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      固體絕緣環網柜的前期調研
      摘自:站內發布 日期:2013-08-21 瀏覽:3025次

        一、概述

        空氣絕緣的應用歷史悠久,且技術已經非常成熟,空氣資源豐富,但因 空氣的絕緣性能所限,空氣絕緣開關柜體積較大,占地面積大,且易受環境 影響,不穩定因素較多。所以,空氣絕緣開關柜通常應用于戶內環境。

        氣體絕緣當前主要是 SF6 氣體,也有一部分 SF6 與 N2 或 CO2 的混合氣 體(基本處于試驗階段,未能大規模應用)。SF6 氣體化學性質非常穩定,具有 優異的絕緣和滅弧性能, 在電力設備中應用十分廣泛, SF6 氣體絕緣開關柜的 體積小,結構緊湊,不受外界環境因素的影響,適應性極強。但是,SF6 氣體 是國際公認六種溫室氣體之一,從環境保護的角度,應當少用或不用 SF6 氣 體;另外,《聯合國氣候變化公約》和《京都議定書》對溫室氣體排放均有明 確的限制要求和減排目標,我國作為簽約國,在減少溫室氣體排放方面也承 擔著義不容辭的責任與義務,因此,國內 SF6 氣體的使用會受到越來越多的 限制,逐步減少并最終停止使用 SF6 氣體是國際社會的共識。另外,SF6 絕 緣開關柜的泄漏問題也是一個不可回避的現實問題。

        為了彌補 SF6 充氣柜的缺點,近幾年在國內外市場上出現了固體絕緣開 關柜。所謂固體絕緣就是將數組開關和相關帶電部件整體采用環氧樹脂進行 澆注,通過自動壓力凝膠技術設計制造了固體絕緣供電設備。該種供電設備 無任何有毒物質的排放,完全符合環保要求。這樣一來使開關內部相間及對 地的安全絕緣距離從空氣絕緣的 125mm 縮短到 6-8mm, 大大減小了開關柜的 體積。 由于開關內部部所有連接部分采用環氧樹脂澆注,與前兩種開關柜相 比連接部位的強度加強了很多。這種開關柜和 SF6 充氣柜一樣,可用在環境 惡劣的地方使用,并且真正做到了免維護。

        二、國家電網對固體絕緣環網柜的政策法規

        2011 年 8 月 31 號,國家電網公司發布了《國家電網公司第一批重點推廣 新技術目錄》(國家電網科[2011]1285 號),文件指出:“從技術可靠性和 環保要求更加嚴格的發展趨勢看,固體絕緣環網柜具有全面取代 SF6 氣體絕 緣環網柜的趨勢。但是,固體絕緣環網柜的工藝要求高于 SF6 氣體絕緣環網 柜,若工藝手段不完善,則絕緣隱患、故障概率、危害性高于 SF6 氣體絕緣 環網柜,需要確保原材料質量及工藝水平”。

        10 月 22 日, 中國電科院產業公司北京電研華源電力技術有限公司建設的 國內首條智能固體絕緣環網柜自動化生產線建成投產。智能固體絕緣環網柜 自動化生產線是中國電科院智能配電產業產能提升項目的核心部分,是目前 國內技術水平最高、規模最大、工藝最先進的環網柜自動化生產線,專業生 產華源公司自主研發、具有完全知識產權的新一代智能環保型環網柜。

        2012 年3 月2 日,國家電網公司發布了企業標準 Q/GDW730-2012《12kV 固體絕緣環網柜技術條件》,起草單位有中國電力科學研究院、北京市電力 公司、上海市電力公司、浙江省電力公司。

        三、國內外行業對固體絕緣環網柜的分析

        隨著國家電網公司企業標準《12kV 固體絕緣環網柜技術條件》的出爐, 作為國家電網公司“十二五”的一大技術革新推廣,固體絕緣環網柜越來越 受到行業的關注和青睞。業內專家探尋固體絕緣環網柜對上一代的通用產品 ——SF6 環網柜的超越與革新。

        據了解,北京雙杰電氣股份有限公司從 2005 年 10 月開始進行固體絕緣 環網柜項目的研發,歷時 2 年 7 個月研制成功,固體絕緣環網柜為國內首創、 具有國際發明專利產品。經過四年的穩定運行,其安全、智能、環保、靈活、固體絕緣環網柜的前期調研 適合惡劣環境等優勢一一得到確證。整理內業權威人士的言論,總結出固體 絕緣環網柜對 SF6 環網柜實現五大超越。

