在双碳目标推动下,输配电领域加速淘汰高温室效应的SF6绝缘气体,各类环保替代技术快速落地。真空断路器搭配干燥空气绝缘,是当前环网柜领域应用最广泛的环保路线之一,行业对其技术成熟度与开断能力一直高度关注。
从技术成熟度来看,两类电压等级的发展路径清晰,商业化验证充分。12kV电压等级的该型环网柜已经走过十余年的产业化历程,目前国内主流输配电设备厂商均实现批量量产,全国挂网运行设备量超过15万台,最长运行时间已超过12年,覆盖城网、农网、分布式光伏、用户侧配电等全场景,未出现批量性绝缘故障。当前行业内已经形成统一的生产工艺标准:干燥空气露点控制在-40℃以下,采用不锈钢焊接密封结构的产品年泄漏率可控制在0.05%以内,远低于行业要求的0.5%泄漏限值,全寿命周期不需要补气维护。针对40.5kV电压等级,早年受限于绝缘距离要求,设备体积偏大,随着电场仿真优化技术和紧凑化设计的成熟,当前产品体积已经和同电压等级SF6环网柜基本相当,近五年国内挂网运行设备量已突破1万台套,覆盖风电升压站、光伏并网站、工业园区配网等多种场景,绝缘性能验证稳定,已经进入大规模商业化推广阶段。
在核心的开断能力上,该技术路线采用“真空开断、空气绝缘”的功能分离设计,开断性能完全依托成熟的真空断路器技术,性能可靠。12kV等级产品,当前主流额定开断电流可覆盖20kA、25kA,头部品牌已经实现31.5kA额定开断电流的量产,完全满足城市配网、工业用户的大负荷短路开断需求,所有产品均通过国家权威检测机构的满容量开断试验,可完成标准要求的20次满容量开断无故障。针对40.5kV等级,当前主流产品额定开断电流可达25kA,最高参数可做到31.5kA,而国内现有35kV配网的短路电流水平绝大多数不超过25kA,参数完全覆盖运行需求。该电压等级产品也已完成全部型式试验验证,包括异相接地开断、失步开断、重合闸开断等特殊工况试验,所有指标均满足国家强制标准要求。
针对行业关注的绝缘裕度问题,当前产品设计阶段均预留了10%以上的绝缘裕度,工频耐压、雷电冲击耐压均高于标准要求,干燥空气本身化学性质稳定,不存在绝缘老化、分解腐蚀等问题,实际使用寿命优于传统SF6绝缘产品,全寿命周期的环保性和可靠性优势突出。
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