A 10–35 kV-os elosztóhálózaton belüli felsővezetékek és elosztótranszformátorok legszélesebb körben használt alapvető védőelemeiként a nagy-feszültségesés-kimeneti biztosítékok egyszerű felépítésűek, alacsony költségűek, függetlenek a másodlagos tápegységtől és látható törési pontok, ami miatt hosszú ideig pótolhatatlanok. Az új energiaellátó rendszer, a szén-dioxid-csúcs és a szén-dioxid-semlegesség célkitűzései, az elosztóhálózatok automatizálása és a nagy-penetrációjú új energiahálózat-integráció vezérelve az egész iparág hét fő fejlesztési irány mentén fejlődik: intelligens digitális átalakítás, új anyagok korszerűsítése, környezetvédelem és alacsony szén-dioxid-kibocsátás, alkalmazkodás a nagy-megbízhatóságú extrém környezetekhez, integrált ipari kombinációs tervezés, testre szabott forgatókönyv{{7}. Pozícionálása a passzív mechanikai védelemről az aktív felügyeleten, az élek intelligenciáján és a teljes életciklusú működésen és karbantartáson alapuló korai figyelmeztetés felé változik. A részletes elemzés a következő:
1. 1. alaptrend: Átfogó intellektualizálás és-az elsődleges és másodlagos berendezések mélyreható integrációja (a fő prioritás)
A hagyományos biztosítékok csak passzív védelmet valósítanak meg a beégetés után, míg a jövőbeni termékek IoT-érzékelő terminálokká fognak fejlődni az elosztóhálózatok végén, követve a helyi megfigyelés → szélső számítástechnikai korai figyelmeztetés → felhő együttműködésen alapuló öngyógyítás{0}}útvonalát.
Miniatűr többdimenziós érzékelők{0}}integrációja
Miniatűr Hall áramérzékelők, NTC hőmérséklet-érzékelők, elmozdulás- és rezgésérzékelők, valamint mikro-meteorológiai modulok lesznek beágyazva keskeny biztosítékcsövekbe, hogy valós idejű adatokat gyűjtsenek, beleértve az érintkezési hőmérséklet-emelkedést, a biztosítékelem deformációját, a biztosítékcső dőlését, a vonal harmonikus torzítását, a környezeti hőmérséklet és páratartalom ellenőrzését, valamint a nehéz sópermetezési feltételeket. berendezések. Szabványos alacsony fogyasztású-vezeték nélküli kommunikáció
A több-módusú kommunikációs modulokat, például az NB-IoT-t és a LoRa-t, valamint a tápvonali kommunikációt (PLC) széles körben alkalmazzák majd, amelyek megfelelnek az IEC 61850 és IEC 104 tápkommunikációs protokolloknak, hogy közvetlenül kapcsolódjanak az elosztóautomatizálási főállomásokhoz. Hiba esetén a berendezés automatikusan feltölti a GPS-helyszínt, a hiba előfordulásának idejét és a hibaosztályozást, ezzel 40-50 percről 5-10 percre lerövidíti a hibaelhárítási időt, és több mint 60%-kal javítja az energia-helyreállítás hatékonyságát. Élszámítás és mesterséges intelligencia előrejelzés: váltás a utólagos-hibabeolvadásról az elő{122}}előzetes{101}{101}
A miniatűr MCU élchipekkel felszerelt biztosítékok mesterséges intelligencia algoritmusokat alkalmaznak az olyan prekurzorok azonosítására, mint a túlterhelés, a harmonikus torzítás, a biztosítékelemek öregedése és az érintkezők oxidációja, 15-30 nappal előre jelezve a korai figyelmeztetést. A műveleti pontosság ±15%-ról ±5%-ra lesz optimalizálva, ami hatékonyan csökkenti az új energia és a gerjesztő bekapcsolási áram fordított áramátvitele által okozott téves ki
A fotovoltaikus és szélenergia-rendszerek gyakori egy-fázisú biztosítéki problémáinak megoldása érdekében az intelligens vezérlőegységeket terheléskapcsolókkal kapcsolják össze, amelyek három-fázisú kioldást váltanak ki, amint egy-fázisú olvadáspont megtörténik, megakadályozva a transzformátorok és motorok fáziskiesés miatti kiégését. A Shape Memory Alloy (SMA) anyagok enyhe túlterhelés esetén is automatikusan újraindulnak, csökkentve a biztosítékcsere gyakoriságát, és a karbantartás--mentes működés felé haladnak. Piaci penetráció előrejelzése
Az intelligens biztosítékok 2025-ben a piac körülbelül 33%-át tették ki, és penetrációjuk 2030-ra várhatóan meghaladja az 50%-ot. A State Grid és a China Southern Power Grid a 10 kV-os hálózatokon belüli kulcsfontosságú elosztóállomásokba beépített felügyeleti és kommunikációs interfészeket ír elő.
