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发布时间:

2024-04-22

窄柜高压接地开关产品是高压成套开关设备的核心安全结构性产品。它在工作状态时,确保负载可能产生的剩余电能对人身的伤害;它在非工作状态时,要承受主回路的电应力和热应力的影响,以及故障状态时确保设备和负载不受到二次损坏。它在操作过程中,既要保证精准定位,又要保证机械机构的操作流畅;既要能安全承受负载端可能产生的电能冲击作用,又要保证主回路电能与负载回路的安全隔离。最后,在人工操作状态下,要做到轻盈省力。

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450-375型窄柜接地开关的研发

一.产品介绍:

窄柜高压接地开关产品是高压成套开关设备的核心安全结构性产品。它在工作状态时,确保负载可能产生的剩余电能对人身的伤害;它在非工作状态时,要承受主回路的电应力和热应力的影响,以及故障状态时确保设备和负载不受到二次损坏。它在操作过程中,既要保证精准定位,又要保证机械机构的操作流畅;既要能安全承受负载端可能产生的电能冲击作用,又要保证主回路电能与负载回路的安全隔离。最后,在人工操作状态下,要做到轻盈省力。

二、行业趋势:

随着国家节能减排、减碳政策的逐步实施、新能源电站建设、用电设备的扩容升级改造等的需要,高压成套开关柜小型化的市场潜力越来越大,而其关键安全性部件 "窄柜高压接地开关"技术水平及制造水平将严重影响高压成套开关柜小型化的进程与发展。

该类产品 2002年引入我国,采用的是气体绝缘的方式,由于具有占地面积小、智能化程度高、免维护、全工况等特点,使其逐渐成为一个新的选择,并广泛应用于冶金、石化、矿山、开发区、城市轨道交通和高层建筑等场景。但SF6绝缘气体在1997年《京都议定书》中被认为是主要温室气体,且相关规定明确于2030年逐步淘汰SF6的使用。因此,市场需求形成了明显特征,即减少温室气体的使用,采用空气与固体绝缘复合绝缘技术。减小产品空间尺寸和使用空气与固体复合绝缘的关键是开发适合的"窄柜高压接地开关技术和产品"。

三、 450-375型窄柜接地开关的研发:

为了能够替换 SF6充气柜,也为了真空开断高压开关柜能够更加实用化,研发部门对传统“28柜”进行了技术革命。各项核心的一次电器元件和二次配电设备都从技术上有所突破,各种相应的配电方案(如:负荷开关、隔离手车、PT手车、计量柜等)都能适配到极限375mm柜宽的高压开关柜上。

窄柜高压接地开关适用于高压( 12kV)交流金属封闭铠装移开式成套开关设备高压开关柜的柜宽在370-500mm,高度为1800mm左右,深度1300mm左右。在主回路额定电流相同的情况下,控制其内母线联接系统的相距需要技术突破。

除了相间距问题,窄柜高压接地开关需要解决的技术关键性问题还有:

——与之配套的五防联锁装置;

——内部联接母线系统在断路器部分采用右进左出铜棒连接。

——一体化整体触头盒结构,联接铜棒采用环氧树脂整体包裹浇注与空气绝缘形成复合绝缘;

——接地开关在于主回路母线联接采用绝缘罩于硅胶套结合形成多重绝缘结构;

——合理的电缆搭接位置方便现场施工;

——实现与 KYN28A-12系列宽柜柜型的并柜;

——电流互感器和触头盒采用一体式结构,以减少连接铜排和连接点;

——紧凑结构使内部空间最大化,以减少放电的概率。

创新点包括:

1、采用一种U型结构柱形母线与矩形母线搭接端子,最大限度增加了接触面积、减少了接触电阻。

2、三相导电体表面喷砂,环氧树脂整体绝缘浇铸,绝缘表面爬沟设计以增加爬电距离,使产品在窄小的空间下,耐冲击电压达到了4.8kV。

3、在手动操作下,应用减力机械操作臂及传动齿轮机构,使操作力矩从100牛米降低到80牛米以下。

接地开关的设计要点

接地开关是用于主回路断开时将负载接地的一种机械开关装置,应能承载一定的电流冲击。而在正常回路条件下,依然要承受柜内电磁环境和热环境,以及故障情况下产生的机械冲击和热冲击。

