平对比仅指产品主要技术性能,如果考虑产品性能一致性、可靠性及产品外观质量,则与国外产品差距更大。
2.设计水平
我国低压电器新产品开发、设计从九十年代中期开始逐步采用计算机辅助设计、辅助制造、辅助分析。但是由于研究、开发投入与国外著名公司相比差距甚远(近100倍),所以至今我国低压电器设计仍未摆脱以仿制为主的形式。属于原创性技术,有自主知识产权的产品不多,据专利局统计,近几年申请的发明专利,外国公司占80%以上。
3.材料与工艺水平
①模具制造:我国低压电器行业模具制造整体水平与国外差距甚大,但是目前国内部份先进企业已大量引进国外高精度数控模具加工设备。因此,我国实际上已经有能力制造出相当于国外一般先进水平模具,应该说模具制造已经不是阻碍我国低压电器发展的主要矛盾。
②低压电器关键材料,包括工程塑料、触头材料、双金属材料、磁性材料、导电材料(包括软连接)、弹簧材料、真空电器相关材料以及压敏电阻等虽与国外有较大差距,但是某些关键材料外国公司已在中国建立企业,同时直接进口国外材料已经不是件困难的事情。因此除某些特殊材料外,大部份材料也不是阻碍我国低压电器发展的主要原因。
③关键零部件制造工艺与关键设备与国外有较大差距。如大容量断路器焊接设备与检测手段;控制电器铁芯制造设备与工艺;小容量塑壳断路器油杯制造工艺;电磁式漏电脱扣器和热脱扣器制造工艺、材料热处理与表面处理技术等关键零部件制造工艺与国外存在较大的差距,一定程度上影响了我国低压电器产品质量。
④生产过程在线检测设备是我国低压电器制造水平与国外相比存在的主要差距之一,也是影响我国低压电器质量稳定性、一致性的主要原因。近年来,沈阳自动化研究所等单位,已经为我国低压电器制造厂研制了一批低压电器生产过程在线自动检测设备。以常熟开关厂、正泰集团为代表的一批优秀企业正在积极采用在线自动检测设备,它必将有力推动我国低压电器制造水平的提高。⑤自动装配生产线是我国低压电器制造水平存在的又一个主要差距。由于我国低压电器生产企业过多,每个系列批量不大,而自动装配生产线代价昂贵,加上中国劳动力便宜,因此采用自动装配生产线困难较多,但是国内部份优秀企业已经考虑采用自动装配线。
三、目前市场情况与市场预测
市场是企业生存和发展的关键,由于我国低压电器生产企业过多,特别是温州一大批民营企业的崛起,致使国内低压电器买方市场早已形成。目前我国低压电器行业生产能力过剩在50%以上。前几年,一方面地区和企业间产品趋向同化,中、低档产品多家重复生产,致使大批中、低档产品及其附件严重积压;另一方面高性能、高可靠、小型化产品国内大部份企业无力生产,从而造成国外产品大量进入我国市场,国产低压电器市场占有率大幅度下降。以框架断路器为例,DW45智能化框架断路器从97年开始投放市场,但是由于当时DW45系列不全,产品质量尚不稳定,而施耐德公司M系列断路器和ABB公司F系列断路器大量进入中国市场,据当时统计,高档次框架断路器外国公司市场占有率达95%以上。随着DW45系列逐步完善,产品质量趋向稳定,国内框架断路器主要生产厂逐步批量投产,由于该产品主要技术性能与国外同类产品相当、质量稳定、价格便宜,其市场占有率迅速提高,2002年已达到50%左右,与国外产品平分秋色。预计2003年市场占有率可达60%,可见自行开发的高档产品有很好的市场前景。
从目前市场情况看,中、低档低压电器基本上是国内产品,高档低压电器除低压断路器与国外平分秋色外,其它国产高档低压电器市场占有率仍较低。另外外国公司在发展高性能产品同时,正在努力发展经济型产品,准备向我国中、低档低压电器市场渗透。为此我们有必要不断提高中、低档产品水平。
根据我国电力发展规划,“十五”后三年,每年新增发电设备装机容量约为2500万千瓦。至2005年按新增发电设备需要的相应输配电设备以及现有电力设备更换与维修的需要,到2005年预计主要低压电器产品需求量如下:
