電力自動化專用連接器項目可行性研究報告.doc

濟南市科技發(fā)展計劃項目可行性研究報告項目名稱：電磁兼容抗干擾電力自動化連接器領(lǐng) 域：先進制造及自動化起止時間：2006年3月至2008年3月 電磁兼容抗干擾電力自動化連接器可行性研究報告一、立項的背景和意義1、本單位是具有四十余年歷史的專業(yè)生產(chǎn)電連接器的企業(yè)，與國內(nèi)電力自動化控制設(shè)備制造的龍頭南京電力自動化研究院（南京南瑞集團）的合作，已有近三十年的歷史。 變電站的繼電保護裝置和測控裝置作為電力系統(tǒng)中重要的智能電子設(shè)備，它的可靠性和安全性直接影響電力系統(tǒng)的經(jīng)濟安全運行，其電磁兼容性是影響其可靠性和安全性的重要因素，必須高度重視。變電站的繼電保護裝置和測控裝置面對的主要問題之一就是其承受電磁干擾的能力，在gb/t4365-1995中電磁干擾的定義是:任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或者對有生命或無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。由于變電站本身就處于一個極為復雜的電磁環(huán)境,存在多種電磁干擾源,這樣的電磁環(huán)境對繼電保護裝置和測控裝置極為不利, 可能導致裝置的誤動或拒動，釀成大事故。因此，必須深入了解變電站二次智能電子設(shè)備的電磁兼容問題，并且找出解決問題的方法。 研究電磁兼容抗干擾電力自動化連接器,就是解決此項問題的方法之一。另外,生產(chǎn)電連接器的著名企業(yè)德國西門子公司、菲尼克斯等公司目前還沒有此類emi產(chǎn)品可替代解決。為了進一步提升設(shè)備總體的科技含量，增強在國際市場的競爭力，我廠與南瑞合作開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的電磁兼容抗干擾電力自動化專用連接器產(chǎn)品。本課題在自有技術(shù)基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新,特別是要突破關(guān)鍵技術(shù)。研發(fā)形式采用企業(yè)與企業(yè)、企業(yè)與學校合作的方式,充分發(fā)揮各方的優(yōu)勢。 通過本課題的研究,可以解決國內(nèi)電力行業(yè)在電磁兼容性方面的不足,提高繼電保護裝置和測控裝置的抗電磁干擾能力,達到國際先進水平,填補國內(nèi)空白。另外,本課題形成的關(guān)鍵技術(shù)完全適合其它領(lǐng)域如電子儀器、航海、郵電通訊、無線電、機床等領(lǐng)域,具有廣闊的應(yīng)用前景和市場需求,必將為我市的發(fā)展發(fā)生巨大的影響。二、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢據(jù)美國市場研究公司bishop&associates統(tǒng)計,2005年全世界連接器銷售額為354843億美元,比2004年增長62%。按地區(qū)劃分的市場份額見表1。表1世界各地區(qū)連接器銷售額地區(qū)2004年銷售（億美元）2005年銷售（億美元）增長（%）北美90.87693.2392.6歐洲80.86488.4531.9日本58.02659.3622.3中國41.18549.46420.1亞太38.59342.57010.3其他18.70521.75516.3總計334.189354.8436.2 從表中可以看出,中國仍然是增長最快的地區(qū),增長率達201%。目前，國內(nèi)對電力自動化行業(yè)所選用的專用連接器研究的較少。有部分企業(yè)如洛陽158廠、綿陽796廠主要研究生產(chǎn)軍工產(chǎn)品上用的圓形連接器,效率低、成本高, 批量小,很難形成自動流水線組裝生產(chǎn)。國內(nèi)連接器生產(chǎn)廠家較多,大多為民用產(chǎn)品,并且大多仿制國外廠家的產(chǎn)品,沒有形成自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，主導潮流完全依賴國外。在國外,早已經(jīng)把連接器作為一項重要電子產(chǎn)品，形成具有相當規(guī)模的科研與生產(chǎn)一體化的大公司, 主要研究片簧式連接器：如菲尼克斯、威德米勒、哈定、町洋公司等。這些公司的產(chǎn)品均為自動化流水線生產(chǎn),生產(chǎn)效率極高,引領(lǐng)整個國際市場。 