2. 2. alaptrend: Új anyagok iterációja a nagyobb megbízhatóság, miniatürizálás, könnyű kialakítás és hosszabb élettartam érdekében
Az anyagfelújítás a teljesítményjavítás alapvető támasza; a hagyományos porcelán kagylók, ezüst biztosítékelemek és a hagyományos ív{0}}oltószálas anyagok fokozatosan megszűnnek.
Külső szigetelés: a szilikongumi átfogóan helyettesíti a kerámiát
A nano-módosított szilikongumi és a nano-kompozit kerámiák felváltják a hagyományos porcelán szigetelőket:
A súly 35–45%-kal csökkent, a szennyezés-felvillanás elleni, az ultraibolya és az anti-sópermet teljesítmény pedig 40%-kal javult;
A hosszú kúszótávú fészerszerkezetek alkalmazkodnak a 4000 méter feletti magas-tengerszint feletti területekhez, a IV. osztályú erősen szennyezett tengerparti régiókhoz és a homokos északnyugati területekhez;
A fokozott mechanikai törésállóság megoldja a porcelán alkatrészek sérülékenységi problémáját a nagy magasságban történő telepítés során.
Osztóelemek anyagai: nemesfém redukciója és nagy konzisztenciájú kompozit ötvözetek alkalmazása
A gradiens kompozit ezüst-ón-réz biztosítóelemeket széles körben alkalmazzák az ezüstfogyasztás 15–20%-os csökkentésére, miközben megtartják a stabil idő-jellemzőket, csökkentve ezzel az általános költségeket;
A szupravezető és nanokristályos lágymágneses anyagok kísérleti alkalmazás alatt állnak, hogy tovább csökkentsék az ingadozó rövidzárlati áramok áramkorlátozási arányát az új energiarendszerekben, így az I²t jellemzők diszperziós hibáját ±5%-on belül szabályozzák.
Ív-oltóanyagok: nagy-szilárdságú, gyors gázt-képző anyagok hosszabb élettartammal
Az epoxigyantával és kerámia bevonattal bélelt biztosítékcsövek helyettesítik a hagyományos szálas csöveket, 10 ms-on belül korlátozzák az íves ív időtartamát, és a hagyományos 12,5 kA-ról 16–20 kA-ra növelik a megszakítási kapacitást, hogy megfeleljenek a modern elosztóhálózatok magas rövidzárási áramigényének.
3. 3. alaptrend: zöld és alacsony-szén-dioxid-kibocsátás fejlesztés, SF₆-Szabad tervezés és újrahasznosíthatóság a szén-dioxid-semlegességi célok érdekében
Teljes-léptékű SF₆ csere
A hagyományos olvadóbiztosítékok, amelyek kén-hexafluoridot (SF₆, egy erős üvegházhatású gáz) használnak az ívkioltáshoz, száraz levegőt, nitrogénkeverékeket és környezetbarát perfluorketon gázokat alkalmaznak, 99%-kal csökkentve a globális felmelegedési potenciált (GWP), és megfelelnek az IEC 62271-214 környezetvédelmi szabványoknak. Az SF₆-mentes biztosítékok 2030-ra standard konfigurációkká válnak. Újrahasznosítható zöld gyártás alacsony energiafogyasztással
A bio-alapú polimer anyagokat szigetelő héjakhoz alkalmazzák, a moduláris fémszerkezeteket pedig az egyszerű szétszedéshez és újrahasznosításhoz tervezték. Az energiafelhasználás csökkentése a gyártás során és az életciklus-szénlábnyom teljes-szénlábnyomának felmérése szerepelni fog a villamosenergia-hálózati berendezések hozzáférés-értékelési szabványaiban. Az olaj--mentes és nem-toxikus tervezés szabványosítása
A régi termékekben használt aszfalt és mérgező gázokat{0}}képző anyagok megszűnnek; nem-mérgező és szennyezéstől-ívmentes-oltóanyagot alkalmazunk a tűzbiztonsági követelmények teljesítése érdekében a városi területeken, erdőterületeken és lakónegyedekben.