框架断路器约57万台;塑壳断路器约1700万台(含配电保护与电动机保护);小型断路器约17000万极;交流接触器约4800万台;热继电器约1500万台(含电子式过载继电器);漏电断路器约1500万台(含带过流保护和不带过电流保护)。
按电力专家的意见,我国人均装机容量达1千瓦/人(相当于韩国2002年水平),为用电“富裕小康水平”。那么,2005年以后至用电达到富裕小康水平全国装机容量还将增加近10亿千瓦。因此,国家将会继续投入高额资金进行电网基础设施的建设与改造。随着发电设备的增长,我国低压电器需求量还将持续增长。
四、我国低压电器产品发展趋势
随着我国用电总体水平的提高以及低压电器产品不断发展,至2010年第二代低压电器将逐步成为低档产品,第三代产品和部份经二次开发后的第二代产品将成为中档产品。以智能化、可通信为主要特征的新一代低压电器将成为高档产品。国外著名低压电器制造商从九十年代后期至21世纪初相继推出了新一代产品,这些产品的技术特征在我国发展新一代低压电器产品时值得借鉴。由于低压电器品种繁多,本文仅对低压电器主要品种新一代产品创新点和重点应解决的问题作简略的分析:
1.框架断路器框架断路器作为低压配电系统主保护开关,在低压电器诸多产品中结构最复杂,技术含量相对较高、影响最大、产值最高。也是低压电器科研工作者和主要制造商最为关注的产品,根据国外近年来推出的新一代产品技术特征,以及相关新技术发展趋向,我国断路器新一代框架可重点在以下几方面进行研究并有所突破:
(1)产品性能上突破
a)技术指标我国第三代框架断路器分断能力已基本满足了低压配电系统的要求。为此新一代产品不宜进一步追求额定极限短路分断能力Icu的提高。重点应提高额定运行短路分断能力Is,使Ics=Icu,这是国外新一代产品发展趋向,它有助于提高产品实用性,简化产品试验内容,最终有可能导致低压断路器标准的修改。同时,新一代产品应适当提高额定短时耐受电流Icw,逐步达到Ics=Icu=Icw,以适应电网发展的需要。
b)保护特性新一代智能控制器除现有多种保护、故障记录、测量、自诊断功能外,应增加电网质量监控与管理功能;电量检测精度应显著提高;能与多种开放式现场总线连接,实现真正意义上可通信;研发新型区域联锁模块,在极短时间内实现选择性保护,提高低压配电系统供电可靠性;附件采用内部总线连接;通信接口从外挂式向内置式发展。
c)提高产品可靠性断路器运行可靠性是新一代产品应重点解决的问题。断路器可靠性主要包括分断可靠性、动作可靠性、保护可靠性。第三代产品DW45触头灭弧系统采用塑壳化结构和全绝缘转轴,极大提高了断路器分断可靠性。Ics、Icw指标进一步提高,将改善断路器分断可靠性。对于动作可靠性,重点拟放在操作机构创新上。通过机构简化与创新,提高断路器机械寿命并有助于动作可靠性的提高。另外,应注意各类附件可靠性,特别应注意欠压脱扣器可靠性。智能控制器功能进一步完善以及现场总线的应用,给低压断路器保护与动作可靠性提出了新的挑战。为此,新一代产品在完善保护功能的同时,应特别注意新一代智能控制器可靠性。
(2)结构上突破
a)塑壳化、模块化结构应进一步完善,特别是框架断路器结构,可以设计成几个(一般可分为六个部份)独立完整的部件,使产品装配与维护十分方便。
b)随着超大容量低压断路器需求量的逐步增大,对其外形提出了小型化的要求,为此新一代超大容量断路器拟采用整体式结构。
c)操作机构创新是新一代框架断路器结构上突破的重点任务,应探索采用永磁操作机构的可能性。它还将涉及标准中低压断路器应具有“自由脱扣”的概念与理解问题。
2.塑壳断路器
塑壳断路器作为低压配电系统中支路保护开关,应用十分广泛,在低压电器中占有十分重要的地位。国外大部份公司已完成新一代产品开发,并开始推向市场。我国在进一步完善与推广第三代塑