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成功连接 造福工业——访史陶比尔(杭州)精密机械电子有限公司电连接器事业部经理洪卫刚

电连接器的本质就是能量的传输者和电力的搬运工,虽然对于整个电网来说只是一个很小的零部件,即便在电站中占有的投资成本比例也往往不足0.5%,但它却是保障电网和电站高效安全运行的关键一环,其质量直接影响运行效率和项目投资回报。作为一家百年瑞士企业,史陶比尔在这件“小”事上辛勤钻研了50多年,他们倡导的“成功连接”现在已经贯穿了从发电、输变电到配用电的电力全产业链。在与洪卫刚先生的对话中,我们深刻感受到了在这个“小”产品里蕴藏着的“大”智慧。

在纺织机械行业,史陶比尔这个名字几乎无人不晓,甚至被许多国家写进教材。除此之外,史陶比尔还有两大深耕领域——工业连接器和工业机器人,近些年来虽然不露锋芒,但市场销量却蒸蒸日上。尤其是工业连接器业务板块,自2002年Multi-Contact(现已更名为Stäubli Electrical Connectors)的加入,填补了史陶比尔在电连接器领域的空白,让史陶比尔在工业连接器应用市场的发展获得了质的飞跃。

目前,电连接器业务占史陶比尔集团业务总额的21%,不断更新的电连接器产品也已经贯穿了电力的全产业链,在一些热点发展领域,比如光伏行业,史陶比尔已经成为了电连接器供应商的翘楚,拥有着与纺织机械比肩的美名。

史陶比尔眼中的成功连接

在电力系统中,从发电侧、输变电侧到配用电侧,都能发现电连接器的身影。连接器作为电力的搬运工,起到切断和传输的功能,一旦连接器的质量、应用、安装或者是运维出现了差错,都可能导致严重的后果发生,比如供电不稳定,甚至是火灾。“所以史陶比尔始终强调,要提供安全、可靠和高效的电力连接,看似简单的6个字,要完全理解并执行实属不易。”史陶比尔(杭州)精密机械电子有限公司电连接器事业部经理洪卫刚先生深有体会地说道。

安全,意味着连接器需要拥有电连接核心技术、低且稳定的接触电阻和高防护等级,比如在核电领域及电力输配过程,连接不可靠会产生很高的风险。“人的安全、设备的安全、电站的安全、电力系统的安全,永远都是我们考虑的第一要素。”洪卫刚先生明确表示。

可靠,史陶比尔认为可以通过丰富的应用经验和案例、完善的售后服务来验证。“可靠可以分为两个层面来理解,一是强调产品的稳定性,比如奥运会或国家级重要会议,电力供应要持续,必须保供电,这就需要稳定的高质量连接器来保障,一旦断电,也必须有应急措施,如外部电源的快速接入,这就需要快速高效的连接。”洪卫刚先生补充说道,“另外一个层面是要考虑产品性能的一致性。当产品种类增多,并且呈千万数量级的在市场端进行大规模化应用时,就必须保证产品性能的可靠,这也给我们提出了更高要求。”

高效,是指必须易于安装与人员操作、降低全寿命周期成本和能量消耗。这里涉及高度自动化的领域,比如测试、工位运转等,都存在着百万次插拔的情况,也是体现史陶比尔核心技术之所在。

三者看似独立,其实相互关联——安全意味着可靠,可靠意味着高效,看似简单的道理,实则体现了史陶比尔执着坚守的精髓。即便是在市场对所谓的热点趋之若鹜的今天,史陶比尔仍在用最朴素的语言诠释着最珍贵的行业精神。

CombiTac模块化连接器

电力全连接解决方案

史陶比尔始终致力于电连接器产品的开发,随着市场需求向着整体、系统化解决方案的升级演变,用户也对传统零部件供应商提出了更高要求,从零部件供应商向解决方案供应商的转型已成为趋势。对此,洪卫刚先生表示:“为用户提供整体解决方案确实是我们目前发展的重点,在面向电力领域提供整体解决方案的时候,我们始终围绕我们的强项进行扩展,提供的解决方案也一定是与我们核心产品关联很紧密的,绝不会进行盲目的多元化发展。”不忘初心,把电连接器做精做专并在此基础上提供更高级别的整体解决方案,是史陶比尔电连接解决方案的核心。

