中國(guó)電科院牽頭研制的新型環(huán)保絕緣氣體開關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)應(yīng)用

5月27～28日，中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司牽頭研發(fā)的12千伏環(huán)保型全氟異丁腈（C4F7N）混合氣體絕緣環(huán)網(wǎng)柜在安徽完成產(chǎn)品交接試驗(yàn)，并成功帶電運(yùn)行。該類型環(huán)保電氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)從技術(shù)研究到工程應(yīng)用階段的轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步提升了國(guó)家電網(wǎng)有限公司輸變電設(shè)備的環(huán)保水平。

電氣裝備環(huán)?；?jí)是近幾年電力科技攻關(guān)的一個(gè)重要方向。六氟化硫（SF6）氣體具有良好的絕緣性和滅弧性能，被廣泛應(yīng)用于斷路器、氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備和氣體絕緣金屬封閉輸電線路等輸變電設(shè)備中，但六氟化硫的全球變暖潛勢(shì)值（GWP）是目前已知?dú)怏w中最高的，具有很強(qiáng)的溫室效應(yīng)，尋找六氟化硫的環(huán)保替代氣體并研發(fā)環(huán)保型電力裝備，成為電網(wǎng)發(fā)展的迫切需求。

全氟異丁腈是一種新型環(huán)保絕緣氣體，其絕緣性能是六氟化硫的兩倍，全球變暖潛勢(shì)值不到六氟化硫的十分之一。研究表明，全氟異丁腈可與二氧化碳、氮?dú)獾葰怏w混合，替代六氟化硫作為電氣設(shè)備的絕緣介質(zhì)。

自2017年開始，中國(guó)電科院依托多項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃及公司科技項(xiàng)目，聯(lián)合多家單位組建了環(huán)保氣體絕緣電氣設(shè)備研發(fā)團(tuán)隊(duì)，開展新型環(huán)保絕緣氣體全氟異丁腈的研發(fā)，并研究其在電氣設(shè)備中的應(yīng)用。

研究團(tuán)隊(duì)從最根本的氣體分子結(jié)構(gòu)出發(fā)，篩選具備最*協(xié)同效應(yīng)的氣體方案，對(duì)環(huán)保絕緣氣體的理化特性開展仿真模擬，探索環(huán)保絕緣氣體分子的構(gòu)建原理，建立分子微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能的多維度構(gòu)效關(guān)系模型，創(chuàng)造性提出了環(huán)保絕緣氣體的分子設(shè)計(jì)方法，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)室合成路線的優(yōu)化，設(shè)計(jì)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全氟異丁腈氣體批量化制備工藝，并成功實(shí)現(xiàn)了落地生產(chǎn)。該工藝打破國(guó)外公司技術(shù)壟斷，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，可批量制備出全氟異丁腈。

圍繞特高壓輸電管道、環(huán)網(wǎng)柜等電氣設(shè)備的技術(shù)要求，研究團(tuán)隊(duì)開展了全氟異丁腈混合氣體理論特性研究、試驗(yàn)性能摸底和產(chǎn)品裝置研發(fā)，深入研究評(píng)估了全氟異丁腈混合氣體的配置方案、物性參數(shù)、絕緣特性、氣固相容性等應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)的全氟異丁腈混合氣體的配氣與充裝、混合比檢測(cè)、泄漏及回收等裝置，解決了現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行開關(guān)設(shè)備的氣體灌充和檢測(cè)等難題，進(jìn)一步推動(dòng)了新型環(huán)保絕緣氣體的應(yīng)用。

4月19日，研發(fā)團(tuán)隊(duì)研制的12千伏環(huán)保型全氟異丁腈混合氣體絕緣環(huán)網(wǎng)柜通過權(quán)威機(jī)構(gòu)的全套型式試驗(yàn)。該環(huán)網(wǎng)柜研制成功后，中國(guó)電科院和國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司密切配合，落實(shí)示范應(yīng)用點(diǎn)和方案，多次組織項(xiàng)目人員和專家組現(xiàn)場(chǎng)考查，落實(shí)安裝環(huán)境條件、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和運(yùn)維方案等環(huán)節(jié)，為掛網(wǎng)實(shí)施提供保障。目前，3臺(tái)12千伏環(huán)保型全氟異丁腈混合氣體絕緣環(huán)網(wǎng)柜已在宣城、滁州供電公司落地運(yùn)行，運(yùn)行狀態(tài)良好。

本次無六氟化硫氣體的12千伏環(huán)保型全氟異丁腈環(huán)網(wǎng)柜的示范落地，將有助于環(huán)保氣體在電氣設(shè)備中的推廣應(yīng)用，推動(dòng)電氣設(shè)備環(huán)境友好性升級(jí)，具有顯著的環(huán)保效益。下一步，中國(guó)電科院將持續(xù)推進(jìn)綠色環(huán)保電力裝備技術(shù)研發(fā)應(yīng)用，為公司服務(wù)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)提供技術(shù)支撐。