近幾年隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展和國家產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整，老產(chǎn)品已經(jīng)滿足不了市場需求，自主創(chuàng)新和開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，成為國內(nèi)生產(chǎn)廠家的一種發(fā)展趨勢。變電站的繼電保護裝置和測控裝置作為電力系統(tǒng)中重要的智能電子設(shè)備，它的可靠性和安全性直接影響電力系統(tǒng)的經(jīng)濟安全運行，其電磁兼容性是影響其可靠性和安全性的重要因素。研究防電磁干擾的端子必將是市場發(fā)展趨勢。本單位在保證軍工產(chǎn)品的同時，以市場需求為導向，力求自主創(chuàng)新，已經(jīng)研發(fā)出具有中國特色的多項專用配套產(chǎn)品。以降低生產(chǎn)成本，提高科技含量,增強市場競爭力，逐步向國際市場進軍。通過本課題的研制，可以形成完全自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，成為山東省內(nèi)最大的連接器科研與生產(chǎn)一體化的大公司, 填補國內(nèi)空白。三、現(xiàn)有研究基礎(chǔ)、特色和優(yōu)勢 1、工作基礎(chǔ) 11、對連接器承受電磁干擾的能力進行研究。 12、已經(jīng)掌握了連接器應(yīng)承受電磁干擾的數(shù)據(jù)。 13、已完成電磁兼容電子線路模塊的初步試驗。 2、工作條件在各類電子系統(tǒng)中,尤其是在器件與組件、組件與機柜、系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間,連接器起著電氣連接和信號傳遞的重要作用,是構(gòu)成一個完整系統(tǒng)所必須的基礎(chǔ)元件。本單位是具有四十余年歷史的專業(yè)生產(chǎn)電連接器的企業(yè)，產(chǎn)品生產(chǎn)需要的主要設(shè)備完全具備。連接器必須的主要技術(shù)特性及使用環(huán)境條件都已達到如：工作電壓、工作電流、低而穩(wěn)定的接觸電阻、工作溫度(-55125甚至-65200);抗腐蝕、耐潮濕、耐高沖擊和振動、高低溫、低氣壓以及防砂塵、防霉菌等;具有較低的電壓駐波比, 防電暈電磁兼容抗干擾技術(shù)參數(shù)、保證電信號不中斷;嚴格的制造公差和堅固的結(jié)構(gòu)并能經(jīng)受高等級的試驗。正確選用材料和完善的工藝對保證連接器符合電力行業(yè)標準更是至關(guān)重要的。本單位已經(jīng)對電磁兼容抗干擾連接器有一定的研究，首先對電磁兼容連接器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行研究；對連接器承受電磁干擾的能力進行研究；已為本項目收集了部分技術(shù)資料，并積累了一定的經(jīng)驗。3、項目創(chuàng)新點 1、研發(fā)一種既對電場也對磁場有屏蔽效應(yīng)的功能性材料 2、上述功能材料的涂裝工藝方法 3、防止連接器導電構(gòu)件對外輻射電磁波的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4、連接器導電構(gòu)件和連接界面減少回波反射的設(shè)計. 5、連接器與電力設(shè)備接口處的無電磁泄漏的結(jié)構(gòu)和工藝. 6、內(nèi)部嵌入的電子線路模塊設(shè)計 4、項目優(yōu)勢 1、在人才方面 本單位具有多年工作經(jīng)驗的工程師8名,主要研究產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和材料性能,負責產(chǎn)品研發(fā)的專業(yè)工程技術(shù)人員20名,有豐富的模具設(shè)計及制造技術(shù)經(jīng)驗。我們聘請南京電力自動化研究院的兩位高級工程師,專業(yè)研究emi在線模塊。我們與山東經(jīng)濟學院合作,進行計算機仿真和相關(guān)軟件開發(fā)，我們有自己的銷售團隊,有專業(yè)銷售經(jīng)驗。因此,我們在人才和技術(shù)方面已經(jīng)具備了開發(fā)此項目的條件。 2、在資源方面 本單位具有生產(chǎn)連接器的各種設(shè)備,如數(shù)控加工中心、注塑機、低電阻測試儀、介質(zhì)擊穿測試儀、絕緣電阻測試儀、有一套專業(yè)的連接器組裝工藝裝備。