目前在电力领域,史陶比尔已经覆盖了全产业链,面向发电、输变电、配用电端提供解决方案,“我们有能力提供电力全连接的解决方案,当我们以这种整体的形象展现在用户面前时,用户对我们会更加信任,从而加深合作。”

这里所说的电力全连接解决方案并非只包含史陶比尔电连接器产品,“在这个过程中,我们还可以借助史陶比尔集团的整体优势来达到目的,因为有的方案不只涉及电力电气,还会涉及到机器人或者系统集成,甚至是信号的传输、反馈及控制。原来我们只做零部件产品,现在却可以借助解决方案这一发展契机让产品实现系统化,实现内部的资源整合。”洪卫刚先生补充说道,“这样做还有一个好处就是,我们将有机会更多地与终端用户直接接触,充分了解他们的需求,这样就可以更快地为他们提出解决方案。”

在发电侧,史陶比尔电连接器在光伏组件、逆变器应用领域表现出色。在光伏领域,光伏电站要将所有的发电板相连,才能将吸收到的太阳能转化为电能,电需要通过光伏连接器传递。在光伏系统中,1 M W系统通常要用到3 500~4 000套光伏连接器,这也意味着需要监控的风险点众多,于是对光伏连接器的可靠性提出了更高要求,“因为要让能源尽可能实现百分之百的传输,所以对于电连接器而言,就要尽量在连接过程中减少连接器本身的能量损耗。”洪卫刚先生解释说,这些损耗包括本体的发热,如果产品品质不到位,除了本身会消耗额外的能量,还可能会着火、熔化,从而导致电力事故的发生。

在大型地面电站和屋顶分布式电站,连接器烧毁事件频发,都是因为使用了劣质连接器产品,或者不同厂家互插和不规范安装。史陶比尔为光伏系统提供以下解决方案:光伏组件连接解决方案、系统集成和工程安装连接解决方案、逆变器和汇流箱连接解决方案。目前,史陶比尔在全球已成功连接超230 GW光伏系统,其MC4也已成为行业的规范和标准。

在输变电侧,史陶比尔电连接器在高压开关、断路器和变压器等应用领域发挥着重要作用。气体绝缘金属封闭开关(GIS)是一种新型的高压配电装置,在过去几十年得到广泛应用的重要原因是其具有可靠性、全寿命周期成本低以及结构紧凑的特点,它的组合型结构决定了其中有很多电连接形式。电触头均存在接触电阻,接触电阻的大小及其稳定性对开关设备长期工作时的温升和故障电流冲击时的动热稳定耐受能力有着重要影响。目前高压开关运行时,电接触部位可能出现的问题包括:导体发热、接触电阻不稳定以及机械寿命不够等。

史陶比尔针对高压领域提出了整体解决方案及MULTILAM,应用于开关设备和变压器;针对中压领域,同样是整体解决方案及MULTILAM,应用于真空断路器和电缆终端。“不难看出,积50余年应用经验的MULTILAM,始终为史陶比尔电连接器保驾护航。”据洪卫刚先生介绍,MULTILAM是史陶比尔电连接的专利技术,之所以被称为“表带触指技术”,是来源于世界闻名的瑞士钟表,“表带”让人印象深刻,也寄意于让其产品成为世界顶级。

MULTILAM的核心是减少能量损耗,让连接可控。传统的连接,并不能确切了解接触的效率,能量传输是无序、不可控的,但在MULTILAM的帮助下,可以对电连接器进行设计和特殊处理,以保证连接过程中电连接器承载多少能量。MULTILAM极低且稳定的接触电阻保证了电站的安全和高效运行,在一些特殊的应用中,如大电流、高电压、百万次以上的插拔、高温应用(高达350℃)和快速插拔等方面,MULTILAM表带触指均有其独特的优势。

