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环保型高压电力开关设备研究进展综述 被引量：20
1
作者 黄小龙 赵双伟 +2 位作者 王勇 苏海博 贾申利 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期14-29,共16页
六氟化硫(SF_(6))是一种强温室效应气体,其全球变暖潜能指数(GWP)为二氧化碳的23900倍,且大气寿命为3200 a,被广泛应用于高压开关设备。SF_(6)的大量使用给温室效应问题带来了巨大的潜在威胁,限制其在电力开关设备中的使用是促进绿色电... 六氟化硫(SF_(6))是一种强温室效应气体,其全球变暖潜能指数(GWP)为二氧化碳的23900倍,且大气寿命为3200 a,被广泛应用于高压开关设备。SF_(6)的大量使用给温室效应问题带来了巨大的潜在威胁,限制其在电力开关设备中的使用是促进绿色电力工业发展的有效途径。近年来,国内外对基于去SF_(6)技术的环保型开关设备开展了大量研究,本文对近年来国内外环保型开关设备的发展现状、趋势、关键技术进行了综述。环保型开关设备开关的发展是基于去SF_(6)技术–环保替代气体绝缘开断和真空开断+环保气体绝缘的发展。总结对比了SF_(6)替代气体C_(4)F_(7)N、C_(5)F_(10)O、全氟化碳类气体(c-C_(4)F_(8)、C_(3)F_(8)、CF_4))、CF_(3)I、HFO类气体的绝缘性能、开断性能及分解特性,介绍了现有环保气体绝缘开关设备产品现状及发展趋势。结果表明:环保气体中CF_(3)I和c-C_(4)F_(8)多次放电后产生固体微粒影响其绝缘性能,全氟化碳类气体的弱介电强度制约了其研究进展;对比分析认为,C_(4)F_(7)N、C_(5)F_(10)O是一种前景广阔的气体替代方案,两者混合气体绝缘和开断性能基本满足设备需求,但其绝缘性能对设备内部电场的均匀程度较敏感,且分解过程不可逆产物复杂。目前,高压气体环保绝缘开关设备已发展至170 kV/50 kA,所用的环保混合气体共3类:C_(5)F_(10)O/O_(2)/CO_(2)、C_(4)F_(7)N/O_(2)/CO_(2)、C_(4)F_(7)N/CO_(2)。对真空开断+洁净空气的关键技术进行了阐述,总结了大电流真空电弧磁场控制技术、真空灭弧室内外绝缘技术、真空断路器X射线泄漏及温升特性研究现状,并在此基础上总结了真空开断型环保电力开关设备现状及其未来发展趋势。结果表明:纵磁控制是一种有效的电弧调控手段,但对纵磁下的真空电弧研究主要集中于小间隙;分析认为纵磁控制将是真空开关向更高电压等级发展的一大难点,通过优化真空断路器的分闸曲线可以有效提高纵磁调控效益;真空开关向更高电压等级发展,真空灭弧室内、外绝缘面临巨大挑战,增大触头间隙和采用多断口是目前提高灭弧室内绝缘能力的主要途径,但存在真空绝缘“饱和”和均压困难的问题,环保气体加压和绝缘涂层能有效提高真空灭弧室外绝缘能力,这对开关设备的气密性、真空波纹管提出更高的要求;真空开关向更高电压等级发展,额定电流提升,对真空灭弧室散热和X射线屏蔽提出更高的要求,以往研究表明马蹄铁型纵磁触头具有较好的热通流能力。商用单断口真空灭弧室已经发展到了145 kV/40 kA,本文在现有产品的基础上总结了真空开断型环保电力开关设备的发展趋势;并基于目前的研究现状,总结了环保型高压电力开关设备向更高电压等级发展的进一步研究重点:不同故障条件下的环保气体分解特性及其分解产物与绝缘灭弧性能的作用关系,大直径、大开距真空电弧的磁控技术,真空开断型环保电力开关设备绝缘配合优化设计,大电流下真空灭弧室温升控制等亟待研究的内容,旨在为未来环保型电力高压开关设备的开发提供参考。 展开更多
关键词 SF_(6)替代气体 真空开断 环保型电力高压开关设备
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环保型高压开关设备洁净空气质量检测 被引量：5
2
作者 鞠关权 李德军 +3 位作者 刘志民 沈威 Thomas Rank Mark Kuschel 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期184-192,共9页
碳减排和控制温室气体效应的相关规定促使环保型的电力设备逐步推广应用于电力系统。采用洁净空气绝缘结合真空开断技术的高电压等级开关设备已经在国家电网多点试运行,有望在变电站得到普遍应用。为了确保洁净空气长期稳定的绝缘性能,... 碳减排和控制温室气体效应的相关规定促使环保型的电力设备逐步推广应用于电力系统。采用洁净空气绝缘结合真空开断技术的高电压等级开关设备已经在国家电网多点试运行,有望在变电站得到普遍应用。为了确保洁净空气长期稳定的绝缘性能,结合开关设备的特点对洁净空气进行有效的质量检测和评估成为行业关注的技术主题。文中首先对洁净空气的纯度等级作了说明;接着基于相关文献报导,综述在设备制造试验、现场检测、运行维护等不同阶段对洁净空气绝缘的处理方法及其气密、湿度、纯度和分解物等质量指标的各种有效的检测技术,并与SF_(6)绝缘的检测情况作了对比;最后简述洁净空气作为绝缘介质在环保、健康、安全和设备寿命周期的成本方面的各项优点。文中推荐的各种检测仪器的灵敏度和检测方法是行之有效的,也是相关从业人员的关切,供在工程实践中参考借鉴。 展开更多
关键词 洁净空气 环保型高压开关设备 气体处理 气体质量 检测
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高压开关设备关键技术及发展趋势 被引量：75
3
作者 钟建英 陈刚 +3 位作者 谭盛武 姚永其 魏建巍 李凯 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2769-2782,共14页
在全球大力发展清洁能源、建设智慧能源互联网的背景下,作为关键设备之一的高压开关在智能化、环保性、电压等级提升及容量提升等方面发展迅速。首先综合介绍了中国开关设备的总体发展情况,接着介绍了高压开关设备在灭弧技术、仿真技术... 在全球大力发展清洁能源、建设智慧能源互联网的背景下,作为关键设备之一的高压开关在智能化、环保性、电压等级提升及容量提升等方面发展迅速。首先综合介绍了中国开关设备的总体发展情况,接着介绍了高压开关设备在灭弧技术、仿真技术、智能化技术、环保技术、工艺技术等共性关键技术方面的最新研究进展以及产品发展。针对高压开关设计、制造面临的新挑战,国内外研究开发了双动传动系统与自能式结合的灭弧室结构,突破了开关设备开断、温升等多物理场耦合仿真技术,研制了智能高压开关设备,采用SF6混合气体开发了环保型开关设备并取得工程应用,开发了新型绝缘材料、近终形加工等工艺制造技术。高压开关设备技术发展趋势主要在环保性、大容量开断、高速开断、金属封闭式直流开关、新一代智慧型开关等方面,高压开关设备发展也将使电网更安全、更智能、更绿色。 展开更多
关键词 特高压 高压直流开关 灭弧技术 仿真技术 环保开关设备 高压开关智能化
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