2026年 07期
2025年中国自动化及保护设备经济运行情况分析
陈勇;李美娟;胡韵华;<正>一、概述自动化及保护设备是保障电网安全稳定运行的核心屏障，是支撑新型电力系统建设、守护国家能源安全的关键基石。自动化及保护设备产业是支撑工业现代化建设、提升制造业全球核心竞争力的基础性、战略性产业，亦是赋能工业4.0建设与智能制造转型升级的核心动力，对我国工业体系高质量发展具有重要战略意义。本文立足国内自动化及保护设备产业发展情况，系统梳理行业整体发展现状、产业组织结构及上市企业发展格局。
液态神经网络PID在电力系统稳定性控制中的仿真研究
杨猛;高红亮;周俊杰;曹欣怡;针对电力系统在负荷波动及外部干扰下励磁控制非线性、强耦合的难题，本文提出一种基于液态神经网络的PID控制器。该方法利用LNN独特的动态时间处理能力和高维状态空间映射特性，对PID参数进行在线自适应优化，以实现对励磁电压Vf的精准控制。仿真实验对比了LNN-PID、传统BP-PID及常规PID三种控制策略在系统暂态过程中的性能。结果表明，所提LNN-PID控制器能有效抑制振荡，显著加快系统响应速度。在转子转速、功角和有功功率三个关键指标上，液态神经网络PID与传统BP-PID及常规PID控制器的对比显示出更优异的动态跟踪能力和鲁棒性，验证了LNN-PID显著提升电力系统稳定性的优势。
基于STC8A8K64D与DETA100D的机器人姿态检测设计
马海龙;韩成浩;随着机器人技术在工业自动化、灾难救援及服务领域的广泛应用，机器人自身运动姿态的实时、高精度监测成为实现其自主导航、平衡控制及路径规划的核心基础。针对传统惯性导航系统体积大、成本高且开发周期长的问题，本文提出并设计了一种基于高精度MEMS惯导模块DETA100D与单片机结合的机器人姿态检测系统。实现了姿态数据的实时解析、可视化显示及异常姿态报警功能。经系统实验，该系统精度高、稳定性强、实用性高，为机器人运动检测提供可靠技术支撑。
断路器操动机构标准模块和快速更换设计
朱龙飞;薛晓霜;杨福乐;胡大政;针对断路器操动机构故障频发且传统更换方式存在拆装复杂、调试耗时等问题，本文提出基于标准模块的快速更换设计方案。通过对电磁铁、储能电机、辅助开关等关键组件进行模块化设计，优化一二次接口结构，并结合预调试磨合与机械特性标准化技术，实现了操动机构的免调试互换。试验结果表明，组件模块更换时间均小于1h，整体更换平均耗时32.5min，机械特性偏差控制在±0.2m/s范围内。该设计可减少50%人力投入，缩短90%检修时间，为电网设备“以换代修”提供了技术支撑，创造显著的经济效益，具有极大推广价值。
一种隔离开关触指压力测试装置的设计
刘维维;马子琪;陈大伟;蔡亚丁;高压隔离开关是电力运输网络中必不可缺少的一种开关设备，隔离开关良好的性能是保证电路稳定运行的一个基本条件，而隔离开关的触指压力是隔离开关性能是否良好的一个重要参数，触指压力过小，隔离开关动静触头之间接触不良，导致电阻增大，隔离开关温度升高，易造成火灾等危险事故发生，触指压力过大，长时间使用易造成触头磨损严重，损坏触头，或合分闸卡顿等。为了更好地测量触指压力，本文设计一种基于PLC控制的触指压力测试装置，该装置由触摸屏、PLC、伺服电机、滑块、标尺、压力传感器及导线构成，具有人机交互功能，能实时测试触指压力，并能生成压力图，其图片可以留存到U盘，以保证数据的溯源性。