在生產(chǎn)方面,有自己的生產(chǎn)車間,有長期合作關(guān)系的外協(xié)廠家；有南京電力自動化研究院提供的測試電磁兼容性能的便利條件, 具備生產(chǎn)電磁兼容抗干擾電力自動化連接器全部條件。 3、在產(chǎn)業(yè)化方面的優(yōu)勢 本單位有自己的銷售公司,有上千家客戶,如南京南瑞集團公司、煙臺東方電子、北京四方繼保等全國各地客戶。有一套科研、生產(chǎn)、銷售一體化的管理模式，經(jīng)過精心策劃和組織,很容易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。 通過此課題的研究與開發(fā)，不僅能使?jié)鲜械倪B接器行業(yè)增加技術(shù)含量,向國際市場進軍，還能培養(yǎng)出一批能獨立進行高科技產(chǎn)品開發(fā)的高技術(shù)人才,為企業(yè)今后的發(fā)展奠定良好的人才基礎(chǔ)。四、產(chǎn)業(yè)化前景及市場需求 1我國是個電力生產(chǎn)和消費大國，近20年來電力市場需求持續(xù)強勁。據(jù)國家電網(wǎng)統(tǒng)計年鑒: 2006年新增10kv以上變電站1320座；新增電力裝機容量2.1億千伏安；新增變電站電力自動化控制柜3.1萬臺（套）；2004-2006三年來銷售電量由11200億千瓦時，增加到17097億千瓦時，增長幅度53%。2電力自動化控制設(shè)備分為高、中、低三個電壓層次，使用量也呈現(xiàn)金字塔分布，高壓自動化控制系統(tǒng)在最上端，雖然數(shù)量少，但是技術(shù)難度最大，各項性能指標要求最高。本項目定位于高、中壓控制設(shè)備。3本單位原先開發(fā)的新型專用連接器，已經(jīng)成功試用于南京南瑞集團的新型高壓設(shè)備上（750千伏大型變電站青海官亭變電站）。電力自動化系統(tǒng)控制柜內(nèi)部操作箱的后插拔式結(jié)構(gòu)是一種發(fā)展趨勢。我廠已有兩種產(chǎn)品，符合此一發(fā)展趨勢。南京南瑞集團已將此二種專用連接器應(yīng)用于中壓自控設(shè)備。據(jù)2007上半年合同統(tǒng)計: 此兩種產(chǎn)品各2千套/每月,銷售額計120萬元/月,中試階段后將實現(xiàn)大批量生產(chǎn),使用量將會逐步遞增。由于南京南瑞集團在行業(yè)內(nèi)的特殊地位，在行業(yè)內(nèi)具有示范帶動作用。因此，新型專用連接器，產(chǎn)業(yè)化前景良好。五、研究內(nèi)容與預期目標（一）研究內(nèi)容與預期目標1高、中、低三個電壓等級變電站電磁環(huán)境的差異和數(shù)量等級。2變電站環(huán)境中電磁干擾源的種類和其各自的數(shù)量等級。預期目標為：掌握不同等級電站內(nèi)外干擾源的主次、表現(xiàn)型式和數(shù)量等級。3電力自動化系統(tǒng)控制柜內(nèi)部的電磁環(huán)境。預期目標為：了解控制柜內(nèi)部電磁幅射源的分布位置和各自的場強：了解外部干擾源進入的路徑和從內(nèi)部測定的場強。4電磁兼容連接器抗干擾方案研究。5電磁兼容連接器與電磁兼容機箱的接口方案。預期目標為：實現(xiàn)物理的、電子的抗干擾方式，與電磁兼容機箱形成無泄露、抗外部干擾的整體。6、內(nèi)部嵌入的線路模塊設(shè)計預期目標為：實現(xiàn)瞬間斷路時的自控功能7、研究測試方法及工裝設(shè)計（二）其他目標1、經(jīng)濟目標：電力自動化專用連接器項目預計投資總額100萬元，項目完成后，實現(xiàn)年生產(chǎn)能力9萬套；銷售收入950萬元；年利稅總額161萬元。2、技術(shù)、質(zhì)量指標：形成產(chǎn)品的主要技術(shù)參數(shù)： a.絕緣電阻1000 m b.抗電強度2500v/ac/1minc.接觸電阻0.01 d.大電流沖擊 250a 1s e.阻燃等級94 v0 熱變形溫度120f.頻率范圍 9kkz-30mhzg.帶內(nèi)損耗 10db1db h.電壓駐波比1.25形成的知識產(chǎn)權(quán): 本項目予計可獲得一項國內(nèi)發(fā)明專利,兩項實用新型專利和兩項外觀設(shè)計專利；形成emi連接器的行業(yè)標準。六、研究方案、技術(shù)路線、組織方式與課題分解1、本項目的合作單位有如下分工：南京電力自動化研究院負責研究不同等級電站內(nèi)、外部干擾源的種類、表現(xiàn)型式和數(shù)量等級。自動化控制設(shè)備機柜的抗干擾解決方案。