我国智能化开关设备行业技术研究进入重要发展时期 模块化、智能化将成为市场主流产品

一、行业基本概述

“作为传统电器学科中一个新的发展领域，智能开关是多学科交叉和融合的结果。”

虽然业界普遍认为，智能电器应该具有感知、思维判断和执行功能，并实现了全新的智能操作与状态自诊断。但是，截止到目前，业内对智能开关尚无一个通用概念。

智能开关应包含三方面含义：首先，智能开关应具有人工智能功能，即具备准确的感知信息功能(知识的获取)；此外，具备正确处理信息及分析判断功能(知识的运用)；最后，还应具备对处理结果的实施及有效的操控功能(知识的处理)。其中，智能断路器是智能开关中的最典型的代表。

作为传统电器学科中新的发展领域，智能开关是多学科交叉和融合的结果。它涵盖了传统电器、电力系统自动化、微机控制、微电子技术、电力电子技术及数字通信和计算机网络等多种学科的相关知识。它需要现代传感技术、通信技术、状态监测和故障诊断技术、微处理机技术、设备制造技术、新材料应用技术、控制技术、决策支持技术、标准体系等多方面的支持。

二、行业发展现状

随着业界对智能电网的重视和各种技术的迅速发展，智能开关将会得到迅速发展。

从开关类设备技术长远发展角度来看，智能开关大致应具有6项功能：运行时开关自身状态的监测、诊断、记录和实时显示；系统参数的测量和记录；信号数字化、通信网络化；控制保护；长寿命、高可靠，延长开关设备的检修周期；可以进行3极联动的在设定的某一相的电压或电流相位角同时关合或同时打开。另外，还可将第6项“3极联动操作”改进为3极各自进行独立相控操作，就可根据负荷性质的不同，实现负荷理想关合和开断。

根据观研报告网发布的《中国智能化开关设备行业发展现状研究与投资前景分析报告（2023-2030年）》显示，目前，国际市场上智能开关的研制及生产相当热，走在前列的是欧美地区及日、韩等国家。欧美主要代表厂家有ABB、西门子、阿尔斯通、伊顿等，日本主要有东芝、三菱，韩国主要有晓星、三星等。

随着大家对智能电网的重视和各种技术的迅速发展，智能开关将得到迅速发展。从实际应用情况看，低压智能开关要高于高压智能开关，其智能化程度也如此。

随着国外各类智能开关的不断涌入，国内企业于20世纪90年代后期才逐步跟进，采取与早期从事智能开关研究的科研院所及大专院校进行合作开发方式，并形成庞大的研发、生产群体。该行业从整体上而言，研发部门分散性很大。

在具体研究方面，上海电器科学研究院代表了低压智能开关的国内最高研究水平；以西安高压电器研究院、中国电科院开关所为主导的研究所代表了高压智能开关的国内最高研究水平；而西安交通大学、大连理工大学和沈阳工大则是研究智能开关的代表专业院校。

企业方面，常熟开关厂、北京人民电器公司、苏州法泰电器公司等几家企业则是低压智能开关的典型代表；南京茵泰莱公司、四方华能公司、西安森源公司等几家企业则是高压智能开关的典型代表。

1、产量情况

2022年，我国智能化开关设备产量约为368.7万套，保持连续增长态势。

资料来源：观研天下数据中心整理

2、需求量情况

2022年，我国智能化开关设备需求量约为322.8万套，连续两年保持增长的态势。

资料来源：观研天下数据中心整理

三、行业发展存在问题及趋势分析

随着社会的发展，物质财富日益提高，人们越来越注重精神生活的享受，拥有安逸和休闲的生活成为人们追求的目标。简单方便的智能化家居迎合了人们的需要，并逐渐普及到人们生活当中。未来，居民使用一个遥控器或电话，就可以随心所欲控制其他所有房间电灯、电器(比如空调、电扇、微波炉等)。这种方法实现上简单，不需要对房间进行大规模布线，用户更换智能的成本小，墙壁上开关插座也成为了一件装饰艺术品。

市场需要适应用户需求的节能、实用、方便的电工开关产品，很多企业已开始探索电工开关新的发展之路。虽然智能照明开关的创新形式不同，但现代生活需要人性化智能开关产品，传统电工开关面临升级换代却是不争的事实。

不过，目前智能开关的发展也面临一定的现实问题，因为智能化的模块研发成本很高，有些智能开关零售价一开达到50元以上，价格是传统机械开关的五倍。还有国内智能开关的模块一直是深圳主导，但是深圳企业一直以外销为主，对国内市场的现状和需求不清楚，研发出的产品接线方式和传统的开关有很大的区别，很多没有受过培训的电工师傅都不会安装，更不要提普通人了。智能开关属于电子产品，中国一般的电子产品也就两到三年的质保期，一般的代理商根本不敢大批量的进货，都是以松散性的拿货（零售、工程）为主。

产品的智能化，不能脱离产品本身的质量和安装的便捷性，更不能价格居高不下。所以智能开关设备这些年没有完全推广开来，并非市场没有需求，而是智能化的产品没有解决消费者的痛点。

因为技术的不断发展和完善，市场需求也在不断的加大，对开关设备智能化的研究会在不同的领域中都能取得新的突破和成果。开关设备智能化的技术也持续的将新的技术引进过来，比如以 OPC 为核心的系统集成技术，将智能单元前置技术和新型的传感技术。虽然目前很多技术还不够完善和成熟，可是一定会是开关设备智能化技术的发展方向和趋势。为了更好的发展开关设备智能化技术，需要对现有的技术进一步提高，应该加强以下几下几点的研究。

1、研发专用的集成电路

现在使用通用的 CPU 是研制生产智能单元的主流方式，比较主流的机型就是 Intel 51.96.196 系列的单机片和摩托罗拉的68HC11. 只有极少数使用其他的单机片、DSP 和嵌入式的 CPU。这样就会存在 CPU 的资源不足浪费，对于外部扩展电路非常复杂，同时投入的成本非常高，处理的速度非常慢导致难以实现控制和保护的算法。因此，目前的任务重点应该是研发专用的芯片和模块，减少产品的体积，提高可靠性能。在处理速度的提升上，可以采用使用硬件替换软件的方式。

2、重视网络开发

现在还缺少能够做到人机结合的汉化组软件。所以要打破传统的重视硬件，轻视软件的思想，将分工细化，建立统一的标准，加大对软件的重视程度和开发力度。

3、提高配套原件的性能

不断提高配套元件的质量和性能，在对新产品进行研发时，要对开关柜中不是电量的手段给予充分的考虑，要检测开关柜的压力，湿度，绝缘和真空度等重要参数，促进开关设施性能指标的提升同时提高可靠性。

随着开关设备生产技术的不断创新发展，以模块化、智能化为主要特征的新一代智能化开关设备会逐渐成为市场的主流产品，开关设备智能化技术的研究也进入了重要的发展时期，相信智能化技术一定会日益成熟和完善，改变人类的生活，更好的为人类服务。（WWTQ）