SF6气体

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。

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。

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。

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； 全密封气体绝缘开关柜；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的一次配电系统。 二、主要功能及优势分析； 　采用三工位开关＋真空断路器组合方案； 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； 结构形式：双气箱、单气箱 扩展方式：侧扩、顶扩 出线形式：2＃、3＃、4＃内锥式套管；C型、F型外锥式套管 三、技术性能指标； 额定电压：12kV、24kV、40.5kV 额定电流：1250A、2500A、3150A 额定短时耐受能力时间：25kA/4s（峰值63kA）、31.5kA/4s（峰值80kA）、40kA/4s（峰值100kA）、 开断能力：25kA、31.5kA、40kA 四、应用领域： 开关柜可以在电力、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。

SF6气体作为一种性能板佳的绝缘（灭弧）介质，被广泛应用于电力系统各美设备中，包括：断路器、电压互感器、电流互感器、GIS成套设备、HGIS设备等。 由于气温变化、密封老化、设备质量、安装不当等原因，设备SF6气体泄露情况频发。为提高供电可靠性，一般采用运行设备不停电的带电补气方式进行缺陷处理，该项作业已成为一项常态化工作。 本成果属于原创性创新产品，在市场上无美似产品。装置彻底解决了SF6充气设备带电补气工作效率低，作业过程排放SF6废气导致环境污染等问题，具有较好的社会效益和经济效益，可在行业内全面推广应用。

特高压换流变压器阀侧套管和特高压直流穿墙套管是直流输电系统的“咽喉”，具有承载电压高、输送容量大、复杂度高、可靠性要求高等特点。 国家电网有限公司承担国资委“1025工程”特高压套管关键核心技术攻坚任务，由中国电科院牵头，联合西电集团、特变电工、平高集团等单位共同研制出±200、±400、±800kV干式换流变压器阀侧套管，±150、±400、±800kV干式和SF6气体绝缘两种技术路线的直流穿墙套管，并通过型式试验考核。2支±800kV换流变压器阀侧套管在青豫工程首次示范应用，24支±200、±400kV换流变压器阀侧套管、8支±150~±800kV直流穿墙套管在青豫、陕湖工程批量应用。 6类换流变压器阀侧套管、4类直流穿墙套管通过中国机械工业联合会等组织的专家鉴定，主要技术指标达到国际领先水平，技术成熟度高。

碳核算能量化分析碳排放数据，对实现“双碳”目标至关重要。从直接、间接两个角度出发，聚焦电力系统碳排放核算问题。直接碳排放主要源于源侧火电机组和电网侧SF6气体泄露。首先对火电机组碳排放核算方法及研究概况进行综述，围绕特性、精度、适用范畴等，对排放因子法、物料平衡法、实测法进行分析对比，并简要说明了由SF6气体泄露造成的等价碳排放核算方法。其次，基于发电负荷等于厂用电负荷、网损及综合用电负荷三者之和这一关系，提出间接碳排放的定义，厘清直接、间接碳排放关系，并比较平均碳排放因子法与基于碳排放流理论核算间接碳排放方法的优劣。最后，分析新型电力系统中直接、间接碳排放的影响因素，并展望未来考虑市场因素下的碳排放核算方法。

项目研制的往复式SF6气体现场干燥处理装置技术领先、流程简单，无需回收弃置高湿SF6气体，可直接干燥设备中SF6气体中水分，有效减少人员工作量，提高丁水分干燥效率，且安全性较高。此外，使用项目研制的干燥装置可显蓍减少因水分超标造成的设备非计划停运损失，并大量限制使用和减排温室气体SF6，因此具有良好的经济效益和社会效益。 SF6气体已广泛应用于互感器、套管等电气设备中，SF6气体水分含量超标情况较为常见，项目研制的$F6气体干燥装置可为此类设备干燥发挥重要作用。本项目研发的干燥处理装置普遍适用性于水分超标的充气设备，可在电力行业$F6充气设备气体处理领域全面推广，预计推广量为50~100套/年，预计推广价格为15万/套，具有良好的推广价值。