SF6

SF6气体密度继电器是GIS等开关设备气体绝缘设备重要的监测和保护装置。随着运行时间的延长，密度继电器常出现的缺陷主要包括：第一、外壳和接线盒损坏、漏水、生锈等；第二、电接点动作不灵活、接点接触不良等现象；第三、精度差导致指针指示偏差增大甚至误动作等等。为了保证密度继电器监测的准确性和稳定性，须定期对使用中的密度继电器进行校验。其中，现场校验操作简单、工作量小、无密封破坏的风险，近年来，该工作正在积极有序地开展。

背景、总体方案、应用现状、下一步工作计划

10kV移开中置式金属封闭开关设备，简称“中置柜”广泛应用于配电系统，主要用于接受、分配电能，并对电路实现控制保护、监视和测量。其数量众多，据统计，贵州电网公司运行的10kV中置柜约万台，配网运维检修工作繁重。中置柜中最重要设备断路器，因断路器的真空泡更换、断路器进出小车丝杆的卡涩处理等运维检修工作时，需要将中置式断路器抬升悬空，将底盘车从中置式断路器本体上拆离，真空断路器或SF6断路器重量在200kg以上，取出断路器传统的工作方式有两种:一是用吊臂进行提升，利用吊车或带有手拉(扳）葫芦及吊架，这些装置大型且笨重，需动用资源较多，又或工器具不便于携带，费时费力;二是用人力将中置式断路器从手推车上抬下，将其侧放在平面上，开展拆卸底盘车的工作。约需要六个人，并且侧放的中置式断路器进行分、合闸操作、尺寸的测量以及检查更换断路器零件时不方便、不规范，存在着较大的安全隐患，易造成设备的碰损、人员的人身伤害。由于传统的工器具费时费力，工作效率低下，存在着设备及人身安全隐患，不能快速修复断路器供电，已成为行业内中置式断路器运维检修过程中的普遍问题，亟需解决。因此，本项目特提出一种便携式中置开关柜断路器检修省力装置。

气体绝缘开关设备(C-GIS)以其结构简单、占地少、受环境影响小、维护量少等优点受到了越来越多用户青睐。广州局配网的SF6全绝缘柜约占10kV负荷开关柜的80%，且近年来新投运的环网柜基本为SF6全绝缘柜。由此可见，保障SF6全绝缘柜安全运行对保障供电可靠性具有重要的意义。而工频交流耐压试验可以考核开关柜绝缘承受各种过电压的能力，是鉴定设备绝缘强度最严格、最有效、最直接的试验方法，对保证设备安全运行具有重要的意义。该项目成果在专业检测机构以及设备供应商的出厂检测中的应用效果良好，广东质检院及南方电器公司应用该成果对526台开关柜进行了交流耐压试验，未发生一起开关柜因检测附件原因导致的损伤或绝缘附件损伤事件，证明了本项目的有效性和实用性。

SFs温室效应潜在值（GWP）是CO2的23500倍，在大气中的存活寿命为3200年。到目前为止，大气中SF6气体的含量以每年8.7%的速度增长，气体占温室气体总排量已经超过15%。我国的SF6排放的主要来源来自电气设备约占总含量的70%。 1997年《京都议定书》中，明确了CO2，CH4，N2O,PFC, HF和SF6等属于温室气体的范围，并要求发达国家首先将温室气体的排放量冻结在20世纪90年代的水平，要求到2020年基本限制SF6气体的使用。 2015年中国向联合国气候变化框架公约秘书处提交了应对气候变化国家自主贡献文件，提出到2030年温室气体排放比2005年下降60%-65%。巴黎协定气候大会上指出全球将尽快实现温室气体排放达峰，本世纪下半叶实现温室气体净零排放。

