塑料外壳式断路器
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【工业电器】断路器产业布局及未来如何发展？
现在需要一个断路器来打消市场中的过度悲观情绪，重树信心!这是前不久，在政府通过干预股市支撑股价的努力失败以及允许人民币贬值时，有人用断路器做出的比喻。
其实，这个比喻很恰当，在电力行业里断路器就是承载着，开断不良回路，调整电力传输，改善电力输送这样一个功能的。不只是电力行业，生活、工作中我们也会用到、接触到断路器。可以说，断路器和电力一样，伴随这我们每时每刻。然而，就是这样一个可以说成是必须品的电力设备，其现实“生活状况”又是怎么样的?接下来，就让我们一同走进断路的世界!
初识小断
断路器——是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。
世界上最早的断路器产生于1885年，它是一种刀开头和过电流脱扣器的组合。1905年，具有自由脱扣装置的空气断路器诞生。1930年以来，随着科技的进步，电弧原理的发现和各种灭弧装置的发明，逐渐形成了机构。50年代末，由于电子元件的兴起，又产生了电子脱扣器，到了今天，由于单片机的普及又有了智能型断路器的问世。
断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。目前，已获得了广泛的应用。
小断家谱
小断产业布局
中国低压断路器制造企业主要集中在北京、天津、辽宁、上海、江苏、浙江、广东等地。
从整个市场来讲，不同行业、区域所采用的元件档次不尽相同。其中电厂、冶金、石化等工业行业以进口品牌高端系列为主;公建、民建、商建以进口品牌和国产主流品牌为主;较为偏远、经济欠发达地区，一般以国产非主流品牌和国产老系列类型为主。
电力系统的不断扩大，以及变压器并联运行的现象越来越多，要求断路器的额定电流随之增大，分断能力有所提高，其分断能力要求达到65千安、85千安甚至是150千安。电力系统越来越复杂，对保护也提出了更高的要求，如需要更完整的选择性，需要和中压的选择性配合，需要过压保护、频率保护等;对负荷监测来说，由于监控系统越来越庞大，不仅仅有电力参数，还有诸如阀门、液位、火灾系统等其他参数需要整合，监测数据量日益增大。对产品的智能化要求也越高。
国内低压电器市场形成两大阵营：国外企业与国内企业。
国外企业采用国内组装，零部件进口，少量国产化。
国内企业产品功能仍在不断提升，企业规模不断扩大，经济效益也愈加明显。
但相比合资企业，国内企业制造能力不强，新产品开发能力有限，创新不够，技术力量相对较弱，在管理水平和质量控制水平上也存在不足。
另外，有几百家小型企业设备简陋，技术力量落后，产品质量得不到保证，售前售后服务不能跟上，只能以其低廉的价格在某一特定区域或行业立足市场。
21世纪初是我国低压电器行业的快速发展期，我国低压电器行业近年来增长率保持在10%-15%。低压电器行业的市场容量与电力、工业、房地产、电信行业的发展紧密相连，加上低压电器的需求结构调整和国际市场的潜在需求，为低压电器行业的未来发展提供了广阔空间。
2015年中国低压断路器市场规模小幅增长，同比2014年增长3.0%。主要因为整体市场需求稳步上涨，其中房地产、电网、化工、汽车等行业对低压断路器需求的增长成为市场整体上行的主要动力，而冶金、矿业、建筑机械等行业则是断路器市场快速增长的主要限制因素。
低压断路器未来发展
随着智能电网的建设实施以及新能源行业的发展，未来几年将保持稳定的增长。主要表现在以下几个方面：
(1)智能电网建设大规模铺开带来的新增需求
智能电网的建设在2020年之前分三个阶段实施，第一个阶段为2009-2011年，主要是研究和试点;第二个阶段是2011-2015年，智能电网将大规模实施;第三阶段是2016-2020年，实现整体的完善和提升。
目前，国家电网公司正在加紧制定的中国智能电网技术标准近200项。规划和标准的推出，使智能电网的建设进入行程，这些将给中、高端低压断路器带来巨大的需求。
