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2012年9月20日，“2012固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜新技術(shù)應(yīng)用交流會(huì)”在廣州圓滿落幕。會(huì)上，國家電網(wǎng)電力科學(xué)研究院高級(jí)工程師易平就固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了四方面的綜合論述。

（國家電網(wǎng)電力科學(xué)研究院高級(jí)工程師 易平正在會(huì)上演講）
 

　　一、 技術(shù)條件及采購技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)編寫的情況

　　首先我們來回顧一下就固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜開展的一系列活動(dòng)：

　　■ 2010年6月國家電網(wǎng)公司科技部、生技部、物資部委托中國電力科學(xué)研究院開展固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜技術(shù)的調(diào)查和研究。

　　■ 2011年8月，國家電網(wǎng)公司下文委托中國電科院編制國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜技術(shù)條件》

　　■ 2011年8月31日，國家電網(wǎng)公司下文將固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜列入第一批重點(diǎn)推廣新技術(shù)目錄。

　　■ 2011年9月，中國電科院組織召開了《固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜技術(shù)條件》的討論會(huì)

　　■ 2011年10月22日，國內(nèi)第一條自動(dòng)化技術(shù)最高、年產(chǎn)能最大的固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的自動(dòng)化生產(chǎn)線在中國電科院產(chǎn)業(yè)公司，北京電研華源公司建成投產(chǎn)。

　　■ 2012年3月2日，國家電網(wǎng)公司發(fā)布了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) Q/GDW730-2012《12kV 固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜技術(shù)條件》，起草單位有中國電力科學(xué)研究院、北京市電力 公司、上海市電力公司、浙江省電力公司。

　　■ 2012年5月4日，國家電網(wǎng)公司科技部、生技部、物資部組織召開固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜招標(biāo)技術(shù)規(guī)范編寫啟動(dòng)會(huì)。

　　■ 2012年5月28日，國家電網(wǎng)公司科技部、生技部、物資部組織召開固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜招標(biāo)技術(shù)規(guī)范討論會(huì)。

　　■ 2012年6月7日，中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)科技開發(fā)服務(wù)中心、全國輸配電技術(shù)協(xié)作網(wǎng)成立了固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜專業(yè)委員會(huì)

　　■ 2012年7月23日，國家電網(wǎng)公司物資部、中國電科院、國網(wǎng)電科院、北京電力公司、上海電力公司、天津電力公司、相關(guān)制造單位，對(duì)固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜招標(biāo)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行了最終版的討論。

　　從2010年6月到2012年7月，在兩年時(shí)間內(nèi)的一系列活動(dòng)，使固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜從基層走到了備受關(guān)注的新生事物，速度應(yīng)該說是很快的。同時(shí)，通過過程我們也知道技術(shù)條件和招標(biāo)技術(shù)規(guī)范的編制情況及國網(wǎng)公司的一系列推廣的政策(如：列入新技術(shù)推廣目錄，按比例推廣、統(tǒng)一招投標(biāo)等)。

　　本產(chǎn)品系列標(biāo)準(zhǔn)的形成由三個(gè)階段構(gòu)成：

　　第一階段，國網(wǎng)公司物資部環(huán)網(wǎng)柜物資采購標(biāo)準(zhǔn)的成形。09年物資部編寫完成了10～35kV系列產(chǎn)品的物資采購標(biāo)準(zhǔn)。作為集中采購的標(biāo)準(zhǔn)之一，環(huán)網(wǎng)柜標(biāo)準(zhǔn)主要確定了五個(gè)功能單元及三個(gè)接口，至于技術(shù)要求及通用規(guī)則重點(diǎn)體現(xiàn)在參數(shù)的高低和要求的準(zhǔn)確及全面程度方面，其實(shí)大家在省級(jí)招標(biāo)中均有體會(huì)，有些問題今天依然存在。

　　第二階段，在保持與采購標(biāo)準(zhǔn)一致的前提下，結(jié)合固封極柱標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)開關(guān)設(shè)備、尤其是負(fù)荷開關(guān)-熔斷器等產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)編寫完成了國網(wǎng)公司固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其中試驗(yàn)部分多以定性規(guī)定為主，其余章節(jié)則結(jié)合環(huán)網(wǎng)柜物資采購標(biāo)準(zhǔn)較多，目的在于容易和國網(wǎng)物資標(biāo)準(zhǔn)體系保持一致，便于標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施，不足在于對(duì)專用性問題研究不夠深入。

　　第三階段：重點(diǎn)進(jìn)行依據(jù)國網(wǎng)公司固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并將其轉(zhuǎn)化為國網(wǎng)物資采購標(biāo)準(zhǔn)。這次標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成分為通用部分和技術(shù)專用部分兩部分內(nèi)容。這些內(nèi)容將是我們大家引以為用的確定內(nèi)容，將對(duì)大家的研發(fā)，制造和應(yīng)用產(chǎn)生重大影響，也對(duì)社會(huì)資源和行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生影響。在編制的過程中廣泛地征求了各方面的意見，與技術(shù)條件區(qū)別還很大。比如：局放指標(biāo)、試驗(yàn)項(xiàng)目等。

