近日，中國電氣裝備所屬許繼電氣自主研發的40.5千伏4000安大容量氣體絕緣開關設備一次性通過型式試驗，標志著該產品研制成功，填補了中壓開關行業在40.5千伏4000安等級下氣體絕緣開關設備的空白，集團公司成為行業唯一具備40.5千伏4000安充氣柜設計制造能力的廠家。產品的各項性能指標均滿足標準要求，產品柜寬僅900mm、滿足1.1×4000A溫升，達到行業領先水平。它的研制成功為大容量新能源并網提供了設備基礎，助力“雙碳”戰略推進落實。
相比40.5千伏3150安氣體絕緣開關設備，該產品額定發熱功率增加60%(額定電流從3150安增加到4000安)，這對于產品的熱設計提出了更高的挑戰。在不增大氣箱體積的情況下，增大導體的散熱體積與維持絕緣距離之間存在著相互制約的關系。因此，在限定的體積內解決內部的絕緣和溫升問題，成為本次項目的關鍵點和難點。針對這些挑戰，許繼電氣進行了全面的優化和創新。
絕緣可靠不放電
項目組對產品內部電場進行了全面優化，并采用了散熱—絕緣一體化設計，不僅提升了產品的內部載流能力，同時針對絕緣薄弱點采用了屏蔽均壓優化技術，顯著提升了產品的絕緣性能，確保絕緣可靠不放電。
額定自冷散熱好
為解決溫升問題，項目組聯合主被動散熱技術，深入研究電阻控制、輻射、對流強化散熱及相變散熱技術。通過仿真分析和實驗驗證，設計出散熱、絕緣兼具的組裝式極柱，載流能力較之前的40.5千伏3150安設備提升了27%(即從3150安提升到4000安)。針對關鍵溫升點，設計了快速傳熱組件，有效突破了氣室內部傳熱的限制，使得產品在額定電流運行時，僅憑自然風冷就能滿足溫升要求，大大提高了產品的可靠性和經濟效益。
“超載”強冷退熱快
當電流超過額定值時，設備采用強迫冷卻技術，在滿足整柜防護等級的前提下，通過構建氣箱外壁與框架之間的冷卻風道，顯著提升了氣箱向外部環境的傳熱速率，成功解決了在1.1倍額定電流(即4400安)下的溫升問題，確保了設備在超負荷運行時的穩定性和安全性。
隨著光伏、風電等綠色清潔能源裝機規模的不斷擴大，新能源及工業領域對40.5千伏大容量氣體絕緣開關設備的需求日益迫切。許繼電氣新研制的4000安氣體絕緣開關設備負載容量可達240兆瓦，對于480兆瓦以下的新能源站，僅需采用2段母線即可滿足要求，大大簡化了升壓站的一次電氣布局，減少了設備數量，從而降低了建設和運維成本，為新能源升壓站提供了更加高效的解決方案。
安全可靠
該設備采用了氣體絕緣技術，使其不受外界環境影響，具有優異的絕緣性能。現已通過1.1倍額定電流溫升測試，長期運行安全可靠。
結構緊湊
市場現有40.5千伏充氣柜的最大額定電流通常為3150安，而這款新設備的額定電流達到了4000安，但柜寬僅900mm。相比同規格的空氣絕緣開關設備，其占地面積減小了50%以上。
智能控制
該設備采用先進的智能化控制方案，基于關聯規則和權重系數的評估方法，能夠精準地根據電流負荷大小和溫升狀態信號來判斷何時啟動風機進行強制風冷。同時，為了滿足不同應用場景的實際最大電流負荷需求，設備支持分類分級定制不同的配置方案，從而實現社會經濟效益的最優化。(于 盟)
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