緊湊小型常壓空氣絕緣密封開(kāi)關(guān)柜替代SF6環(huán)網(wǎng)柜/開(kāi)關(guān)柜技術(shù)

一、技術(shù)名稱(chēng)：緊湊小型常壓空氣絕緣密封開(kāi)關(guān)柜替代SF6環(huán)網(wǎng)柜/開(kāi)關(guān)柜技術(shù)

二、技術(shù)類(lèi)別：減碳技術(shù)

三、所屬領(lǐng)域及適用范圍：電力行業(yè)輸配電系統電力開(kāi)關(guān)

四、該技術(shù)應用現狀及產(chǎn)業(yè)化情況

全球生產(chǎn)的SF6主要用于電力行業(yè)，其中80%用于開(kāi)關(guān)設備。我國電力開(kāi)關(guān)設備年使用SF6氣體6萬(wàn)t左右，2015年12kV中壓環(huán)網(wǎng)柜\開(kāi)關(guān)柜需要量達30萬(wàn)臺以上，其中絕大部分為SF6環(huán)網(wǎng)柜\開(kāi)關(guān)柜。緊湊小型常壓空氣絕緣密封開(kāi)關(guān)柜具有小型化、免維護、節省設備用地、適用性廣等特點(diǎn)，通過(guò)綜合采用均勻電場(chǎng)、真空滅弧和常壓密封箱體空氣絕緣等技術(shù)，使空氣絕緣成套設備具有與SF6環(huán)網(wǎng)柜相同的性能，可替代SF6環(huán)網(wǎng)柜/開(kāi)關(guān)柜。目前，該技術(shù)已在電力、交通運輸、公共建筑、石油化工、通訊等行業(yè)的多個(gè)項目進(jìn)行應用，項目涉及機場(chǎng)、軌道交通、國防工程建設等領(lǐng)域；同時(shí)，產(chǎn)品已出口到歐洲，在瑞典、挪威等國應用，碳減排效果。

五、技術(shù)內容

1.技術(shù)原理

采用均勻電場(chǎng)、真空滅弧和常壓密封箱體空氣絕緣等技術(shù)，實(shí)現空氣絕緣成套設備具有與SF6環(huán)網(wǎng)柜相同的性能，替代傳統SF6開(kāi)關(guān)柜/環(huán)網(wǎng)柜；同時(shí)，通過(guò)常壓密封技術(shù)使產(chǎn)品具有可靠性高、免維護、緊湊小型化（與SF6充氣式氣體絕緣設備尺寸相同）等特性。該技術(shù)替代了傳統SF6環(huán)網(wǎng)柜，實(shí)現SF6零排放，也不產(chǎn)生環(huán)氧樹(shù)脂等固體廢棄物，碳減排潛力較大，經(jīng)濟和環(huán)境效益良好。

2.關(guān)鍵技術(shù)

（1）均勻電場(chǎng)一體化開(kāi)關(guān)架構技術(shù)

以空氣作為帶電體對地及相間的主絕緣介質(zhì)，采用縱向單相隔離布置、大空氣絕緣間距、大爬距設計的多倍安全裕度絕緣和真空斷路器模塊與隔離開(kāi)關(guān)模塊等技術(shù)，實(shí)現五工位一體均勻電場(chǎng)架構。

（2）帶均壓過(guò)濾器常壓空氣密封箱體制造技術(shù)

箱體具有空氣密封箱體類(lèi)干燥的工況，有效隔離運行環(huán)境的粉塵、污穢、潮濕，杜絕污穢閃絡(luò )事故；并通過(guò)帶均壓過(guò)濾器實(shí)現密封箱體的內外均壓，從根本上解決了充氣類(lèi)的環(huán)網(wǎng)柜\開(kāi)關(guān)柜容易發(fā)生泄漏的問(wèn)題。

（3）分離式、簡(jiǎn)潔的彈簧操作機構的設計技術(shù)

通過(guò)分離式、簡(jiǎn)潔的彈簧操作機構，降低零部件數量（僅為傳統產(chǎn)品十分之一），可實(shí)現開(kāi)關(guān)模塊拆分、升級和更換等，解決了斷路器高機械性故障問(wèn)題。

