全球首家，中国电气装备自主研发的40.5千伏4000安充气柜研制成功

　　近日，中国电气装备所属许继电气自主研发的40.5千伏4000安大容量气体绝缘开关设备一次性通过型式试验，标志着该产品研制成功，填补了中压开关行业在40.5千伏4000安等级下气体绝缘开关设备的空白，集团公司成为行业唯一具备40.5千伏4000安充气柜设计制造能力的厂家。产品的各项性能指标均满足标准要求，产品柜宽仅900mm、满足1.1×4000A温升，达到行业领先水平。它的研制成功为大容量新能源并网提供了设备基础，助力“双碳”战略推进落实。

　　相比40.5千伏3150安气体绝缘开关设备，该产品额定发热功率增加60%(额定电流从3150安增加到4000安)，这对于产品的热设计提出了更高的挑战。在不增大气箱体积的情况下，增大导体的散热体积与维持绝缘距离之间存在着相互制约的关系。因此，在限定的体积内解决内部的绝缘和温升问题，成为本次项目的关键点和难点。针对这些挑战，许继电气进行了全面的优化和创新。

　　绝缘可靠不放电

　　项目组对产品内部电场进行了全面优化，并采用了散热—绝缘一体化设计，不仅提升了产品的内部载流能力，同时针对绝缘薄弱点采用了屏蔽均压优化技术，显著提升了产品的绝缘性能，确保绝缘可靠不放电。

　　额定自冷散热好

　　为解决温升问题，项目组联合主被动散热技术，深入研究电阻控制、辐射、对流强化散热及相变散热技术。通过仿真分析和实验验证，设计出散热、绝缘兼具的组装式极柱，载流能力较之前的40.5千伏3150安设备提升了27%(即从3150安提升到4000安)。针对关键温升点，设计了快速传热组件，有效突破了气室内部传热的限制，使得产品在额定电流运行时，仅凭自然风冷就能满足温升要求，大大提高了产品的可靠性和经济效益。

　　“超载”强冷退热快

　　当电流超过额定值时，设备采用强迫冷却技术，在满足整柜防护等级的前提下，通过构建气箱外壁与框架之间的冷却风道，显著提升了气箱向外部环境的传热速率，成功解决了在1.1倍额定电流(即4400安)下的温升问题，确保了设备在超负荷运行时的稳定性和安全性。

　　随着光伏、风电等绿色清洁能源装机规模的不断扩大，新能源及工业领域对40.5千伏大容量气体绝缘开关设备的需求日益迫切。许继电气新研制的4000安气体绝缘开关设备负载容量可达240兆瓦，对于480兆瓦以下的新能源站，仅需采用2段母线即可满足要求，大大简化了升压站的一次电气布局，减少了设备数量，从而降低了建设和运维成本，为新能源升压站提供了更加高效的解决方案。

　　安全可靠

　　该设备采用了气体绝缘技术，使其不受外界环境影响，具有优异的绝缘性能。现已通过1.1倍额定电流温升测试，长期运行安全可靠。

　　结构紧凑

　　市场现有40.5千伏充气柜的最大额定电流通常为3150安，而这款新设备的额定电流达到了4000安，但柜宽仅900mm。相比同规格的空气绝缘开关设备，其占地面积减小了50%以上。

　　智能控制

　　该设备采用先进的智能化控制方案，基于关联规则和权重系数的评估方法，能够精准地根据电流负荷大小和温升状态信号来判断何时启动风机进行强制风冷。同时，为了满足不同应用场景的实际最大电流负荷需求，设备支持分类分级定制不同的配置方案，从而实现社会经济效益的最优化。(于 盟)