N2绝缘开关技术

一、N2绝缘开关技术

二、所属领域及适用范围：高压电气开关

三、该技术应用现状及产业化情况

气体绝缘开关特别适合用于可靠性要求高且占地面积和空间受限制的场合，如城市电网建设、城市地铁、轻轨、高层建筑、大型工矿企业，以及特殊使用场合，如温度变化大和高湿环境、高温及低温地区等。由于SF6气体具有优良的电气灭弧和绝缘性能，当前绝大多数气体绝缘开关设备均采用SF6气体绝缘，但SF6气体具有较强的温室效应，产生泄露后将对环境造成较大影响。因此，利用没有温室效应的N2绝缘开关替代SF6绝缘开关，是应对气候变化有效途径之一。

四、技术内容

1.技术原理

通过理论计算、电场仿真及试验等各种手段，全面、准确地掌握不同气体压力及不同电场结构下N2绝缘介质的电场击穿特性。所有高压元件都安装在气箱内，气箱要求具有较高的机械强度和尺寸精度的同时，还要求具有极好气密性。

同时，在最严酷的外界环境下，气箱壳体不屈服、形变在允许范围之内。断路器的设计采用了真空纵磁场灭弧技术、固封极柱技术以及模块化弹簧操动机构技术，具有极高的可靠性和开断能力；三工位开关用于实现母线的连接、隔离及接地，在检修、维护时提供对人员及设备的保护，在设计时采用了直动式结构、双信号逻辑控制技术，体积小、动作可靠、指示精准，避免因三工位开关动静触头啮合不到位而引发事故。带有自我调整功能的母线插接技术，可实现不需气体作业即可完成设备拼接，不受现场施工环境条件、人员技能、充放气设备及密封工艺等因素的影响。

最高使用电压约40千伏。

2.关键技术

（1）N2电气击穿特性研究；

（2）满足N2绝缘介质的气箱技术；

（3）满足N2绝缘介质的真空断路器技术；

（4）满足N2绝缘介质的三工位开关技术。

3.工艺流程

馈线柜（含母线PT）及母线联络柜结构简图见图1，图2。

1、外接高压电缆2、电流互感器3、室-室连接器4、两工位隔离装置5、母线侧避雷器6、电压互感器7、母线插接系统8、三工位开关9、三工位开关操动机构10、两工位隔离装置操动机构11、真空断路器操动机构12、固封极柱13、试验用内锥插座14、避雷器

图1馈线柜（含母线PT）结构简图

1、避雷器2、电流互感器3、母线插接系统4、1#三工位开关5、三工位开关操动机构

6、室-室连接器7、真空断路器操动机构8、固封极柱9、绝缘子10、2#三工位开关操动机构

图2母线联络柜结构简图

五、主要技术指标

序号，项目，技术指标

1额定电压40.5kV

2额定频率50Hz

3额定短时工频耐压相间、对地、真空断口95kV隔离断口kV

4额定雷电冲击耐压相间、对地、真空断口kV隔离断口kV

5额定电流～A

6绝缘气体N2

7额定工作压力(20℃时的绝对压力)0.15MPa

8最低工作压力(20℃时的绝对压力)0.12MPa

9年漏气率≤0.1%

六、典型用户及投资效益

典型用户：郑西铁路、武汉市轨道交通等。

典型案例1

案例名称：郑西铁路客运专线27.5kV充气柜项目

建设规模：郑西客运专线牵引供电系统面27.5kV气体绝缘开关柜。主要建设内容：安装N2气体绝缘开关柜。主要设备为27.5kV气体绝缘开关柜。技改投资额万元，建设期1年。年碳减排量tCO2。减排成本为～元/tCO2。

典型案例2

案例名称：武汉市轨道交通二号线40.5kV充气柜项目

建设规模：面40.5kV气体绝缘开关柜。主要建设内容：安装N2气体绝缘开关柜。主要设备为40.5kV气体绝缘开关柜。技改投资额万元，建设期18个月。年减排量tCO2。减排成本为～元/tCO2。

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