近日，許繼電氣德理施爾公司自主研制的12千伏-4000安環(huán)保氣體絕緣開關(guān)設(shè)備在國家高壓電器產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測中心一次性通過型式試驗(yàn)，產(chǎn)品的各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)均處于行業(yè)領(lǐng)先水平。
01 把握市場需求，落實(shí)“雙碳”行動(dòng)
隨著居民和工業(yè)用電負(fù)荷的日益增加，城市配網(wǎng)線路負(fù)荷集中區(qū)域?qū)Υ箅娏髫?fù)荷容量設(shè)備的需求愈加迫切，同時(shí)變電站新建或改造過程中對大電流負(fù)荷容量的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的需求也在與日俱增。許繼電氣積極響應(yīng)市場需求，堅(jiān)定雙碳目標(biāo)，成功開發(fā)出集環(huán)保智能的產(chǎn)品，致力于環(huán)保全覆蓋。
綠色環(huán)保
該產(chǎn)品采用干燥空氣作為絕緣介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了整機(jī)溫室氣體“零”排放。相比充六氟化硫，單臺(tái)產(chǎn)品可減少六氟化硫用量8.8千克，相當(dāng)于減少二氧化碳排放210.3噸。
替代升級(jí)
氣體絕緣開關(guān)設(shè)備在發(fā)達(dá)國家的應(yīng)用達(dá)到50%以上，且多為六氟化硫氣體絕緣，而在我國占有率遠(yuǎn)低于此值，具有較大的市場潛力。目前國內(nèi)有極少廠家能夠滿足生產(chǎn)4000安氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的要求，無法實(shí)現(xiàn)氣體絕緣開關(guān)設(shè)備對空氣開關(guān)柜的全面替代。許繼電氣成功研制的12千伏-4000安大容量環(huán)保氣體絕緣開關(guān)設(shè)備，為12千伏氣體絕緣開關(guān)設(shè)備全面替代空氣開關(guān)柜的主流柜型提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，也為用戶帶來了更多選擇。
綠智性優(yōu)
該產(chǎn)品采用干燥空氣絕緣，所有高壓帶電部件（進(jìn)出線裝置除外）全部封閉在微正壓（≤0.02MPa）金屬箱體內(nèi)，不受外界環(huán)境影響。采用自主的絕緣優(yōu)化技術(shù)，可在氣室敞口狀態(tài)下滿足絕緣要求。利用真空滅弧技術(shù)實(shí)現(xiàn)開斷和滅弧，可實(shí)現(xiàn)40千安額定短路開斷50次。采用獨(dú)有的散熱技術(shù)，可滿足額定電流（4000安）自然冷卻下的溫升要求和1.1額定電流（4400安）強(qiáng)制風(fēng)冷（加風(fēng)機(jī)）下的溫升要求。采用智能化控制方案，基于關(guān)聯(lián)規(guī)則和權(quán)重系數(shù)的評(píng)估方法，結(jié)合電流負(fù)荷大小和溫升狀態(tài)信號(hào)來確定啟動(dòng)風(fēng)機(jī)強(qiáng)制風(fēng)冷的時(shí)機(jī)。此外，可根據(jù)應(yīng)用的實(shí)際最大電流負(fù)荷需求，分類分級(jí)，定制不同的配置方案，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。
02 堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)，攻克關(guān)鍵核心技術(shù)
相比12千伏-3150安氣體絕緣開關(guān)設(shè)備，該產(chǎn)品額定發(fā)熱功率增大了60%（額定電流從3150安，增加到4000安）。為保證溫升要求，必然要增大導(dǎo)體的面積以及散熱器的體積，由此會(huì)造成導(dǎo)致絕緣凈距減少。而干燥空氣的絕緣能力只有六氟化硫氣體的1/3，絕緣凈距減小，會(huì)造成產(chǎn)品絕緣設(shè)計(jì)難度的進(jìn)一步加大。溫升和絕緣之間的“矛盾”如何得到有效的解決，成為項(xiàng)目的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)。
4000安自然風(fēng)冷不“發(fā)燒”
針對溫升問題，許繼電氣項(xiàng)目組成員研究接觸電阻控制技術(shù)、輻射散熱、對流散熱強(qiáng)化技術(shù)和相變散熱技術(shù)，開發(fā)引入了獨(dú)有專利的傳導(dǎo)散熱技術(shù)和表面涂覆石墨烯散熱技術(shù)，設(shè)計(jì)了多種新型散熱組件，將輻射、對流散熱轉(zhuǎn)換為散熱能力更強(qiáng)的傳導(dǎo)散熱，保證在自然風(fēng)冷條件下，額定通流時(shí)產(chǎn)品的可靠運(yùn)行。
過載強(qiáng)冷退熱快
針對散熱問題，當(dāng)負(fù)荷超過4000安時(shí)，產(chǎn)品內(nèi)部發(fā)熱功率急劇增加，常規(guī)的散熱技術(shù)已不能滿足散熱需求。強(qiáng)迫冷卻技術(shù)具有更高的散熱效率，其散熱系數(shù)可達(dá)到自然對流散熱系數(shù)的10倍以上，但強(qiáng)迫冷卻對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有很高的要求，風(fēng)道的布局將影響散熱的效率，同時(shí)風(fēng)道又不能影響內(nèi)部燃弧的泄壓通道，這成為了該項(xiàng)目的難點(diǎn)。項(xiàng)目組深入研究流體傳熱理論，建立熱流分析模型，對產(chǎn)品風(fēng)道、泄壓通道進(jìn)行反復(fù)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化，形成了獨(dú)有的風(fēng)道散熱技術(shù)，成功地解決了1.1倍額定電流下的溫升問題，同時(shí)保證了產(chǎn)品的抗燃弧能力。
敞口不“放電”
針對絕緣問題，項(xiàng)目組全面梳理絕緣薄弱點(diǎn)，以仿真分析和試驗(yàn)驗(yàn)證為手段，采用新型半導(dǎo)體材料涂覆技術(shù)解決了小間隙電場集中難題，引入“多段線”導(dǎo)體優(yōu)化技術(shù)提高主回路電場均勻度，應(yīng)用屏蔽均壓優(yōu)化技術(shù)攻克三相交界電場畸變問題，大幅提升了產(chǎn)品的絕緣性能。產(chǎn)品在尺寸與同規(guī)格六氟化硫氣體絕緣開關(guān)設(shè)備保持一致基礎(chǔ)上，零表壓下仍有30%的絕緣裕度，密封蓋板拆除狀態(tài)下仍滿足絕緣要求。