　　來自不同的聲音也對(duì)我們帶來新的思考!這些問題不能很好地解決，就難以促進(jìn)固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的定型發(fā)展。雖然這個(gè)會(huì)不能確定這些問題，但我還是希望在協(xié)會(huì)搭建的這一平臺(tái)上，在固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜方面已有深度實(shí)踐的企業(yè)如伊頓、東芝、華源、雙杰、新概念等企業(yè)、用戶、專家和研發(fā)精英們來共同探討和解決。

　　二、 目前國內(nèi)固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜技術(shù)情況

　　目前國內(nèi)國體絕緣環(huán)網(wǎng)主要有兩大派系

　　第一派系：以伊頓開關(guān)的技術(shù)派生出來的產(chǎn)品：

　　真空斷路器或真空負(fù)荷開關(guān)+空氣絕緣的隔離/接地開關(guān)

　　空氣絕緣的隔離/接地開關(guān)又分：刀閘式的和直動(dòng)式的、快速的和勻速運(yùn)動(dòng)的。

　　第二派系：以日本開關(guān)的技術(shù)派生出來的產(chǎn)品：

　　真空斷路器或真空負(fù)荷開關(guān)+固體絕緣的真空隔離/接地開關(guān)。

　　兩大派系的區(qū)別：

　　主要在隔離接地開關(guān)的方式。由于隔離開關(guān)的不同帶來了環(huán)網(wǎng)柜的結(jié)構(gòu)、成本、應(yīng)用方面的不同。

　　兩大派系的比較：

　　真空開關(guān) +刀閘式隔離開關(guān)的方式結(jié)構(gòu)簡單，為空氣絕緣，受外界環(huán)境影響較大 。

　　真空開關(guān) +直線式 隔離開關(guān)的方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為空氣絕緣受外界環(huán)境影響較大 。

　　真空開關(guān) +真空式隔離開關(guān)的方式結(jié)構(gòu)簡單， 機(jī)構(gòu)復(fù)雜 成本高，不受各種環(huán)境影響 。

　　目前用戶接收的基本上是第一派系，從技術(shù)方面看但第二派系較第一派系進(jìn)步，目前，有些企業(yè)進(jìn)一步研究真空技術(shù)的三工位隔離接地開關(guān)以及環(huán)氧澆注件的外屏蔽技術(shù)，并以通過型式試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果非常好，局放指標(biāo)在5pC以下，使固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜得到了發(fā)展;我個(gè)人認(rèn)為第二派系是固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜發(fā)展的方向。

　　三、 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

　　1、 技術(shù)特點(diǎn)

　　■ 優(yōu)化電場(chǎng)設(shè)計(jì)：局放1.2額定電壓小于10pC;

　　■ 密封、可觸摸、安全性能好;可觸摸的地方都接地處理了;

　　■ 具有關(guān)合能力的三工位合閘、隔離/接地技術(shù) ;

　　■ 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：可配永磁機(jī)構(gòu)、彈簧機(jī)構(gòu) ;

　　■ 在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，智能化程度高;

　　■ 屏蔽軟母線技術(shù)，單元結(jié)構(gòu)，免維護(hù)，使用方便;

　　2、與SF6環(huán)網(wǎng)柜的比較

對(duì)比項(xiàng)目	固體環(huán)網(wǎng)柜	SF6環(huán)網(wǎng)柜
絕緣介質(zhì)	固體絕緣	SF6氣體
滅弧介質(zhì)	真空	SF6氣體
對(duì)環(huán)境的影響	綠色環(huán)保，適用于高海拔、高寒、高熱地區(qū),重污染地區(qū),高潮濕地區(qū),鹽霧地區(qū)等	危害環(huán)境和人體健康
安全性	無爆炸危險(xiǎn)	SF6易泄漏和發(fā)生電弧爆炸
機(jī)械壽命	10000次及以上	5000次以下
維護(hù)管理	不需要檢查氣體泄漏，30年免維護(hù)，可節(jié)省管理費(fèi)用	需氣體泄漏監(jiān)視、氣體壓力上升防爆裝置、充氣閥、壓力表、低壓閉鎖裝置等
壽命到期可回收性	可回收	SF6難回收，回收費(fèi)用巨大
應(yīng)用范圍	應(yīng)用范圍廣	高溫、高寒地區(qū)不適用
體積	更小或與SF6體積相當(dāng)，	小

　　3、 與無SF6氣體環(huán)網(wǎng)柜的比較

	絕緣距離	零件個(gè)數(shù)	維護(hù)性	安全性	價(jià)格
真空和環(huán)氧樹脂澆注	★	★	★	★	○
干燥空氣和隔板絕緣和空氣	▲	▲	▲	○	○
CO2氣體和真空	○	▲	▲	▲	○

　　★---很好 ○---良好 ▲--- 一般

　　4、結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)