实际运行中,必须严格遵循如下程序:隔离开关合闸时,接地开关必须分闸;主回路开关分闸后,接地开关才能合闸。

因为窄柜条件下断路器的重构和柜内空间限制,窄柜高压接地开关尺寸构建上有比较大的困难。窄柜高压接地开关 采用三相同步快速分合闸接地开关(简称;快速接地开关), 快速接地开关是一种具有关合短路电流能力,专门用于电力系统人工接地的快速接地开关。一般配有手动操作或电动操作的快速 操动机构 。在具有多个并联 主变压器 支路的电力系统中,为了节省投资,通常以快速接地开关代替主变压器支路的 高压断路器 。当主变压器本体发生故障时,主变压器保护起动高压侧快速接地开关进行合闸操作,造成电力系统人工接地,起动电力系统继电保护装置,致使输电线路对侧的断路器分闸,切断主变压器故障。 接地开关分为:接地开关操作机构和接地绝缘罩两部分组成。

四、产品的作用和社会效应:

2021年8月~2022年2月, j9九游注册 开展了 450mm.400mm.375mm小型柜的“窄柜高压接地开关”绝缘、导体联接、机械力传递关键件的设计与样机试制,并于2023年间完成西高院的型式试验报告 报告包含接地开关产品报告,配套的绝缘母线体系的配套报告,带有窄柜接地开关的整体设备试验报告。

产品设计意义在于 最大限度减少本领域温室气体 SF6(六氟化硫气体)的使用,并逐步淘汰;本技术与产品的应用, 1. “绿色转型”方面,增力原有产品实现减碳的目的,进而取得市场的优先选择。 2. 节能环保,以及对增效、减碳的贡献 出于产品的小型化,无疑对节能环保的贡献是明显的,从而对增效、减碳的影响也是积极的。 3 . 对资源优化的贡献主要表现在: a. 同一电压、电流等级的机柜占用空间,相比 800柜至少减小了50%左右,高度方向减小10%左右; b. 整机重量相比 800柜减小40%左右,真空开关(断路器)重量减小20左右; c. 单机母线(铜材)相比 800柜减少20%左右,运输成本减少50%左右。

为响应国家 “碳达峰、碳中和”目标号召,以及应对以欧洲为主的国外配网无氟化要求,中压开关设备的环保成为必然趋势,大量中压开关设备企业已经逐步推出 环保型的 二次配电产品和一次配电产品。 SF6充气柜替代方案将成为二次配电环网柜和一次配电开关柜的研究和开发已经成为当下的热点。 2022年,欧盟委员会提出了《含氟温室气体法律》的修订草案,修订后的草案将削减含氟温室气体排放。2026年1月1日开始禁止在24 kV及以下等新装及改造中压开关设备中使用GWP大于10的含氟气体,仅当有证据证明技术上没有替代品的情况下才能使用GWP小于2 000的含氟气体。欧盟委员会、欧盟议会、欧盟理事会对此尚未取得最终一致结果。因此,本技术研发的产品将配套相应成套设备厂家,提供12KV配电领域的无氟配电设备。

电力系统使用的开关设备,是通过断开或恢复 A 点和 B 点之间的电流来控制电流流动的电路开断设备。每件开关设备都必须能够断开电流,使其自身绝缘并确保网络的安全运营。如今,全球已安装了超过 3,000 万套使用六氟化硫 (SF6) 的中压开关设备。SF6 具备高度的实用性和可靠性,几十年来受到广泛使用和信任。然而,SF6 是一种温室气体,会加剧我们今天所面临的气候挑战。因此,电气开关设备行业认识到必须谨慎使用 SF6,并且已经制定了减少、控制和限制在中压开关设备中使用 SF6 的策略。

2020年9月22日,习主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布,中国力争二氧化碳排放在2030年前达到峰值,2060年前实现碳中和。应"碳达峰,碳中和"要求,目前我国的电力设备市场也致力于采用 SF6 替代品。他们希望通过解决四个关键问题,充分利用向无 SF6 过渡带来的机遇:客户的成本效率,增强可持续性,对健康和安全的担心,以及负责任的安装基础管理。利用真空开断和空气绝缘技术的新型中压开关设备可使顶级技术提供商避免使用 SF6(传统高压开关柜"28柜")。但是,与气体绝缘开关设备相比,用于中压的空气绝缘开关设备长期以来被认为体积太大,但现在不再如此。如今,SF6 开关设备的替代产品(窄型化的"28柜")与气体绝缘版本一样紧凑,且具有成本效益,是替代现有设备的理想选择。此外,具有可持续性的中压开关设备消除了创造可替代 SF6 的新气体的需要,并避免了使用寿命终止后的回收、再利用和泄漏等问题,有助于减少温室气体排放。随着我们对可靠电力的依赖程度上升,我们生产、分配和使用能源的方式必须随之向前发展。无 SF6 开关设备是我们能源革命的一部分,与使用 SF6 相比,它减少了电网的碳足迹。现在,使用中压技术的企业拥有了支持可持续发展的选项,能够通过选用绿色设备来减少自身的温室气体排放。