作者：赛法·哈立德，PTR公司研究分析师

在电力电网中 ，中压开关设备发挥着至关重要的作用，因为它负责控制、保护和隔离在中压水平下运行的电网设备和电路。它不仅能减少停机时间，保护电力电网基础设施，还能保障部署在配电设施中的人员安全。 根据PTR的评估，中压开关设备市场在公用事业、工业、商业建筑和可再生能源系统等多个领域均呈现显著增长，相关利益方正重点关注安全性、可靠性、效率、环境可持续性和数字化。

图1：中压开关设备市场的全球驱动因素。来源：PTR Inc

预计2022年至2028年间，中压开关设备市场将以11%的复合年增长率（CAGR）增长，到2028年市场规模将达到330亿美元。尽管中压开关设备市场预计将实现显著增长，但仍存在一些瓶颈，特别是对制造商而言，必须消除这些瓶颈才能维持市场的持续增长。 这些障碍包括成本压力和监管要求，PTR预计可通过技术创新和进步来克服这些挑战。

目前，全球中压开关设备市场主要受脱碳趋势和电网扩建计划的推动。脱碳政策促使各国经济体大力部署可再生能源及电动汽车充电基础设施（以支持电动汽车的销售）。
 

图2：2022-2028年全球中压开关设备市场的复合年增长率。来源：PTR Inc

中压开关设备行业的进展

中压开关设备在技术上取得了显著进步，这使得设备具备了更完善的安全功能、更高的可靠性，并实施了环境可持续性措施和数字化转型。

增强的安全功能和更高的可靠性

该报告指出，中压开关设备行业正致力于提升安全性能并提高设备可靠性。例如，施耐德电气的Premset开关设备采用抗电弧设计，包括加固外壳和泄压装置，可将电弧能量引离技术人员，从而降低受伤风险。此外，ABB的SafeGear HD开关设备配备了强大的联锁装置和访问控制功能，可防止开关设备发生意外或未经授权的操作。

对于主要采用中压开关设备的公用事业、工业、商业建筑及可再生能源系统而言，中压开关设备的运行可靠性至关重要，因为它能确保电力供应不中断。为应对可靠性方面的挑战，开关设备制造商已采用先进的故障检测技术，例如基于传感器的监测和智能算法，这些技术为早期故障检测（否则无法实现）铺平了道路，从而减少停机时间，并通过自愈能力实现快速恢复供电。 

为了提高开关设备的可靠性并防止意外故障，ABB推出了UniGear Digital开关设备。该设备集成了先进的监测和诊断系统，能够持续监测开关设备的关键参数，从而实现主动故障检测和维护。

环境可持续性

大多数中压开关设备均采用六氟化硫（_SF6）作为灭弧介质，但该气体具有极高的全球变暖潜能值，对环境构成威胁。 观察发现，为应对_六氟化硫带来的威胁，业界一直在积极探索_{替代方案，}例如真空断路器、气体混合物和固态技术。这些替代方案在降低环境影响的同时，提供了相当甚至更优的电气性能。但若要在中压领域实现_{无六氟化硫开关}设备的广泛应用，仍需克服若干障碍（主要是成本高于传统开关设备这一问题）。

作为一家领先的技术公司，ABB开发了一种名为AirPlus的气体混合物，其全球变暖潜能值低于_{六氟化硫（SF6）}。另一方面，西门子则推出了真空断路器技术，作为其中压开关设备中_{六氟化硫（SF6）}的替代方案。采用_{六氟化硫（SF6）}替代技术不仅能解决环境问题，还有助于电力行业推行可持续实践。

此外，伊顿的Xiria开关设备采用固体绝缘材料，从而延长了设备使用寿命，降低了维护需求，并提高了整体可靠性。

根据PTR的数据显示，全球范围内_{，基于六氟化硫（SF6）的}气体绝缘开关设备（GIS）正逐渐被固体绝缘开关设备（SIS）及无_{六氟化硫（SF6）}的替代产品所取代。固体绝缘开关设备（SIS）技术在美洲和亚太地区更为普遍，而_{无六氟化硫（SF6）的}替代产品则在欧洲更受青睐。

数字化

领先的中压开关设备制造商正将数字技术融入开关设备中，从而提升控制和监控能力，并赋予其通信功能。如前所述，ABB的UniGear Digital开关设备已集成数字传感器和通信功能，用于状态监测和预测性维护。

另一方面，物联网（IoT）与中压开关设备的集成实现了实时监控与控制，从而为高效运行和维护铺平了道路。施耐德电气的EcoStruxure Power解决方案提供支持物联网的开关设备，可实现实时数据采集、远程诊断和预测性分析。 此外，伊顿（Eaton）的Power Xpert Dashboard作为一款基于云的平台，可远程访问关键开关设备数据及分析结果，从而实现高效的能源管理并支持基于数据的决策。

据PTR称，目前数字开关设备市场尚处于起步阶段，需求微乎其微，但预计2021年至2030年间该市场将以25%的显著复合年增长率（CAGR）增长，其中大部分需求将来自欧洲市场。

图3：2021-2030年全球数字式中压开关设备市场的复合年增长率。来源：PTR Inc

展望未来

PTR观察到，多年来中压开关设备技术已取得显著进步。新增的安全功能、可靠性提升、环境可持续性措施以及数字化应用，使中压开关设备行业与现代需求保持同步。如今，开关设备配备了电弧闪光缓解技术、人员保护机制和联锁系统以增强安全性；而通过故障检测系统、自愈能力及预测性维护算法，则实现了可靠性的提升。 除了提升安全性和可靠性外，中压开关设备行业还致力于通过采用全球变暖潜能值较低的_{六氟化硫（SF6）}替代气体混合物来减少对环境的影响。此外，数字技术与开关设备的融合，使中压开关设备具备了更优的控制、监控和通信能力。

预计从中2022年至2028年，中压开关设备市场将以11%的复合年增长率（CAGR）增长，到2028年市场规模将达到330亿美元，但目前仍存在一些亟待解决的障碍。据PTR分析，主要瓶颈包括成本压力和监管要求，预计原始设备制造商（OEM）将借助创新和技术进步来应对这些挑战。

关于作者

Saifa 是 PTR Inc. 的高级分析师。她的主要研究领域是电力系统。目前，她领导电网研究团队开发 PTR 的联合电网服务，并负责管理面向全球《财富》500 强客户的定制研究项目。 她负责的研究领域涵盖高压开关设备、中压开关设备、电力变压器、配电变压器、变电站自动化、功率因数校正等。赛法拥有扎实的技术背景，持有电气工程学士学位。

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