(2)制造业的投资拉动未来增长
制造业是低压电器行业的重点应用领域，也是节能减排十大重点工程领域之一。中国制造业由于节能指标的压力，其对节能型控制及智能型配电电器产品将保持旺盛需求。
(3)风能、太阳能等新能源对中、高端低压断路器带来巨大的需求
风力发电和光伏发电的逆变控制系统和并网技术等一批核心、关键技术有待突破，这也是低压电器行业今后拓展的一个方向。
附：
高压直流断路器目前的研究概况
高压直流断路器的研制难点有三：一是直流电流不像交流电流那样有过零点，所以灭弧比较困难;二是直流回路的电感较大，所以需由直流断路器吸收的能量 比较大;三是过电压高。
高压直流断路器可以分为机械式高压直流断路器(mechanical HVDC circuit breaker)、固态高压直流断路器(solid-state HVDC circuitbreaker)与混合式高压直流断路器(hybrid HVDC circuit breaker)。
机械式直流断路器可以关断非常大的电流，并具有成本低、损耗小等优点，但其开断速度较慢。
固态直流断路器开断速度迅速，但其相关损耗较高，且价格昂贵。
为克服两者的缺点，通过将机械式直流断路器和固态直流断路器集成在一个装置上，从而形成混合式断路器。 混合式直流断路器结合了机械开关良好的静态特性与电力电子器件良好的动态性能，用快速机械开关来导通正常运行电流，用固态电力电子器件来分断短路电流，具有通态损耗小、开断时间短、无需专用冷却设备等优点，是目前高压直流断路器研发的新方向，有着广阔的应用前景。
下面将着重介绍混合式高压直流断路器的研究概况。
2 混合式高压直流断路器的研究概况
2.1 ABB--混合式高压直流断路器
2012年，ABB 的混合式高压直流断路器技术被《麻省理工科技创业》评为 2012 年度最重要的十大科技里程碑之一。该混合式高压直流断路器的基本结构如下图所示，主要包括机械式开关支路a(快速机械隔离开关b+负载转换开关c)和半导体开关支路d(半导体断路器e+避雷器组f)。
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当直流线路正常运行时，半导体开关支路处于断开状态，快速机械隔离开关和负载转换开关导通并流过直流电流。
当检测到直流线路发生短路时，首先导通半导体断路器，关断负载转换开关，线路上的电流转移到半导体开关支路上，负载转换开关承受半导体短路器的导通电压。
由于快速机械隔离开关此时流过的电流为零，快速机械隔离开关迅速打开。
当快速机械隔离开关打开后，半导体断路器开关断开，直流线路上的能量通过与半导体断路器并联的氧化锌避雷器吸收，短路电流下降。
ABB 所设计的半导体断路器单元设计图如下图所示，采用IGBT作为半导体开关，并进行阀组串联。
该混合式高压直流断路器通过开断短路电流8.5kA的短路试验，其开断时间为5毫秒。
2.2 ALSTOM--混合式高压直流断路器
2014年阿尔斯通完成其混合式高压直流断路器原型产品的测试工作。该混合式高压直流断路器的基本结构如下图所示，主要包括旁路开关(UFD + PES)、半导体开关支路1(晶闸管+避雷器)、半导体开关支路2(晶闸管+电容器)和避雷器组。
阿尔斯通所设计的半导体断路器单元设计图如下图所示。
在测试过程中，该混合式高压直流断路器所切断的电流超过了5.2kA，开断时间为5.5毫秒。
2.3 国网智能电网研究院--混合式高压直流断路器
2015年，国网智能电网研究院研制的混合式高压直流断路器顺利通过中国电机工程学会技术成果鉴定。该混合式高压直流断路器的基本结构如下图所示，主要包括主开关支路(快速机械隔离开关+H桥负载转换开关)、电流转移开关支路(H桥半导体断路器)和吸收回路(避雷器组)。
国网智能电网研究院所设计的半导体断路器单元设计图如下图所示，，采用IGBT作为半导体开关。
在测试过程中，该混合式高压直流断路器所切断的电流超过了15kA，开断时间为3毫秒。
