9月7日,国内首台145千伏全氟异丁腈环保气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)顺利通过全套验收。由中国电机工程学会组织,来自国家电网公司、中国南方电网、清华大学、重庆大学等单位的18位专家组成鉴定委员会认为,该产品技术通过国家级鉴定,整体技术水平达到国际领先。
145千伏全氟异丁腈环保气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)。平高集团供图
该设备实现了环保气体高压开关装备核心技术自主突破,破解了六氟化硫气体在电气维护过程中对环境产生的污染,为电网绿色低碳转型打造国产化成套技术方案。该设备由河南平高电气股份有限公司(以下简称平高电气)联合中国电科院、安徽电科院、西安交通大学等单位研制。
六氟化硫产品以其干净卫生,维护方便等特点成为20世纪80年代国际上电工市场的抢手货,取代了多年流行的少油断路器、多油断路器。以六氟化硫为代表的含氟气体及其混合气体,广泛应用于我国电力系统的高压开关设备中。
不过,六氟化硫气体是一种重要的温室效应气体,其单分子的温室效应是二氧化碳的2.39万倍,是《京都议定书》中被明令禁止排放的6种温室气体之一。如何破解六氟化硫电工产品对环境的污染,寻找六氟化硫环保替代方案,成为构建绿色新型电力系统的关键任务。
平高电气经过科学梳理,制定了严密的主攻方向,在全氟异丁腈/二氧化碳混合气体绝缘特性研究基础上,搭建绝缘判据真型样机试验平台,系统开展全氟异丁腈/二氧化碳/氧气混合气体气隙、沿面击穿特性研究,探明了不同压力、不同比例条件下介质绝缘特性,提出适用于工程化应用的全氟异丁腈混合气体绝缘判据。
通过技术攻关,他们掌握了全氟异丁腈混合气体双温等离子体物性参数,建立不同比例电弧基础参数数据库和电弧仿真模型,搭建灭弧室暂态压力和零区电弧测量系统。深入研究混合气体电弧开断机理,他们掌握了40千安全氟异丁腈混合气体“稳定燃弧—零区熄弧—弧后恢复”电弧开断特性。
在成熟六氟化硫断路器基础上,平高电气依托全氟异丁腈混合气体电弧仿真与测量技术,提出混合气体灭弧室开断单元和热气流管理优化方案,有效解决断路器大量开断过程中热击穿和电击穿难题,自主完成145千伏全氟异丁腈混合气体断路器研制,成功通过全部型式试验。各项技术指标全部优于设计指标。
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