介绍了SF6气体特性、SF部分替代方案(SF6/N2混合气体)、SF,完全替代方案 (C4F7N/CO2混合气体)替代方案。

高寒地区须携带多台仪器以满足3种不同量级SF6气体中CF4气体浓度的检测需求，现场运维效率低且仪器购置成本高。为此，首先设计了一种基于热释电检测技术的SF6气体中CF4气体浓度检测仪器，可自动选择不同的放大电阻以实现多量程切换。然后提出了BP和PSO-BP 2种神经网络温度-压力协同补偿模型，并通过搭建高效模拟实验平台为模型预测提供数据支撑，预测结果表明，PSO-BP神经网络优于BP神经网络。最后将PSO-BP神经网络温度-压力协同补偿模型内置于多量程检测仪器CF4气体浓度检测仪器。模拟实验结果表明，该检测仪器在不同温度和压力下，小量程和大量程检测误差和重复性分别不超过±2%和1.6%，混合比量程下误差和重复性分别不超过±0.5%和0.2%，对高寒地区电网运维检修具有重要作用。

为助力“双碳”目标，适应SF6气体限制使用需求，提升电网设备环境友好性，需要开展SF6混合气体和环保替代气体设备标准化研究。立足环保气体设备研发与应用现状，梳理了SF6/N2混合气体设备技术标准，从设备材料、运维检修、试验检测、仪器仪表等方面构建标准化框架；并针对环保替代SF6的C4F7N气体设备，构建了包含气体性能检测技术和方法、设备运行维护、试验检测、回收再利用等标准化框架，在此基础上提出了SF6混合气体和环保替代气体设备准体系，6个子分支与原电力行业GIS设备标准体系一致，体现了环保气体设备标准化建设方向。

目前GIS已经成为高压电器的主流开关设备。截至2015年底,国网公司GIS在运量已经超过60000间隔。GIS壳体已经成为GIS设备稳定运行的重要因素。据国网公司统计，2006年至2015年壳体损伤引起的缺陷，包括壳体损伤漏气（如图1)，壳体焊缝开裂（如图2)及壳体爆炸（如图3)等，占GIS缺陷总数的15%，高居第二位。GIS壳体损伤轻则引起SF6气体泄漏导致绝缘性能下降影响GIS设备安全运行，重则危害人体健康造成人身伤亡事故。因此GIS壳体特别是具有更高参数的特高压GIS壳体的安全性显得日益重要。目前GIS壳体安全方面存在以下两大问题:一是设备入网前GIS壳体无损检测技术不完善，GIS壳体质量检测存在盲区。例如:常规超声、射线等检测方法是逐点检测，无法实现GIS壳体整体快速检测而且存在检测盲区;对于GIS壳体的一些复杂结构如角焊缝,不锈钢壳体，常规的检测方法无能为力，使得这些设备的制造质量缺乏有效监督。二是在运行阶段，特高压GIS壳体环境载荷复杂，参考数据缺乏，壳体缺陷定量精度差，也无GIS壳体的安全性评定方法，导致壳体的安全状况无法准确掌握。针对以上问题，本项目成果开发特高压GIS壳体的无损检测及安全性评定的关键技术，为特高压GIS壳体的安全保驾护航。

一、技术（产品）总体描述； 全密封气体绝缘环网柜；引进国际先进的设计理念和采用领先的加工工艺制造生产。高压带电部件密封在充有低压力气体（SF6气体、氮气、干燥空气）的不锈钢箱体内，不受周围环境影响。产品具有体积小，成本低、操作简单、可靠性高等特点，适用于7.2-40.5kV二次配电系统。 二、主要功能及优势分析； 　产品有负荷开关单元、真空断路器单元及负荷开关熔断器组合电器单元； 采用激光深熔焊接工艺和全自动氦气检漏技术，保证充气箱体的气密性； 采用机器人螺柱焊接工艺，保证螺柱焊接的精度； 模块化设计，根据设计方案排列组合，完成各种配电需要； 简单而有效的联锁，防止误操作； 操作机构可靠，长寿命； 三、技术性能指标； 额定电压：12kV、24kV、40.5kV 额定电流：630A、125（组合电器单元） 额定短时耐受能力时间：20kA/4s（峰值50kA） 开断能力：20kA、31.5kA（组合电器单元） 四、应用领域： 环网柜可以在电力、交通运输、公共建筑、石油化工、通讯等行业多个行业进行应用，项目涉及机场、轨道交通建设等领域。甚至能够克服复杂地理环境、极端气候等恶劣条件，参与军队军工、国防工程等建设，为国防做贡献。