摘要：我们国家电能的85%左右基本上是借助低压成套开关设备提供，低压成套开关设备的发展是以材料工业、低压电器、加工工艺和设备为基础的。电力工业要实现结构调整和转型升级，首当其冲的是实现电气设备的性能提升，未来电气设备应朝着高端化智能化的方向发展。近年来，随着计算机技术、传感器技术、通信技术和电力电子技术的不断发展，电气成套设备也随之不断发展。文章主要就低压成套开关设备的智能化走势进行分析。
关键词：低压成套开关设备；智能化；走势
低压成套设备是整个低压供电系统的重要组成部分，应用于现代生活的每个场合。例如发电厂、变电所、居民区等。由于低压成套设备承担着电能分配的特殊功能，如何保证运行的安全性显得至关重要。然而，低压成套设备柜体结构设计是否合理，直接关系到低压成套设备的各项安全性能。同时从我国低压成套开关设备行业整体情况来看，柜体结构设计已经形成了一条较为成熟的产业链，并且本土企业也有了自给自足的能力，设计水平较以往取得了较大的提升。从产品应用市场方面来看尽管质量能达到标准要求，但技术含量显然还不能完全达到市场需求。总之低压成套开关设备智能化将是其未来必然的发展趋势，但显然还需要经历一个周期性的过程才能达到目标。
一、低压成套设备概述
低压成套设备，全称低压成套开关设备和控制设备。在 GB7251.1- 2013 中定义为：由一个或多个低压开关电器和与之相关的控制、测量、信号、保护、调节等设备，以及所有内部的电气和机械的连接及结构部件构成的组合体。低压成套开关设备主要由柜体、母线系统、功能单元构成。柜体主要由支撑结构、外壳、安装横粱、安装板、隔板、挡板、门等组成。母线系统由主母线、分支母线以及与功能单元连接的导线组成。功能单元则包含各出线主回路开关元器件以及辅助回路元器件。
二、低压成套开关设备现状概述
我国低压成套开关设备起步较晚，在发展初期由于受到加工工艺以及绘图设计精度限制，使得低压配电柜柜体设计存在缺陷，整体设计较为扎乱，这给实际操作带来了不利的影响。功能上只能完成基本性联锁。由于设备设计的不成熟导致了设备运行风险提升且不利于设备维护。在我国工业发展及市场开放程度扩增的带动下使得企业对低压成套开关设备需求量增多，这也推动了整个产业链及行业的发展。在这个阶段发展过程中，工业设计开始引进CAD绘图软件用于设计实践，从而让绘图精密性与精确度得到了提升。柜体制造工艺上，通过数控钣金来对设备进行加工让柜体加工精度大幅度提升，对插接和执行机构设计进行了完善，使得设备安全性得到提高以及操作流畅性得到进一步完善。另外工业自动化技术的革新使得系统可结合远程操控对相关数据进行采集并可实施整合化集中控制，提高了人机交互及人机合作的亲和度，利用计算机编程能够对联锁启停进行控制，使得工作效率提升降低了人为操作失误率，在国外母线加工技术的支持下，进一步对母线系统进行优化从而具备了制造大电流母线的能力，这也促使低压柜外形尺寸与容量有所改进。进入21世纪后，我国低压成套开关设备逐渐与国际接轨，特别是部分国际产品及技术进入我国市场后为产业链带来了极大的推动力，这使得产品无论是在质量、种类以及功能性水平方面都得到了提升，甚至部分产品已经具备了赶超国际优秀产品的潜能。
三、目前低压成套开关设备发展过程中存在的制约因素
尽管我国低压成套开关设备已经迈上了稳定的发展道路，但若要达到更高的层次却存在一些制约性因素对其产生了影响，具体表现为以下几方面
（一）企业能力有待提升
很多生产企业在产值以及产能上较以往有了显著提升，但主要集中于某几个产品，这种局限性使得产品竞争愈发激烈，而其他产品却依然以进口国外产品为主，使得市场出现了不平衡的状态。这也反映了产品格局合理性不够，企业独立开发能力较低，除主要产品外其他产品质量还有待提升。
