环保气体

总结2019年环保气体绝缘金属封闭开关设备的整体应用情况与生产情况，为供电及制造单位提供参考依据。本报告分为4部分，分别为概述，运行情况、生产情况和小结及建议。简要介绍环保气体金属封闭开关设备的背景发展现状、技术特点、部分运行报告及部分生产情况介绍等内容，以便读者参考使用。

对应运而生的环保气体绝缘金属封闭开关设备做出详细的介绍，并指出了广阔的发展前景。他表示，目前国网标准化定制设备的采购应用，以及世界一流城市配电网建设和雄安新区配电网建设的大力推进，都为环保气体绝缘金属封闭开关设备的规模化应用提供了新的机遇，对于后续的挂网运行，要持续跟踪和评估产品的运行状态和技术性能，引导和推动这一新技术产品正确、健康、有序的发展和应用。

一二次融合成套环网箱（环保气体绝缘）是结合环保气体绝缘技术和一二次融合技术的产品，一次设备与二次设备在结构和功能上进行融合，融合后的成套设备能更好的实现控制、保护、测量和计量。主要是解决传统成套设备现场接线复杂，现场施工及运维工作量大；一二次设备接口不匹配，一二次设备厂家责任纠纷；IP防护及EMC性能低导致遥信抖动、设备凝露，全间隔高速录波功能实现困难等问题。

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。

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。

不同的直流输电技术(常规直流、柔性直流)、输电形式(端对端、多端、背靠背)、应用场景(远距离大容量送出、海上风电、全封闭/半封闭)对开关装备性能、形态有不同的需求，同时对其绝缘、机械、电弧控制以及绿色、环保、可靠、智能等提出巨大挑战。包括直流多场耦合特性提升了直流绝缘设计的难度、频繁高速操作对开关传动链可靠性有严苛要求、环保气体及先进绝缘材料的使用、数字化智能化的要求等。

开关

环保气体绝缘金属封闭开关设备是坚强电网中不可或缺的产品，其大量应用于电网配电系统中，直接关系到电网的可靠运行。气体绝缘开关设备在绝缘介质的使用上，经历了空气绝缘、SF6 气体绝缘及环保气体绝缘的发展历程；在灭弧技术的使用上，经历了空气灭弧、SF6 灭弧及真空灭弧的过程；在结构形式上经历了敞开式、半封闭及全封闭等阶段。传统气体绝缘开关设备以空气作为绝缘介质，占地面积较大，并且容易受外部环境的影响，潮湿、污秽等自然条件容易引起设备的故障。随着上世纪 70 年代第一台 SF6气体绝缘开关设备诞生，由于 SF6气体具有较高的介电强度，绝缘性能良好，且化学特性稳定，在大大减小开关设备尺寸的同时，保证了气体绝缘开关设备的可靠运行，因此采用 SF6 气体作为绝缘介质或主绝缘介质的开关设备在国内外得到广泛的应用。但是 SF6 气体分解难且为公认的温室气体，其每个分子对温室效应的影响是 CO2 的 23500 倍，衰减周期为 3200 年，对人类的生存环境造成极大的潜在威胁；而且 SF6 气体作为灭弧介质易产生有害物质，一旦泄露将危及到相关人员的身体健康。为减少温室效应，防止环境污染，国家发改委编制《中国电网企业温室气体排放核算方法与报告指南》、《气体绝缘金属封闭组合电器 SF6 减排计量与监测方法学》，要求各电力公司加强对 CO2 及 SF6 的排放控制。 近年来，环境问题已成为一个非常重要的社会问题，关于温室效应和气候变化是当今全球关注的焦点。《联合国气候变化公约》和《京都议定书》对温室气体排放均有明确的限制要求和减排目标，我国作为签约国，在减少温室气体排放方面也承担着义不容辞的责任与义务。2020 年 9 月 22 日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话，提出“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，力争于 2030 年前实现二氧化碳排放达峰，努力争取 2060 年前实现碳中和”，在 2021 年召开的全国两会上，“碳达峰、碳中和”被首次写入政府工作报告，正式将该减排目标列入到国家发展目标。由此可见，国内外 SF6 气体的使用会受到越来越多的限制，逐步减少并最终停止使用SF6 气体是国际社会的共识。

变电

随着C4、C5、C6等环保绝缘气体研究的深入研究，环保气体绝缘设备也将大量使用，会面临环保绝缘设备的绝缘状态监测、故障诊断等一系列运维问题。 本次汇报从光谱技术的角度出发，在环保气体绝缘设备的检测技术上进行一定的探索。利用紫外光谱技术实现了C4混合气体混合比的准确检测；红外光谱技术可以实现C4混合气体的混合比及泄漏检测，并研发混合比及泄漏检测两种功能的便携式检测仪器。采用长光程气体池可以有效检测C4/CO2混合气体中的CO、COF2及C3F6三种分解产物，实现红外光谱技术的分解产物的定性和定量检测。