将上述三种混合式高压直流短路器的性能参数比较如下。
全球户内真空断路器企业TOP10
1、ABB
公司简介：
ABB是全球电力和自动化技术领域的领导企业，致力于帮助电力、工业、交通和基础设施等领域客户提高业绩，同时降低对环境的影响。ABB集团业务遍布全球近100个国家，拥有14万名员工，2014年销售收入约400亿美元。
明星产品：VD4
2、施耐德电气
公司简介：
施耐德电气有限公司是世界500强企业之一， 1836年由施耐德兄弟建立。如今，它的总部位于法国吕埃，施耐德电气公司是全球能效管理领域的领导者，为100多个国家的能源及基础设施、工业、数据中心及网络、楼宇和住宅市场提供整体解决方案。
明星产品：EV12、HVX系列、VS1
3、西门子
公司简介：
德国西门子股份公司创立于1847年，是全球电子电气工程领域的领先企业。西门子自1872年进入中国，140余年来以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地对中国的发展提供全面支持，并以出众的品质和令人信赖的可靠性、领先的技术成就、不懈的创新追求，确立了在中国市场的领先地位。
明星产品：3AE
4、美国通用电气
公司简介：
通用电气公司，是世界上最大的提供技术和服务业务的跨国公司。GE是在公司多元化发展当中，出色的跨国公司。目前，公司业务遍及世界上100多个国家，拥有员工315,000人。
明星产品：GE-VB12
5、伊顿
公司简介：
伊顿公司是全球领先的多元化动力管理公司，为数以千计的产品和系统提供动力，应对当今世界高速变化的需求。伊顿帮助客户管理建筑、飞机、卡车、轿车、机器乃至整个业务的动力需求，并降低资源消耗。
明星产品：VE24
6、厦门华电
公司简介：
厦门华电开关有限公司于2002年成立。公司自成立以来，始终秉持“科技精品 以人为本”的经营理念，积极融合当今世界电工行业前沿的技术与经验，致力于智能输配电设备的研究与开发，为客户提供全系列的产品及解决方案，精心打造“科技创新 引领潮流”的“Huatech”电工品牌。
明星产品：VEP系列户内中压固封式真空断路器
7、河南森源电气
公司简介：
河南森源电气股份有限公司创建于1992年，主要生产智能型高、中、低压发、输、配电装置。公司是中国电器工业协会高压开关分会副理事长单位，电力电子分会副理事长单位，国家重点高新技术企业。
明星产品：VSV系列
8、江苏森源电气
公司简介：
江苏森源电气股份有限公司是一家致力于高低压开关生产和研发的现代化管理企业，公司发展十多年来，以科学的管理、先进的设备，精湛的工艺，已位居国内高低压开关行业第一方阵。
明星产品：VJ系列
9、江苏东源电器
公司简介：
江苏东源集团组建于1995年10月，系华东地区成套高低压开关设备生产基地。主营高压电器、高低压开关成套设备，电器数字化设备、配网智能化设备、风电电控设备、船舶电器、环保电器、铁路电器，绝缘材料，轻钢结构，系列化互感器、变压器、断路器等元器件的制造和销售。
明星产品：VED4-12户内中压固封式真空断路器
10、天水长城开关厂有限公司
公司简介：
长城电工天水长城开关厂有限公司是国内外知名的大型专业化研发、制造、销售0.4—126kV高中低压成套开关设备和电器元件的企业，是中国电器工业协会高压开关分会常务理事单位和全国高压开关设备标准化技术委员会会员单位。
明星产品： EVH1-24/T1250-31.5型真空断路器
2015年中国十大断路器品牌
第一名：上德 中国-上德企业集团有限公司
第二名：ABB ABB(中国)有限公司
第三名：正泰 浙江正泰电器股份有限公司
第四名：人民 人民电器集团有限公司
第五名：上联 上海电器股份有限公司人民电器厂
第六名：德力西 中国德力西控股集团
第七名：罗格朗 TCL-罗格朗国际电工(惠州)有限公司
第八名：常熟 常熟开关制造有限公司
第九名：天正 浙江天正电气股份有限公司
第十名：松下 松下电器(中国)有限公司