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（二）材料问题
在低压成套开关设备生产制造过程中绝缘材料起到了十分重要的作用，但是国内市场绝缘材料的阻燃性无法满足实际现场需求，这也给低压成套开关设备带来了安全隐患，由于工艺水准不够使得在潮湿环境下绝缘性能降低。
（三）核心元器件和辅助元器件
目前我国低压成套开关设备在核心元器件和辅助元器件方面较国外水平还有所差距，特别是在核心元器件上由于质量水准参差不齐，甚至市场上出现的以次充好的情况均给设备质量带来了影响，辅助元器件的配套又跟不上市场的发展需求。综合来看，上述因素对我国低压成套开关设备进一步发展带来了限制，若要突破限制必然需要对市场进行规范化管理，以来遏制上述因素所带来的影响，同时加强技术研发，拥有自主技术专利，逐渐形成技术积淀并形成根基。
四、实现低压成套开关设备智能化发展趋势的建议
近年来，随着计算机技术、数据处理技术、信息传感器技术、通信和数据存储技术、电力电子技术等的发展及各学科间的融合，电气成套设备的智能化逐步成为行业发展的一个重要趋势。智能化成套设备使整个输配电系统的保护、控制、监控、测量等功能集中起来，实现配电网络自动化，为广域监测和诊断系统奠定了基础，真正实现“无人值守”，并能准确反映出现场设备的运行状况，确保电力系统的安全、可靠、经济运行。同时现代科学技术的发展，新技术、新工艺以及新材料的使用，使得电器元件得到了长足发展，通过优化设计、选择小型化元件，提高断口耐压、元件和功能复合集成、新技术如光电传感器等应用，使产品结构紧凑，从而实现产品小型化。 要实现低压成套开关设备智能化需要从以下几个方面进行完善。
（一）加强设备监控
在设备运行过程中若要保持其稳定态，监控是一个十分重要的环节。设备监控智能化将对整个系统的稳定运行带来支撑作用，同时还能降低电缆、变压器故障出现几率。通过智能监控可更为准确地对设备问题及故障进行有效监测，掌握成套设备的运行情况，可以提前预知设备状态，即使设备发生故障，也可以快速定位，迅速生成故障处理方案从而阻断故障的发展蔓延，显然智能化监控较人工监控而言效率几乎呈几何倍数提升，保证了体系的稳定性。
（二）将电磁技术与设备有效结合
智能化设计需要依托于电、磁技术与设备机器，在三者相互融合的情况下才能让设备水平达到新的高度。在电、磁与机器共同结合的情况下可使电路效率大幅度提升并降低了故障出现率。
（三）对开关柜进行完善
在低压成套开关设备体系中开关柜具有核心地位，以数字化技术为依托对开关柜设备进行完善，将促进线路安全性的提升。数字化开关柜可对电能分配、转化环节达到自动化与智能化水平，其灵敏度水平也将得以提升，使系统可长时间维持流畅的运作状态。另外在设备当中植入节能元件可使能源消耗降低，特别是对于大型电力系统可极大程度上节约运营成本，让设备处于更为合理的运行状态，再匹配后台控制系统与信息收集系统让低压成套开关始终保持良性运行。
综述，智能化成套设备的发展必然符合社会发展的需要，成套设备的国际化竞争已经开始，低压成套开关设备智能化是其发展过程中的必然趋势，目前来看仍存在一定因素对成套设备智能化发展产生着制约作用，一方面是由于设备本身导致，另一方面则是受到外部环境干扰。因此需要结合市场体系与技术体系对设备进行更深层次的优化，让产业链朝着规范化方向发展以促使行业水平提升。
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论文作者:莫丽芳,吴和建,黄新平
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
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