配电设备技术现状讨论-户内配电开关柜及断路器发展思考

1、配电设备技术现状讨论 户内配电开关柜及断路器发展思考XIHARI 配电设备技术研发压力 产品技术现状 配电设备技术研发关注点 总结提纲 产品技术现状 配电设备技术研发关注点 总结效益控制成本性能提升已有产品功能开发新产品 经济寿命技术寿命配电设备技术研发压力产品开发目标技术研发压力无新技术出现、无具有影响力的产品出现原有技术热点逐渐褪去、新热点未成型参数提升局限在电性能参数，可靠性、寿命仍是短板同质化现象愈发明显成本控制了，效益未提升产品附加值低以电网用户为代表的用户端开展了越来越多的产品技术研发和 运维技术研发工作中压配电设备技术发展着力点? 配电设备技术研发压力 配电设备技术研发压力 产品

2、技术现状 配电设备技术研发关注点 总结提纲 产品技术现状布局成套设备布局元件成套设备最为重要的特征决定元件功能和使用现有结构：上中下 前中后绝缘产品技术现状成套设备产品技术现状成套设备布局元件成套设备最为重要的特征决定元件功能和使用现有结构：上中下 前中后局部调整形成变化绝缘布局产品技术现状成套设备2015年汉诺威博览会空气绝缘柜产品技术现状成套设备布局元件成套设备最为重要的特征决定元件功能和使用现有结构：上中下 前中后局部调整形成变化简化主接线最大变化趋势绝缘布局产品技术现状成套设备布局元件简化主接线最大变化趋势绝缘布局产品技术现状成套设备布局元件空气绝缘的复合绝缘方式绝缘绝缘产品技术现状成

3、套设备产品技术现状成套设备布局元件空气绝缘的复合绝缘方式封闭式气体柜绝缘绝缘产品技术现状成套设备SF6 C-GISN2产品技术现状2015年汉诺威博览会SF6气体绝缘环网柜负荷开关柜仅210mm的柜宽产品技术现状成套设备布局元件空气绝缘的复合绝缘方式封闭式气体柜固体绝缘柜绝缘产品技术现状成套设备2015年汉诺威博览会固体绝缘柜产品技术现状成套设备布局元件空气绝缘的复合绝缘方式封闭式气体柜固体绝缘柜依靠压缩绝缘减小柜体最大变化趋势有度绝缘产品技术现状成套设备布局元件开关元件（断路器）互感器绝缘元件产品技术现状成套设备产品技术现状成套设备布局元件开关元件（断路器）电联接互感器绝缘元件产品技术现状成

4、套设备静止状态下电能技术连接的老化双金属相的链接性能特点和连接质量影响的计算电器连接和触点的模拟和计算 产品技术现状断路器布局传动隔离人员与高压的经典结构灭弧室机构2015年汉诺威博览会空气绝缘断路器产品技术现状断路器布局传动大容量（发断）容性负载（切电容）低接触压力寿命曲线灭弧室机构126kV145kV产品技术现状断路器布局传动弹操机构灭弧室机构电操机构传统拉/压簧新拉/压簧低压机构盘簧机构可靠性产品技术现状断路器机构VEPRT & RIHVX产品技术现状断路器布局传动弹操机构灭弧室机构电操机构永磁机构组合机构斥力机构控制单元可靠性产品技术现状断路器双稳态永磁机构40.5kVC-GISIma

5、x 50A产品技术现状 配电设备技术研发压力 产品技术现状 配电设备技术研发关注点提纲 产品技术现状 配电设备技术研发关注点 总结配电设备技术研发关注点服务于用户服务于制造商3、强调服务理念如智能化+可靠性2、提升性能如智能化1、增加功能1) 设备在使用中，具有可靠的操作 依靠设备，而不依靠人，消除人为因素，即自动化2) 具有精准的操作 操作指令的检验确认、操作过程的监控、操作结果的判定3) 具备简便的操作 如顺控、多方式（多人机界面）4) 实现优化的操作 如选相位5) 提供智能的操作 如累计电烧蚀、风机2.增加运营者/管理者/设备供应商对产品信息收集的能力故障影响因素、设备性能变化趋势、设备

6、状态评价、故障预测、运行风险评估、检修计划安排、寿命周期成本1.增加运营者对开关设备控制能力配电设备技术研发关注点-智能开关设备目的控制器温度在线监测通讯管理机断路器状态检测电动接地开关 特点 -易于实施、易于复制、难以持续改进。配电设备技术研发关注点-智能开关设备非一体化、多装置构成、与开关柜体组合智能终端智能断路器配电设备技术研发关注点-智能开关设备功能和装置一体化；与断路器集成ECTEVTVCBDS ESSensor DP 特点-产品平台化、技术门槛高难以复制、持续升级基础 -企业基础高、初期投入高、转型受限配电设备技术研发关注点-智能开关设备功能和装置一体化；与开关柜体集成 保护装置合