        3.1 實現全絕緣

        SF6 氣體環網柜是以六氟化硫作為絕緣介質的,雖然經過數年的發展,不 斷提高質量,但實際運行過程中,經常會遇到漏氣的問題,氣體泄漏會對開 關的運行造成極大的隱患和危險。而漏氣這個問題受限于產品的設計原理, 是無法根本解決的。而相對高壓 GIS 設備集中便于管理,充氣環網柜因其分 布廣,實際運行中難以進行全方位的監督管理,也給運行帶來隱患。固體絕 緣環網柜在結構原理上完全取消了 SF6 氣體及相應氣箱部件, 采用絕緣套筒固 化開關部件,由封閉母線連接各個回路,整體實現全封閉全絕緣。從制造上 來講,相與相是分隔的;從電氣學來講,相間不會短路。它沒有壓力氣箱、 泄壓閥、防滑部件等,真正實現了免維護。

        3.2 智能升級

        隨著 2010 年智能電網被寫入《政府工作報告》,智能電網建設正式成為 國家的基本發展戰略。配網自動化的改造,自動化控制必須要實現電動控制。 充氣環網柜手動與電動結構完全不一樣,將手動模式改為電動模式,極為困 難。目前諸多的充氣 SF6 環網柜無法適應配網自動化改造的需要。固體絕緣環 網柜極具智能性,現場可以根據用戶需求引接 PT 電源。電纜接頭可實現在線 監測,給用戶現場的溫度值,同時數據到達控制終端,運行維護加強,為用 戶解決很多實用問題。雙杰固體絕緣環網柜的負荷開關采用三工位負荷開關, 傳統模式是先儲能再利用彈簧去釋放能量,而儲能是一個過程,實現配網自 動化是不合理的。固體絕緣環網柜負荷開關瞬時分斷,為多級配網自動化提 供保障。
      3.3 杜絕 SF6 污染

        據統計,現在所運行中壓全密封環網柜 90%以上都依靠 SF6 氣體作為絕緣 介質,這種氣體在充氣、運行、回收中不可避免地會存在泄漏和排放,成為 大氣環境中的一大污染源。根據《聯合國氣候變化框架公約》和《京都議定 書》,在導致全球變暖的六種溫室氣體中,以 SF6 的溫室效應值(GWP)最高, 是 CO2 對大氣影響的 23900 倍。世界各國紛紛立法,減少甚至禁止在電力設備 中的 SF6 的使用。固體絕緣環網柜從原理制造上完全與六氟化硫氣體無關,在 配電網設備領域的減排環保提供基礎保證。
        3.4 靈活方便

        傳統的 SF6 的環網柜是把幾組開關封裝在一個氣箱里面, 如有一個回路有 問題或者某一回路回路的一項有問題, 那就意味著這個 SF6 環網柜不能再使用 了,造成用戶的極大浪費。傳統的環網柜中,充氣環網柜和單元環網柜都各 有優點。而固體絕緣環網柜具有拼裝組合結構,靈活性非常強,兼具充氣環 網柜和單元環網柜的優點。運行中,任意環網柜發生問題,都可以及時設計 回路更改方案,當場進行回路更換,對用戶的使用提供了極大的方便性和靈 活性,降低客戶的運營和維護成本。

        3.5 抗惡劣環境

        固體絕緣環網柜相比 SF6 環網柜具有突出的抗惡劣環境能力,在嚴寒、高 原、潮濕、強風沙等惡劣環境下,適應性優勢明顯。如在零下 40 多度的嚴寒 地帶 SF6 氣壓會降低,容易出現氣體液化,用戶想在寒冷期繼續使用就必須在 冬天來臨時及時充氣保證箱體內氣壓在正常值范圍內。固體絕緣環網柜因為 不使用 SF6 氣體,所以完全沒有這方面的顧慮。在高原地區,傳統的 SF6 環網 柜由于大氣壓力的減小箱體會自動膨脹,容易導致漏氣,只能保障在海拔固體絕緣環網柜的前期調研 1500-2000 米以內使用, 一旦在海拔超過 3500 米充氣環網柜則不能正常使用。 而固體絕緣環網柜無壓力氣箱,即使在超過海拔 4000 米以上的高原都能穩定 運行。在強風沙地帶,風沙很容易破壞氣體環網柜的傳動設備,如將齒輪和鏈 條卡死,導致柜子固化,影響設備的使用。而固體絕緣環網柜把整個機構全 封裝,外面沒有傳動部件,在強風沙環境中可放心使用。在沿?;蛘吒叱睗?地區環網柜最怕彈簧、齒輪等生銹導致設備的無法使用,固體絕緣環網柜通 過鹽霧試驗箱,模仿高鹽高潮濕情況下的生銹測試,最后證明二十年、三十 年內不會出現生銹狀況。

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