550型窄柜高壓接地開關(guān)的研發(fā)

一、產(chǎn)品研發(fā)的市場背景：

高壓成套開關(guān)設備主要用于電能分配、功率補償?shù)龋约半娏ΓC）驅(qū)動控制、保護、檢測等，工作電壓范圍為3.0kV至35kV。該類產(chǎn)品應用場景十分豐富，主要有：發(fā)電廠升壓;電業(yè)系統(tǒng)電網(wǎng)建設;工礦企業(yè)變電受電;冶金、煤炭、石化等工業(yè)領(lǐng)域高壓電機啟動;大型商業(yè)設施電力驅(qū)動等。

隨著國家節(jié)能減排、減碳政策的逐步實施、新能源電站建設、用電設備的擴容升級改造等的需要，高壓成套開關(guān)柜小型化的市場潛力越來越大，而其關(guān)鍵安全性部件"窄柜高壓接地開關(guān)"技術(shù)水平及制造水平將嚴重影響高壓成套開關(guān)柜小型化的進程與發(fā)展。

 

二、研發(fā)新品的作用：

窄柜高壓接地開關(guān)產(chǎn)品是高壓成套開關(guān)設備的核心安全結(jié)構(gòu)性產(chǎn)品。

它在工作狀態(tài)時，確保負載可能產(chǎn)生的剩余電能對人身的傷害；

它在非工作狀態(tài)時，要承受主回路的電應力和熱應力的影響，以及故障狀態(tài)時確保設備和負載不受到二次損壞。

它在操作過程中，既要保證精準定位，又要保證機械機構(gòu)的操作流暢；既要能安全承受負載端可能產(chǎn)生的電能沖擊作用，又要保證主回路電能與負載回路的安全隔離。最后，在人工操作狀態(tài)下，要做到輕盈省力。

 

三、研發(fā)的過程和結(jié)果：

2019年4月研究確立技術(shù)方案和技術(shù)路線，有針對性地進行固體柜和SF6氣體絕緣柜技術(shù)需求、市場需求的調(diào)研。2019年6月～9月，匯總調(diào)研情況，對比國內(nèi)外相關(guān)資料，研究技術(shù)攻關(guān)核心點和技術(shù)難點，編寫技術(shù)研發(fā)計劃。2019年10月～2020年2月，開展初代550mm小型柜"窄柜高壓接地開關(guān)"絕緣、導體聯(lián)接、機械力傳遞關(guān)鍵件的設計與樣機試制，并計劃于2020年底前完成西高院的型式試驗報告。2020年3月～2021年6月，在初代550小型柜用"窄柜高壓接地開關(guān)"的基礎(chǔ)上優(yōu)化改進，在安全可靠性等方面找漏洞補短板。完成產(chǎn)品的中試量產(chǎn)工裝工藝的準備與改進。

窄柜高壓接地開關(guān)的技術(shù)突破在于：1.系列化地減小柜體的寬度尺寸：其系列化尺寸包括550mm.500mm.450mm.400mm.375mm;2.與窄柜高壓接地開關(guān)關(guān)聯(lián)的母線連接系統(tǒng);3.固體絕緣的品質(zhì)提升及工藝成型;4.模塊化、標準化設計，確保質(zhì)量穩(wěn)定性;5.機械機構(gòu)的安全操作及可靠性等。

從2019年4月起至2023年8月的到第三方權(quán)威機構(gòu)-西安高壓電器研究院的試驗報告。全系列窄柜高壓接地開關(guān)研發(fā)歷時52個月的時間里，從無到有，從圖紙到實物，從試制到量產(chǎn);盛中意電力科技有限公司研發(fā)組成員“一步一個腳印”從固體絕緣柜上吸取精華和經(jīng)驗，繼承傳統(tǒng)“28柜”的優(yōu)勢，使傳統(tǒng)“28柜”體積大無法適應城市化的配電系統(tǒng)成了可能，并升華至極限500mm柜寬是突破了ABB的UNIGEAR-ZS1（500mm）空氣絕緣交流金屬封閉開關(guān)設備的技術(shù)壁壘。

除了相間距問題，窄柜高壓接地開關(guān)需要解決的技術(shù)關(guān)鍵性問題還有：

1.與之配套的五防聯(lián)鎖裝置;2.內(nèi)部聯(lián)接母線系統(tǒng)在斷路器部分采用右進左出銅棒連接。3.一體化整體觸頭盒結(jié)構(gòu)，聯(lián)接銅棒采用環(huán)氧樹脂整體包裹澆注與空氣絕緣形成復合絕緣;4.接地開關(guān)在于主回路母線聯(lián)接采用絕緣罩于硅膠套結(jié)合形成多重絕緣結(jié)構(gòu);

——合理的電纜搭接位置方便現(xiàn)場施工；

——實現(xiàn)與 KYN28A-12系列寬柜柜型的并柜;

——電流互感器和觸頭盒采用一體式結(jié)構(gòu)，以減少連接銅排和連接點；

——緊湊結(jié)構(gòu)使內(nèi)部空間最大化，以減少放電的概率。

本項目從立項、技術(shù)研發(fā)歷程、技術(shù)主要創(chuàng)新點技術(shù)應用范圍和解決的主要問題到技術(shù)應用實踐等環(huán)節(jié)，科學完整地完成了技術(shù)于產(chǎn)品的創(chuàng)新過程，在設計方案、樣機制作、型式試驗、工程驗證等方面表明新技術(shù)新產(chǎn)品的安全性和可靠性是有保障的。

 

四、研發(fā)產(chǎn)品的社會效益：

1、安全可靠

新的固體絕緣技術(shù)明顯提高了品質(zhì)和絕緣水平。

相對于空氣絕緣，固體絕緣有很大的優(yōu)勢，例如空氣絕緣采用的是機械性穩(wěn)固系統(tǒng)，在是設備運行時易受到電磁干擾產(chǎn)生機械諧振，從而有機械位移的風險。固體絕緣的成型技術(shù)可以保證裝配的可靠性，從而提高了設備的安全性。

2、節(jié)能環(huán)保，以及對增效、減碳的貢獻

出于產(chǎn)品的小型化，無疑對節(jié)能環(huán)保的貢獻是明顯的，從而對增效、減碳的影響也是積極的。

3、對資源優(yōu)化的貢獻

主要表現(xiàn)在：

——同一電壓、電流等級的機柜占用空間，相比800柜至少減小了50%左右，高度方向減小10%左右；

——整機重量相比800柜減小40%左右，真空開關(guān)（斷路器）重量減小20左右；

——單機母線（銅材）相比800柜減少20%左右，運輸成本減少50%左右。