4. 4. alaptrend: Integrált szerkezeti tervezés és kombinált elektromos készülékek az új energiavédelem hibáinak javítására
Az egyszeri-kieső biztosítéknak nyilvánvaló hátrányai vannak, beleértve a terhelés megszakításának képtelenségét és a fáziskimaradás kockázatát az egy-fázisú biztosítékok után. A biztosíték-terheléskapcsoló kombinált eszközök az új energetikai forgatókönyvek általános megoldásaivá válnak.
A terhelési-kiszakadási-biztosítékok széleskörű-alkalmazása
Az új terhelésű-kapcsolható biztosítékok támogatják a-terhelés zárási és nyitási műveleteit, így nincs szükség kézi áramszünetre a működés előtt, így ideálisak elosztott fotovoltaikus és energiatároló gyűjtővezetékekhez. Három-fázisú összekötő termékek népszerűsítése
A szélerőművek, bányák, valamint az ipari és kereskedelmi elosztó hálózatok esetében kötelező lesz a három-fázisú összeköttetés, amely szinkron három-fázisú megszakítást valósít meg, ha bármely egyfázisú biztosíték teljesen kiküszöböli a fázis-kiesési hibákat. Moduláris integrált kialakítás
A biztosítékokat, villámhárítókat és szigetelőket integráló komplett készleteket a gyárakból szállítjuk szabványos gyors-telepítési interfészekkel, amelyek 50%-kal csökkentik- a helyszíni telepítési időt, és megkönnyítik az elosztóhálózat gyors felújítását. Mini vákuumív-oltóbiztosítékok kísérleti alkalmazása
A vákuumos ív-oltó-kieső biztosítékok próbaüzemben vannak-hálózati próbaüzemben, erősebb ívoltási kapacitással, kisebb mérettel és alacsonyabb zajszinttel, így alkalmasak a belvárosi területeken történő kompakt oszlopszerelésre.
5. 5. alaptrend: forgatókönyv-Orientált testreszabás és finomított szegmentált piacfejlesztés
Az általános-célú termékeket fokozatosan személyre szabott, dedikált termékek váltják fel, hogy alkalmazkodjanak az új energiarendszer változatos működési feltételeihez.
Speciális termékek új energiaerőművekhez
35 kV-os szélerőművekhez: ultragyors kapcsolószerkezetek 15 ms alatti akciókésleltetéssel, hogy ellenálljanak a harmonikus torzításoknak és a szélturbinák gyakori indító-leállítási hatásának;
Elosztott fotovoltaikus rendszerek esetén: fordított áramú biztosítékok, amelyek 30%-os egyenáramú komponenst is elviselnek, hogy megakadályozzák a fotovoltaikus fordított áramátvitel által okozott hibás -biztosítékokat.
Speciális termékek extrém körülményekhez
Északnyugat-Kína homok-álló modelljei, amelyek automatikus poreltávolító szerkezetekkel vannak felszerelve a por felhalmozódása miatti rossz érintkezés elkerülése érdekében;
Alacsony-hőmérsékletálló modellek Északkelet-Kína számára, amelyek -50 fokon is stabilan működnek, hogy megakadályozzák a biztosítóelemek megmerevedését és a hideg körülmények közötti működésképtelenséget;
Megerősített szigetelő termékek hosszú kúszási távolsággal a part menti sópermetezési területeken és a magas{0}}magassági területeken.