3.工藝流程

常壓空氣絕緣密封開(kāi)關(guān)柜結構見(jiàn)圖1，空氣絕緣常壓密封箱體結構圖見(jiàn)圖2。

1.常壓空氣絕緣密封箱體2.真空滅弧室3.五工位一體開(kāi)關(guān)架構     1.鈑金密封箱體2.箱體內常壓空氣絕緣3.均壓過(guò)濾器

圖1常壓空氣絕緣密封開(kāi)關(guān)柜正視圖       圖2空氣絕緣常壓密封箱體結構圖

六、主要技術(shù)指標

1.常壓空氣絕緣密封環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜額定電壓為12kV,額定電流630A時(shí)，開(kāi)斷電流20~25kA；常壓空氣絕緣密封通用開(kāi)關(guān)柜額定電壓12kV，額定電流630A時(shí)，開(kāi)斷電流20~25kA；

2．SF6排放為零；

3.固體絕緣材料廢棄物10%；

4.設備材料可回率90%。

七、技術(shù)鑒定情況

該技術(shù)已獲得國家發(fā)明9項，實(shí)用45項；于2010年7月通過(guò)歐洲WARSAW試驗站的全部型式試驗；于2011年3月通過(guò)西安高壓電器研究院國家高壓電器質(zhì)量監督檢驗中心的全部型式試驗，同年通過(guò)廣東省經(jīng)濟和信息委員會(huì )組織的新產(chǎn)品技術(shù)鑒定；2016年通過(guò)中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì )組織的成果鑒定。

八、典型用戶(hù)及投資效益

典型用戶(hù)：國家電網(wǎng)公司、中國南方電網(wǎng)、海南三亞鳳凰機場(chǎng)、南海艦隊等。

典型案例1

案例名稱(chēng)：廣東電網(wǎng)某供電局生產(chǎn)調度大樓配電改造工程

建設規模：5臺套開(kāi)關(guān)柜成套設備。建設條件：原配電房進(jìn)行提高供電可靠性的改造，原產(chǎn)品兩回路場(chǎng)地增容至五回路。主要建設內容：原獨立兩路進(jìn)出線(xiàn)維護型設備改造為兩路進(jìn)線(xiàn)備自投、兩路出線(xiàn)的工程；緊湊小型化、免維護設備替代SF6開(kāi)關(guān)設備的應用。主要設備為4臺630/25和1臺雙層電壓互感器柜的12kV緊湊型空氣絕緣常壓密封箱式開(kāi)關(guān)柜。項目總投資65萬(wàn)元，建設期為3個(gè)月，年減排量約16tCO2，碳減排成本為-120～-80元/tCO2。產(chǎn)生的年經(jīng)濟效益約35萬(wàn)元，投資回收期約2年。

典型案例2

案例名稱(chēng)：廣東興寧某商貿物流城用電工程

建設規模：32臺套開(kāi)關(guān)柜成套設備。建設條件：新建大型商業(yè)物流城的用電工程1#、2#開(kāi)閉所。主要建設內容：原設計的兩個(gè)獨立建設配電開(kāi)閉所，通過(guò)采用免維護緊湊型產(chǎn)品代替SF6開(kāi)關(guān)設備，配電房并合為一間兩層，主要設備為32臺630/2512kV緊湊型空氣絕緣常壓密封箱式開(kāi)關(guān)柜。項目總投資291萬(wàn)元，建設期為6個(gè)月。年減排量約102tCO2，碳減排成本為-120～-80元/tCO2。產(chǎn)生的年經(jīng)濟效益約200萬(wàn)元，投資回收期約1.5年。

九、推廣前景和減排潛力

預計未來(lái)5年，該技術(shù)的推廣比例可達12kV中壓環(huán)網(wǎng)柜/開(kāi)關(guān)柜需求量的35%,約35萬(wàn)臺，項目總投資約340億元，可形成的年碳減排潛力約110萬(wàn)tCO2。