優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目
與環(huán)境協(xié)調(diào)	主回路固體絕緣化 隔離開關(guān)采用真空絕緣或空氣絕緣后后徹底不使用SF6氣體
小型  輕量化	高性能環(huán)氧樹脂的應(yīng)用 簡化的主回路結(jié)構(gòu) 采用分相式外層屏蔽實(shí)現(xiàn)小型、輕量化
提高安全性、可靠性	采用分相式外層屏蔽抑制短路故障、可觸摸
省力維護(hù)	省去平常的氣體壓力監(jiān)視 采用固體絕緣外層屏蔽以減少維護(hù)量 新型操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，零件數(shù)量少，免維護(hù)

　　通過比較我們可以看到固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜應(yīng)用優(yōu)勢(shì)非常特出。

　　四、 推廣應(yīng)用情況

　　優(yōu)勢(shì)：

　　1、優(yōu)越的外部環(huán)境

　　國家電網(wǎng)對(duì)環(huán)網(wǎng)柜推廣采取的一些政策，如統(tǒng)一招投標(biāo)、制定統(tǒng)一技術(shù)條件和招標(biāo)技術(shù)規(guī)范、每年按一定比例的數(shù)量推廣，還有就是固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜專業(yè)委員會(huì)搭建的交流平臺(tái)。這些舉措將有力地推動(dòng)固體絕緣的技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)應(yīng)用。

　　2、技術(shù)在不斷的進(jìn)步

　　與固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，如：絕緣材料的研究、屏蔽技術(shù)、在線監(jiān)測(cè)技術(shù)、多工位專用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)技術(shù)等發(fā)展都很快。絕緣材料方面，如ABB推出的新型絕緣材料在固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜上的應(yīng)用，目前有廠家在研究;屏蔽技術(shù)的應(yīng)用將更好地解決環(huán)網(wǎng)柜的局放指標(biāo);在線監(jiān)測(cè)技術(shù)目前在很多電器產(chǎn)品上在應(yīng)用;真空技術(shù)就更不用說了，2011年產(chǎn)量是160多萬只，用于固封斷路器的有50萬只，且固封技術(shù)通過固封斷路器的推廣應(yīng)用，大家都已接受。所以，通過個(gè)方面技術(shù)的綜合應(yīng)用固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜將會(huì)更安全、可靠。

　　存在的問題：

　　1、掛網(wǎng)運(yùn)行的量還不夠多，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不足;特別是掛網(wǎng)運(yùn)行的區(qū)域不夠全面，如：高溫地區(qū)、高寒地區(qū)、高海拔地區(qū)、沿海地區(qū)、多雨和溫差變化大的地區(qū)等，要積累不同地區(qū)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行改進(jìn)。目前使用區(qū)域應(yīng)該說還比較集中。(目前產(chǎn)量比較大的企業(yè)集中在北京雙杰、北京華源、揚(yáng)州新概念、沈陽昊成等，如果把這4家企業(yè)的用戶集中起來，我覺得使用區(qū)域就比較全面了。)

　　2、成本與價(jià)格;對(duì)于用戶來說，盡管非?？粗毓腆w柜的緊湊尺寸、良好安全性能、免維護(hù)特性等，但是較高的價(jià)格使其放棄固體柜采用充氣柜，因此降低制造成本是其大規(guī)模應(yīng)用的前提條件。

　　3、生產(chǎn)制造工藝有待進(jìn)一步提高;固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的重要指標(biāo)是局放指標(biāo)，而該指標(biāo)與生產(chǎn)制造工藝關(guān)系密切，每個(gè)零件、每個(gè)細(xì)節(jié)都是關(guān)鍵。

　　4、標(biāo)準(zhǔn)的宣貫和統(tǒng)一;電網(wǎng)運(yùn)行安全是第一位，新的產(chǎn)品用戶需要一個(gè)認(rèn)識(shí)和熟練的過程，需要做大量的對(duì)運(yùn)行技術(shù)人員的培訓(xùn)工作。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)需要加快推進(jìn)，在產(chǎn)品本身的標(biāo)準(zhǔn)化上還需要做更多的工作，如接地的問題、隔離開關(guān)的位置問題等都需要統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

　　亟待解決的問題

　　1、 新的高性能環(huán)氧樹脂的開發(fā);

　　2、 高效率澆注技術(shù)的開發(fā);

　　3、 采用真空絕緣的隔離開關(guān)的技術(shù)優(yōu)化;

　　4、 元件連接用界面連接方式的開發(fā);

　　5、 斷路器、隔離開關(guān)用操動(dòng)機(jī)構(gòu)的開發(fā);

　　總結(jié)：

　　由于對(duì)固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的充分認(rèn)識(shí)很有限，業(yè)內(nèi)還有一些爭(zhēng)議?？傊腆w絕緣環(huán)網(wǎng)柜的發(fā)展方興未艾，其前途廣闊，國內(nèi)外各大電氣設(shè)備制造公司都在研制或進(jìn)一步完善。