高寒地区SF6瓷柱式断路器的设计研究
孔秀杰;李传金;牛玉斌;郑元松;周洪;赵胜;我国领土幅员辽阔，纬度跨度较大，相同型号的产品运行环境条件差别很大，新疆、内蒙古、黑龙江等地区冬季最低温度可达-50℃，在-40℃时，气态的SF6气压已低于最低功能压力(闭锁压力)，开关的正常绝缘和开断特性受到影响，给SF6高压断路器的运行带来不便。解决方法主要有充SF_6+CF4混合气体和加装加热套的方法。详细论述两种方法的应用细则和优势，确保SF6断路器在高寒地区稳定运行，对高寒地区产品设计、生产有重大指导作用。
变电站10kV开关柜智能化改造升级技术方案研究
王瑞元;章如海;于海成;丁字;水俊哲;针对传统10kV开关柜存在的状态监测缺失、操作依赖人工、运维效率低下等问题，结合南网“云、管、边、端”技术架构及现行电力行业标准，提出一套涵盖电动操作升级、多参数在线监测、智能运维管理的10kV开关柜智能化改造方案。方案通过模块化设计实现开关小车远程控制，集成双光谱测温、机械特性监测、局部放电检测、触头状态感知等功能，构建“端侧数据采集-边侧分析诊断-云端运维决策”的全流程智能化体系。工程应用验证表明，改造后开关柜实现运行状态可感、可测、可控，故障预警准确率达95%以上，运维成本降低30%，显著提升了变电站供电可靠性与智能化水平。
37°斜接缝高效节能变压器
郭峰;本文提出37°斜接缝高效节能变压器的结构原理与计算方法，通过样机数据对比分析，计算旋转磁通损耗占比，揭示高效节能变压器的节材原理与实践效果。研究表明，37°斜接缝结构在满足新版能效标准的同时，可显著节约材料用量，降低空载损耗，为变压器行业实现“双碳”目标提供技术支撑。
气体绝缘开关设备（GIS）盆式绝缘子局部放电检测与缺陷定位方法研究
朱佰成;张潇丹;刘成浩;气体绝缘开关设备（GIS）盆式绝缘子是关键的电气与机械支撑部件，其绝缘性能直接关系到电力系统安全稳定运行。局部放电是盆式绝缘子绝缘劣化的前兆特征，正确检测并定位缺陷对于预防性维护有重要意义。本文对GIS盆式绝缘子局部放电检测技术的研究进展做了系统的综述，重点分析了超高频法、超声波法和光学检测法等检测方法的技术原理和应用特点，并对利用时差定位、阵列信号处理、多传感器融合等方法来确定缺陷的空间位置做了详细讨论。针对目前检测技术中出现的5G、6G通信干扰、小样本学习难题等新问题，提出了融合边缘计算和注意力机制的智能检测方法，并对数字孪生技术在状态评估方面的发展前景进行了探讨。研究表明将轻量化深度学习模型与多传感器数据融合，可以有效识别放电类型并达到亚米级的缺陷定位，给GIS设备智能化状态评估开辟了新的思路。
波纹缓冲结构对杜力顿芯体中氧化锌电阻片边缘损伤的抑制机制
张毅;董文章;黄崇将;氧化锌电阻片作为金属氧化物避雷器的核心元件，其边缘区域的损伤会直接影响避雷器的通流能力与运行可靠性。尤其对于采用杜力顿芯体结构的电阻片，受其工艺制约，在承受冲击电流时，受电流趋肤效应影响，电阻片瓷体受热不均，热机械应力集中，易在边缘区域产生裂纹，进而导致绝缘性能下降，甚至引发击穿。本文针对杜力顿芯体制造中电阻片边缘损伤的问题，提出在芯体内部置入波纹缓冲结构的解决方案。通过系统分析与对比实验，验证了杜力顿芯体引入该缓冲结构后，在冲击电流作用下，其可塑性形变能有效解决电阻片边缘应力集中的问题，从而抑制边缘裂纹的产生。这一研究也为改进杜力顿芯体的制造工艺、提升产品性能提供了可行的技术方向。