7、并单元IEC61850协议转换器 永磁/弹操控制器 电动底盘车控制器 机械特性在线监测装置无线测温装置POWERPC、A8核心硬件平台 RtEMS后台操作系统 Linux前台系统24路模拟量 20路开入量功能和装置集成的智能终端集成技术基础之一配电设备技术研发关注点-智能开关设备传感器植入技术集成技术基础之一多种传感器植入嵌入式非接触绝缘判定机械判定性能判定性能测试EMC测试震动测试配电设备技术研发关注点-智能开关设备智能开关设备的后台基础专家系统在线监测数据实时数据库系统可以同时将多台设备监测数据实时存入数据库；全部特征值与波形文件存入数据库管理；支持名称、数值范围、时间等多条件查询；支持S

8、ql server,My Sql,Oracle,Acess多种数据库。数据库管理配电设备技术研发关注点-智能开关设备智能开关设备的后台基础开关设备故障诊断与预测专家系统专家系统数据库管理配电设备技术研发关注点-智能开关设备-不同于型式试验的能力极限指标-为使用、制造、设计逐级提供参考-为设备的评估、运维提供参考 （如维修策略、在线监测）目的1.减少失效的发生、降低失效产生的影响2.明确、延长产品技术寿命明确失效分布方式明确失效原因提供失效判定阀值配电设备技术研发关注点-开关设备可靠性IEC 60300-1 ed2.0 (2003-06)IEC 60300-2 ed2.0 (2004-03) I

9、EC 60300-3-2 ed2.0 (2004-11) IEC 60300-3-3 ed2.0 (2004-07) IEC 60300-3-4 ed2.0 (2007-09) IEC 60300-3-5 ed1.0 (2001-03) IEC 60300-3-10 ed1.0 (2001-01) IEC 60300-3-11 ed2.0 (2009-06)IEC 60300-3-12 ed2.0 (2011-02) IEC 60300-3-14 ed1.0 (2004-03) IEC 60300-3-15 ed1.0 (2009-06)IEC 60300-3-16 ed1.0 (2008-1

10、0) IEC 60319 ed3.0 (1999-09) IEC 60410 ed1.0 (1973-01) IEC 60554-3-2 ed1.0 (1983-01) IEC 60605-2 ed1.0 (1994-10) IEC 60605-4 ed2.0 (2001-08) IEC 60605-6 ed3.0 (2007-05)IEC 60706-2 ed2.0 (2006-03)IEC 60706-3 ed2.0 (2006-04)IEC 60706-5 ed2.0 (2007-09) IEC 60812 ed2.0 (2006-01)IEC 61014 ed2.0 (2003-07)

11、IEC 61025 ed2.0 (2006-12)IEC 61070 ed1.0 (1991-11)IEC 61078 ed2.0 (2006-01)IEC 61123 ed1.0 (1991-12)IEC 61124 ed2.0 (2006-03)IEC 61160 ed2.0 (2005-09)IEC 61163-1 ed2.0 (2006-06)IEC 61163-2 ed1.0 (1998-11) IEC 61164 ed2.0 (2004-03)IEC 61165 ed2.0 (2006-05)IEC 61649 ed2.0 (2008-08)IEC 61650 ed1.0 (199

12、7-08)IEC 61703 ed1.0 (2001-09)IEC 61709 ed2.0 (2011-06)IEC 61710 ed1.0 (2000-11)IEC 61882 ed1.0 (2001-05)IEC 61907 ed1.0 (2009-12)IEC 62308 ed1.0 (2006-07) IEC 62309 ed1.0 (2004-07) IEC 62347 ed1.0 (2006-11) IEC/TR 62380 ed1.0 (2004-08) IEC 62402 ed1.0 (2007-06) IEC 62429 ed1.0 (2007-11) IEC 62502 e

13、d1.0 (2010-10) IEC 62508 ed1.0 (2010-06) IEC/ISO 31010 Edition 1.0 (2009-11-27)IEC 60300-3-1 Edition 2.0 (2003-01-28) IEC在1965年成立了技术委员会TC56(可靠性与维修性技术委员会)1971-2003开始进行了三次高压断路器可靠性统计（为统计数据）IEC 相关可靠性标准 约50部IEC 60300 可信性管理（2001-2011）IEC 60812 失效模式和效应分析（FMEA）程序IEC 61025 故障树形分析法IEC 61710 幂律模型拟合优度试验和估算方法。IE

14、C 61709 电子元件可靠性IEC 62380 可靠性数据手册电子元件、PCB和设备的可靠性预测通用模型。无开关设备可靠性标准配电设备技术研发关注点-开关设备可靠性现状种类GBGJBJB其他行业已报待批总计数量87148324134342GJB 368.1-87 装备维修性通用规范 维修性管理大纲GJB 368.2-87 装备维修性通用规范 维修性的基本要求 GJB 368.3-87 装备维修性通用规范 常用件应用的维修性要求GJB 368.4-87 装备维修性通用规范 维修性的分配和预计 GJB 368.5-87 装备维修性通用规范 维修性的试验与评审GJB 368.6-87 装备维修性通

