國家重點(diǎn)節(jié)能低碳技術(shù)：開關(guān)柜替代SF6環(huán)網(wǎng)柜/開關(guān)柜技術(shù)

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

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

二、技術(shù)類別：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(tǒng)電力開關(guān)

四、該技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)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%用于開關(guān)設(shè)備。我國電力開關(guān)設(shè)備年使用SF6氣體6萬t左右，2015年12kV中壓環(huán)網(wǎng)柜\開關(guān)柜需要量達(dá)30萬臺以上，其中絕大部分為SF6環(huán)網(wǎng)柜\開關(guān)柜。緊湊小型常壓空氣絕緣密封開關(guān)柜具有小型化、免維護(hù)、節(jié)省設(shè)備用地、適用性廣等特點(diǎn)，通過綜合采用均勻電場、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(shè)備具有與SF6環(huán)網(wǎng)柜相同的性能，可完全替代SF6環(huán)網(wǎng)柜/開關(guān)柜。目前，該技術(shù)已在電力、交通運(yùn)輸、公共建筑、石油化工、通訊等行業(yè)的多個項(xiàng)目進(jìn)行應(yīng)用，項(xiàng)目涉及機(jī)場、軌道交通、國防工程建設(shè)等領(lǐng)域；同時，產(chǎn)品已出口到歐洲，在瑞典、挪威等國應(yīng)用，碳減排效果顯著。

五、技術(shù)內(nèi)容

1.技術(shù)原理

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

2.關(guān)鍵技術(shù)

（1）均勻電場一體化開關(guān)架構(gòu)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(shè)計(jì)的多倍安全裕度絕緣和真空斷路器模塊與隔離開關(guān)模塊等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)五工位一體均勻電場架構(gòu)。

（2）帶均壓過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干燥的工況，有效隔離運(yùn)行環(huán)境的粉塵、污穢、潮濕，杜絕污穢閃絡(luò)事故；并通過帶均壓過濾器實(shí)現(xiàn)密封箱體的內(nèi)外均壓，從根本上解決了充氣類的環(huán)網(wǎng)柜\開關(guān)柜容易發(fā)生泄漏的問題。

（3）分離式、簡潔的彈簧操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)技術(shù)

通過分離式、簡潔的彈簧操作機(jī)構(gòu)，降低零部件數(shù)量（僅為傳統(tǒng)產(chǎn)品十分之一），可實(shí)現(xiàn)開關(guān)模塊拆分、升級和更換等，解決了斷路器高機(jī)械性故障問題。

3.工藝流程

常壓空氣絕緣密封開關(guān)柜結(jié)構(gòu)見圖1，空氣絕緣常壓密封箱體結(jié)構(gòu)圖見圖2。

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

圖1常壓空氣絕緣密封開關(guān)柜正視圖       圖2空氣絕緣常壓密封箱體結(jié)構(gòu)圖

六、主要技術(shù)指標(biāo)

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

2．SF6排放為零；

3.固體絕緣材料廢棄物10%；

4.設(shè)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)明專利9項(xiàng)，實(shí)用新型專利45項(xiàng)；于2010年7月通過歐洲WARSAW試驗(yàn)站的全部型式試驗(yàn)；于2011年3月通過西安高壓電器研究院國家高壓電器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的全部型式試驗(yàn)，同年通過廣東省經(jīng)濟(jì)和信息委員會組織的新產(chǎn)品技術(shù)鑒定；2016年通過中國電力企業(yè)聯(lián)合會組織的成果鑒定。

八、典型用戶及投資效益

典型用戶：國家電網(wǎng)公司、中國南方電網(wǎng)、海南三亞鳳凰機(jī)場、南海艦隊(duì)等。

典型案例1

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

建設(shè)規(guī)模：5臺套開關(guān)柜成套設(shè)備。建設(shè)條件：原配電房進(jìn)行提高供電可靠性的改造，原產(chǎn)品兩回路場地增容至五回路。主要建設(shè)內(nèi)容：原獨(dú)立兩路進(jìn)出線維護(hù)型設(shè)備改造為兩路進(jìn)線備自投、兩路出線的工程；緊湊小型化、免維護(hù)設(shè)備替代SF6開關(guān)設(shè)備的應(yīng)用。主要設(shè)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關(guān)柜。項(xiàng)目總投資65萬元，建設(shè)期為3個月，年減排量約16tCO2，碳減排成本為-120～-80元/tCO2。產(chǎn)生的年經(jīng)濟(jì)效益約35萬元，投資回收期約2年。

典型案例2

案例名稱：廣東興寧某商貿(mào)物流城用電工程

建設(shè)規(guī)模：32臺套開關(guān)柜成套設(shè)備。建設(shè)條件：新建大型商業(yè)物流城的用電工程1#、2#開閉所。主要建設(shè)內(nèi)容：原設(shè)計(jì)的兩個獨(dú)立建設(shè)配電開閉所，通過采用免維護(hù)緊湊型產(chǎn)品代替SF6開關(guān)設(shè)備，配電房并合為一間兩層，主要設(shè)備為32臺630/2512kV緊湊型空氣絕緣常壓密封箱式開關(guān)柜。項(xiàng)目總投資291萬元，建設(shè)期為6個月。年減排量約102tCO2，碳減排成本為-120～-80元/tCO2。產(chǎn)生的年經(jīng)濟(jì)效益約200萬元，投資回收期約1.5年。

九、推廣前景和減排潛力

預(yù)計(jì)未來5年，該技術(shù)的推廣比例可達(dá)12kV中壓環(huán)網(wǎng)柜/開關(guān)柜需求量的35%,約35萬臺，項(xiàng)目總投資約340億元，可形成的年碳減排潛力約110萬tCO2。