Testreszabott termékek ipari és bányászati, földalatti és vasúti tranzit ipar számára
Robbanásbiztos,-íves fröccsenésbiztos-és földrengésgátló{2}}termékek fejlesztése az üzembiztonság nagymértékben történő javítása érdekében történik. Gazdaságos, hagyományos termékek városi és vidéki általános elosztóhálózatokhoz
Költséghatékony karbantartást
6. 6. alaptrend: A működési és karbantartási módok átalakítása, digitális iker és teljes-életciklus-kezelés
A digitális iker technológia népszerűsítése
Minden biztosítékhoz digitális ikermodell készül. Az üzemi adatok szimulációjával kombinálva a modell pontosan megjósolja a mechanikai élettartamot, a szigetelés elöregedését és a biztosítóelemek elvesztését, a karbantartási módot a hibák utáni sürgősségi javításból prediktív karbantartásba alakítja át, az előrejelzési hiba 5% alá csökken, a karbantartási költségek pedig több mint 40%-kal csökkennek. A gyártók szolgáltatásainak frissítése: integrált hardver, felhőplatform és üzemeltetési szolgáltatás
A vezető elektromos vállalatok egyszerű hardverszállítókból átfogó szolgáltatókká alakulnak, amelyek hardvert, felhőmegfigyelési platformokat és egész életen át tartó karbantartási szolgáltatásokat kínálnak, egységes felhőfelügyeleti platformokat építenek az elosztóhálózatokban lévő hatalmas végbiztosíték-eszközök kezelésére. Az összehangolt három-szintű elektromos hálózatvédelem szabványosítása
A biztosítékok beállítási logikája illeszkedik az alállomások relévédelméhez és a pólusra szerelt kapcsolókhoz, hogy megoldja a védelmi hibás működés és a szintek közötti kioldás problémáját az új energiahálózatokban. A GB/T15166 nemzeti szabvány folyamatos felülvizsgálata megerősíti az összehangolt védelmi mutatókat.
7. Ipari tájfejlesztési irányzatok
Növekvő piaci koncentráció
Az alacsony kategóriájú, nem-szabványos gyengébb gyártási kapacitást gyorsan megszüntetjük. A vezető állami-vállalkozások (Pinggao Electric, Xi'an Electric, XJ Group) és kiemelkedő magánvállalkozások (Chint Electric, Siyuan Electric) folyamatosan bővíteni fogják piaci részesedésüket, és az öt legnagyobb gyártó piaci koncentrációja várhatóan 2030 előtt meg fogja haladni a 70%-ot. A csúcskategóriás termékek felgyorsult hazai helyettesítése
A nagy pontosságú érzékelők, a speciális szigetelőanyagok és az intelligens chipek hazai független kutatása és iparosítása-előre fog haladni. A csúcskategóriás-termékek lokalizációs aránya a jelenlegi 60%-ról több mint 90%-ra emelkedik, megtörve az importált anyagoktól és elektronikai alkatrészektől való függést. Bővülő exportpiacok
A kínai termékek kiemelkedő költség-{0}}teljesítményelőnyökkel büszkélkedhetnek; Az intelligens biztosítékokat nagy mennyiségben exportálják Délkelet-Ázsiába, a Közel-Keletre, Latin-Amerikába és más tengerentúli elosztóhálózati piacokra, a nemzeti szabványok teljes mértékben igazodnak az IEC nemzetközi szabványaihoz.
Hosszú távú kilátások- (2026–2030)
Rövid távú (1-3 év): intelligens szenzorok népszerűsítése, kerámia szigetelések átfogó cseréje kompozit anyagokra, kombinált elektromos készülékek nagyszabású-alkalmazása;
Középtávú (3-5 év): az élvonalbeli mesterséges intelligencia technológia mélyreható-alkalmazása, széles körben elterjedt SF₆-ingyenes környezeti tervezés, normalizált digitális iker-alapú karbantartás;
Hosszú távon: a kieső biztosítékokat az alapvető védelmi komponensekről az elosztóhálózati terminálokon elosztott érzékelő terminálokká frissítik, amelyek az új áramellátó rendszer öngyógyító