我廠、山東經(jīng)濟學院負責研究電力自動化控制設(shè)備機柜內(nèi)部的電磁 環(huán)境，連接器的以及機柜和連接器的接口處的抗干擾方案。2、研發(fā)流程：電磁環(huán)境調(diào)研總體設(shè)計產(chǎn)品設(shè)計工裝設(shè)計提供樣品上機測評小批量用于整機整機現(xiàn)場試驗現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)反饋制訂改進方案實施改進方案中型上機試驗3研究方法以科學實驗手段測評電磁環(huán)境；試驗新的對電和磁有屏蔽作用的功能性材料；新的涂裝、電裝工藝試驗；連接器的防幅射結(jié)構(gòu)設(shè)計；用計算機仿真技術(shù)進行設(shè)計和驗證：以科學實驗的結(jié)果進行創(chuàng)新設(shè)計。采用或借用已有的成熟技術(shù)，如軍工線簧技術(shù)。4、研究條件 按照分工，依托合作單位的設(shè)備優(yōu)勢，完成其分管的課題。本單位與本課題相關(guān)的儀器設(shè)備有：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 2臺高檔微機 50余臺低阻測試儀 2臺抗電強度測試儀 2臺絕緣電阻測試儀 2臺駐波比測試儀 1臺普通示波器 2臺具備開發(fā)本課題的基本設(shè)備。 本單位有研發(fā)中心建制，有連接器領(lǐng)域的常規(guī)研發(fā)設(shè)施、生產(chǎn)場地和輔助設(shè)施，但在emi測試手段方面欠缺，須添置。5、連接器的生產(chǎn)過程中沒有“三廢”產(chǎn)生，本廠的電鍍工序委托具有環(huán)保資質(zhì)的外協(xié)廠家加工。6、本單位具有多年形成的自主銷售網(wǎng)絡(luò)，加之南瑞集團的示范作用，可逐步帶動相關(guān)市場。七、年度計劃目標及投資項目開發(fā)的起止時間:2006年3月-2008年2月2006年度研究計劃及達到的目標;1、 研究電磁兼容連接器的各種性能。emi抗電強度、接觸電阻、大電流沖擊、頻率范圍、絕緣電阻、熱變形溫度、散熱性能、穩(wěn)定性,壽命等。 達到的目的:為下一步結(jié)構(gòu)設(shè)計做好準備。2、 進一步研究連接器內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 達到目的:實現(xiàn)在原有連接器內(nèi)部嵌入抗干擾電磁集成模塊3、 研究所選用的功能材料、金屬材料等應(yīng)用材料達到的目的: 實現(xiàn)電磁兼容連接器的各種性能4、 研究電子線路集成emi模塊 達到的目的:增加連接器emi功能, 達到本項目研究的主要核心目標。2006年度資金投入共計30萬2007年度研究計劃及達到的目標;1、 研究電磁兼容連接器 達到的目的:整理資料，編制軟件,加工各種零部件,測試樣件。2、 完成具有基本功能的產(chǎn)品達到的目的: 產(chǎn)品樣件的測試及上機試用，小批量生產(chǎn)20套，供客戶上機實驗。2007年度資金投入估計45萬 2008年度研究計劃及達到的目標; 課題鑒定,進入批量生產(chǎn)2008年度資金投入估計25萬八、主要研究人員和單位情況及具備的條件1、主要研究人員情況 工作單位專業(yè)學歷學位職稱級別職稱工作業(yè)績本單位機電一體化本科中級工程師有多年的工作經(jīng)驗,在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及模具設(shè)計上有突出成績,開發(fā)出50多種連接器。三峽工程用連接器；我國第一座750千伏大型變電站用連接器；參加出口馬來西亞、泰國等連接器設(shè)計。獲得專利3項，發(fā)表論文一篇。本單位機械設(shè)計本科中級工程師主要研究工程塑料、有色金屬材料，注塑工藝等，參加設(shè)計多項產(chǎn)品。發(fā)表論文二篇；獲得專利2項本單位機械設(shè)計本科中級工程師有豐富的機械工藝、制造技術(shù)，研究金屬工藝、機加工工藝，參加多項產(chǎn)品的制造。發(fā)表論文二篇。合作單位無線電研究生碩士高級教授完成了省科委項目：高速無線電尋呼接收機，任項目組組長。完成了橫向課題:液晶顯示器（含video和tv模塊）產(chǎn)品的開發(fā)項目。任項目組組長。完成了橫向課題：usb flash disk及基于usb接口和ic卡技術(shù)電子身份認證項目的開發(fā)。任項目組組長。完成了橫向課題：sim卡研究與開發(fā)。任項目組組長。完成了完成了橫