15、用规范 维修保障分系统的建立 GJB 368A-1994 装备维修性通用大纲GJB 451-1990 可靠性维修性术语GJB 450A-2004 装备可靠性工作通用要求 替代：GJB 450-1988 GJB 546-1988 电子元器件可靠性保证大纲GJB 3404-98 电子元器件选用管理要求GJB 645-1988 军用光学仪器维修性规范GJB 813-1990 可靠性模型的建立和可靠性预计GJB 841-1990 故障报告、分析和纠正措施系统GJB 899-1990 可靠性鉴定和验收试验GJB 899-1990 修改单1-97可靠性鉴定和验收试验GJB 1378-1992 装备预防性维

16、修大纲的制订要求与方注GJB 1391-1992 故障模式、影响及危害性分析程序GJB 1407-1992 可靠性增长试验GJB 1909.1-1994 装备可靠性维修性参数选择和指标确定要求 总则GJB 1909.4-1994 装备可靠性维修性参数选择和指标确定要求 卫星GJB 1909.5-1994 装备可靠性维修性参数选择和指标确定要求 军用飞机GJB 1909.6-1994 装备可靠性维修性参数选择和指标确定要求 舰船GJB 1909.7-1994 装备可靠性维修性参数选择和指标确定要求 装甲车辆和军用汽车GJB 1909.10-1998 装备可靠性维修性参数选择和指标确定要求 电子系

17、统GJB 1371-92 装备保障性分析GJB 2072-1994 维修性试验与评定GJBZ 23-1992 可靠性和维修性工程报告编写的一般要求GJBZ 27-1992 电子设备可靠性热设计手册GJBZ 34-1993 电子产品定量环境应力筛选指南GJBZ 35-1993 元器件降额准则GJBZ 57-1994 维修性分配与预计手册GJBZ 69-1994 军用标准的选用和裁减导则GJBZ 72-1995 可靠性维修性评审指南GJBZ 91-1997 维修性设计技术手册GJB/Z 299B-98 电子设备可靠性预计手册GJB 900-90 系统安全性通用大纲GJB 841-90 故障报告、分

18、析和纠正措施系统GJB 4355-2002 备件供应规划要求GJB 1364-1992 装备费用效能分析GJB 1686-93 装备质量与可靠性信息管理要求GJB 1775-93 装备质量与可靠性信息分类和编码通用要求GJB 150 军用装备实验室环境试验方法分为28个部分1983年成立中国电工技术学会电工产品可靠性研究会1994年原机械工业部召开机械工业可靠性工作会议国内可靠性标准GJB 450A-2004 装备可靠性工作通用要求 GJB 899-1990 可靠性鉴定和验收试验GJB 451-1990 可靠性维修性术语GJB 546-1988 电子元器件可靠性保证大纲GJB 3404-98

19、电子元器件选用管理要求。国内无开关设备可靠性标准配电设备技术研发关注点-开关设备可靠性现状某新研制永磁机构断路器在试验室的定时截尾实验数据曲线（10000次操作试验）产品失效率函数曲线基于可靠性数据的产品评价针对一款新研制的产品早期故障2400次，产品不成熟偶发期稳定，具有较长寿命，未完整产品可靠性指标差配电设备技术研发关注点-开关设备可靠性126kV产品实验数据曲线针对一款具有一定成熟度的产品早期故障持续长，至万次未见进入偶发期时间及条件所限，尚未能体现出产品的老化阶段产品可靠性指标差产品失效率函数曲线基于可靠性数据的产品评价配电设备技术研发关注点-开关设备可靠性某地区252kV断路器用机构

20、不可靠度的函数曲线 在1300天操动机构不可靠度接近25%，说明有四分之一产品出现操动机构异常问题。7500天（20.5年左右）该地区252kV断路器基本都出现了操动机构异常问题。基于可靠性数据的产品评价某地区252kV断路器机构可靠性评价配电设备技术研发关注点-开关设备可靠性363kV断路器基础台帐及失效数据信息整体样本空间523台断路器最短运行5天，最长运行21年。某省363kV断路器失效数据处理拟合优度检验因子=0.01801相关系数=0.9904服从二参数威布尔分布基于可靠性数据的产品评价配电设备技术研发关注点-开关设备可靠性开关产品/试验/老化试验可以进行集中式的等额试验机械寿命可靠性试验载流/开断能力可靠性试验无法进行集中式的等额试验电老化试验热老化试验金属/非金属疲劳/破坏环氧件硅橡胶件尼龙加工/装配不达标金属/非金属疲劳/破坏加工/装配不达标特性导电件不达标配电设备技术研发关注点-开关设备可靠性新建项目已有实验室高压直流大电流实验室 低压电器及热机实验室机电实验室冲击电流实验室电气及环境老化实验室长期可靠性试验场建立基于失效机理分析的产品可靠性试验平台可靠性试验平台的建立配电设备技术研发关注点-开关设备可靠性功能/性能安全长期服役2. 设计为生产