“MULTILAM另外一项优势来源于材料,经过数十年的应用和改进,我们开发出了在不同的场合中应用的不同形式的核心部件。这是史陶比尔电连接最独到的地方。”洪卫刚先生表示,“在电连接领域,只要用到MULTILAM技术,就可以让用户的产品设计空间变得更小,产品使用寿命变得更长。”未来,还会有新的MULTILAM产品推出,会颠覆行业传统的一些设计,比如中压输配电领域产品的小型化,设计将大有不同。

此外,在配用电侧,史陶比尔16BV单极绝缘连接器和汇流排夹钳FSA则应用于电网公司的应急供电领域。如此看来,史陶比尔能够提供全电力连接解决方案,确实名副其实。

夯实本土技术团队能力

史陶比尔于1997年凭借极具竞争力的纺织机械进入中国市场,扎根杭州。电连接业务虽然进入稍晚,2004年开始在中国发展,但现在也迅速融入了史陶比尔这个大家庭,“史陶比尔集团在中国积累的经验、资源就是我们迅速实现本地化发展的先天优势。”洪卫刚先生如是说道,目前,史陶比尔在中国成立有12个办事处,可以对市场的需求进行迅速的反应,“我们也有本地的技术团队,有很多成功的案例就是依托中国技术团队做出来的,比如复兴号高速列车。早在2009年我们就与中国铁道科学研究院合作开发了一款特制的连接器——叉形连接器,专门用于复兴号列车的变流器中。经过多年的可靠性试验,从2017年底开始批量供应。可以这样说,现在大部分复兴号列车的每节车厢上,都有史陶比尔连接器的身影。”中国高铁是中国走向世界的名片,史陶比尔电连接本土技术团队的实力也通过这张名片得以体现。

在洪卫刚先生看来,他将本土化理解为几个层面,“以前我们大部分产品是进口的,我们用相当于贸易的方式提供给用户。现在我们会根据用户诉求,如他们对于交货期、对于供货能力以及对于产品就近服务等诉求,对进口的产品进行本地化。一是把国外产品拿到中国来制造,二是在制造过程中提升自动化程度,提升产能,这也是我们本地化的一个策略。”

持续创新 谋划长远

从小型连接器到大功率连接器,史陶比尔电连接器广泛应用于替代能源、输配电、自动化、铁路、测试测量和电动交通等诸多行业。在50多年的发展中,史陶比尔电连接器始终扎根于让产品做得更专业、更精细化。不难看出,不断的创新发展都是基于市场需求出发的。那么基于市场未来发展的一些热点,如智能化、信息化等,史陶比尔的应对措施又是什么呢?对此,洪卫刚先生表示:“智能化和信息化无疑是未来发展的趋势,如今出现了许多无人工厂,如汽车制造、港口物流和快递分拣等,这些领域都要涉及数据和能量的传输,因此也离不开连接,目前我们有不少解决方案已经应用于实践,并在进一步加大投入。基于核心技术,史陶比尔电连接解决方案可以实现几万次,几十万次及上百万次连接应用,能够非常好的助力智能化。”

除了在技术层面的准备,在应用层面,史陶比尔也在积极进行布局,比如电动汽车领域。在化石燃料逐渐枯竭,且公众环境意识不断增强的背景下,交通方式正面临重塑,将变得更具创新性、更高效和持续性。电能转换的关键在于减少每个行程的碳足迹,并帮助提高每个人的生活质量。“目前中国是全球最大的纯电动汽车市场,也是未来发展最快的市场,史陶比尔在多年前就开始布局这个领域,基于电动汽车产业发展,我们的解决方案应用于电池、电池测试、电动汽车手动充电以及电动汽车自动充电等方面。再加上史陶比尔在传统汽车行业中积累的优势如机器人焊接、激光切割、喷涂和零部件测试等,我们相信史陶比尔一定会给电动交通做出更大的贡献。”洪卫刚先生对于史陶比尔电连接器在电动汽车领域的发展信心满满。

史陶比尔(杭州)精密机械电子有限公司