國家重點節能低碳技術：開關柜替代SF6環網柜/開關柜技術

一、技術名稱：緊湊小型常壓空氣絕緣密封開關柜替代SF6環網柜/開關柜技術

二、技術類別：減碳技術

三、所屬領域及適用范圍：電力行業輸配電系統電力開關

四、該技術應用現狀及產業化情況

全球生產的SF6主要用于電力行業，其中80%用于開關設備。我國電力開關設備年使用SF6氣體6萬t左右，2015年12kV中壓環網柜開關柜需要量達30萬臺以上，其中絕大部分為SF6環網柜開關柜。緊湊小型常壓空氣絕緣密封開關柜具有小型化、免維護、節省設備用地、適用性廣等特點，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，使空氣絕緣成套設備具有與SF6環網柜相同的性能，可完全替代SF6環網柜/開關柜。目前，該技術已在電力、扣式結束帶、公共建筑、石油化工、通訊等行業的多個項目進行應用，項目涉及機場、軌道交通、國防工程建設等領域；同時，扣式結束帶產品已出口到歐洲，在瑞典、挪威等國應用，碳減排效果顯著。

五、技術內容

1.技術原理

采用均勻電場、真空滅弧和常壓密封箱體空氣絕緣等技術，實現空氣絕緣成套設備具有與SF6環網柜相同的性能，完全替代傳統SF6開關柜/環網柜；同時，通過常壓密封技術使產品具有可靠性高、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。該技術完全替代了傳統SF6環網柜，實現SF6零排放，也不產生環氧樹脂等固體廢棄物，碳減排潛力較大，經濟和環境效益良好。

2.關鍵技術

（1）均勻電場一體化開關架構技術

以空氣作為帶電體對地及相間的主絕緣介質，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關模塊等技術，實現五工位一體均勻電場架構。

（2）帶均壓過濾器常壓空氣密封箱體扣式結束帶制造技術

箱體具有空氣密封箱體類干燥的工況，有效隔離運行環境的粉塵、污穢、潮濕，杜絕污穢閃絡事故；并通過帶均壓過濾器實現密封箱體的內外均壓，從根本上解決了充氣類的環網柜開關柜容易發生泄漏的問題。

（3）分離式、簡潔的彈簧操作機構的設計技術

通過分離式、簡潔的彈簧操作機構，降低零部件數量（僅為傳統產品十分之一），可實現開關模塊拆分、升級和更換等，解決了斷路器高機械性故障問題

六、主要技術指標

1.常壓空氣絕緣密封環網開關柜額定電壓為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.設備材料可回率≥90%。

七、技術鑒定情況

該技術已獲得國家發明zhuanli9項，實用新型zhuanli45項；于2010年7月通過歐洲WARSAW試驗站的全部型式試驗；于2011年3月通過西安高壓電器研究院國家高壓電器質量監督檢驗中心的全部型式試驗，同年通過廣東省經濟和信息委員會組織的新產品技術鑒定；2016年通過中國電力企業聯合會組織的成果鑒定。

八、典型用戶及投資效益

典型用戶：國家電網公司、中國南方電網、海南三亞鳳凰機場、南海艦隊等。

典型案例1

案例名稱：廣東電網某供電局生產調度大樓配電改造工程

建設規模：5臺套開關柜成套設備。建設條件：原配電房進行提高供電可靠性的改造，原產品兩回路場地增容至五回路。主要建設內容：原獨立兩路進出線維護型設備改造為兩路進線備自投、兩路出線的工程；緊湊小型化、免維護設備替代SF6開關設備的應用。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關柜。項目總投資65萬元，建設期為3個月，年減排量約16tCO2，碳減排成本為-120～-80元/tCO2。產生的年經濟效益約35萬元，投資回收期約2年。

典型案例2

案例名稱：廣東興寧某商貿物流城用電工程

建設規模：32臺套開關柜成套設備。建設條件：新建大型商業物流城的用電工程1#、2#開閉所。主要建設內容：原設計的兩個獨立建設配電開閉所，通過采用免維護緊湊型產品代替SF6開關設備，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關柜。項目總投資291萬元，建設期為6個月。年減排量約102tCO2，碳減排成本為-120～-80元/tCO2。產生的年經濟效益約200萬元，投資回收期約1.5年。

九、推廣前景和減排潛力

預計未來5年，該技術的推廣比例可達12kV中壓環網柜/開關柜需求量的35%,約35萬臺，項目總投資約340億元，可形成的年碳減排潛力約110萬tCO2。