8.环保型小型化干燥空气绝缘封闭开关设备.doc

一、项目名称：环保型小型化干燥空气绝缘封闭开关设备 二、推荐等级：河南省科学技术进步二等奖 三、项目简介 SF6 由于其优异的灭弧及绝缘性能已被广泛应用于电力开关设备中。但 SF6 却 是温室效应气体，其温室效应是 CO2 的 23900 倍；且在电弧作用下易分解出有毒物 质。SF6 气体一旦泄露，会对环境造成污染并危机工作人员的健康。此外，高压力 的 SF6 开关设备在低温环境条件下使用时，气体易出现液化，需要加热装置否则会 出现开关设备闭锁，危及电力系统安全运行。减少甚至杜绝 SF6 的使用和排放成为 输变电设备行业的目标。 为符合经济社会发展要求，建设更加节能、环保的智能电网系统，行业内已开 始逐渐研制采用环保气体的环网开关设备；随着真空开断技术的不断进步，在中压 领域使用真空开断技术，并已为用户所接受。与 SF6 介质开断相比，真空开断时由 于电弧能量小，触头磨损小，从而具有非常高的电寿命。因此研制环保型气体绝缘 环网柜是大势所趋，干燥空气绝缘开关设备是免维护产品，并具有更长的生命周期、 更高的操作安全性和可靠性。 该项目产品以干燥空气作为绝缘并以真空作为开断介质，并针对该产品结构特 点，对其接触电阻、密封箱体气体压力和水分含量、触头压力等几种技术参数进行 计算，为产品的开发提供了理论基础。该产品采用模块化、组合化、零部件通用化 的结构技术方案，在断路器开断技术、密封技术、绝缘技术、三工位开关控制技术、 零部件通用性技术等方面，解决了一系列技术难题，主要研究内容如下： （1）在充气柜绝缘介质技术方面，首创了以干燥空气作为绝缘并以真空作为 开断介质技术，真空断路器固封极柱、传动主轴操动机构及一种柜体的泄压技术， 以解决断路器的温升、机械特性监测不便、绝缘距离不够和柜体不安全的问题，提 高断路器的机械寿命、绝缘性能及柜体安全性； （2）在密封技术方面，首创母线套管双向密封技术，以解决绝缘套管及母线 损坏后需要更换时，需要打开密封箱体及安装不便的问题，实现密封箱体气密性的 完整性和安装的便捷性； （3）在绝缘技术方面，首创一种连接母线的加工方法及使用该连接母线进行 绝缘材料注塑技术，以解决绝缘距离增大、柜体体积大的问题，提高绝缘强度、减 小柜体体积； （4）在三工位开关控制技术方面，研究研究单相动触刀及其绝缘拐臂、三相 动触刀组件、动触头组件、静触头组件及静触头固定座等技术，以解决动触头接触 电阻大、使用过程温升大、软连接铜带出现断裂的问题，提升开关单元的绝缘性和 稳定性能； （5）在柜体技术方面，通过对柜体泄压、防爆装置、电缆封板安装等技术研 究，实现了柜体的整体结构强度及安全性。 2014 年,本项目通过了河南省科技厅科技成果鉴定,2016 年，通过了中国机械 工业联合会组织的科技成果鉴定，与会专家对产品给予了高度评价，认为该成果综 合性能指标达到国际先进水平。该项目成果共申请专利 20 项，已经获得 17 项授权 专利。其中发明专利 3 项，实用新型 14 项 该项目产品推广后，先后在河南众志电力建设工程有限公司、长葛市汇盛铝业 科技有限公司等多个用户中得到广泛应用，累计经济效益达 25083 万元，受到用户 高度评价。设备绿色环保、性能稳定、运行可靠、免维护、小型化，促进了电力行 业的技术进步，为构建健康、环保的社会环境做出了贡献。 四、推广应用情况 依托本项目的研究成果，公司采用先进的加工设备、检测设备以及先进的生产 工艺，积极组织生产、销售人员进行产品的生产和销售。在电力系统中进行推广应 用，取得良好的销售业绩。 环保型小型化干燥空气绝缘封闭开关设备具有环保型、小型化、智能化、免维 护等特点，在电力系统中得到了广泛应用。该项目产品推广后，先后在河南众志电 力建设工程有限公司、长葛市汇盛铝业科技有限公司等多个用户中得到广泛应用， 受到用户高度评价。设备绿色环保、性能稳定、运行可靠、免维护、小型化，促进 了电力行业的技术进步，为构建健康、环保的社会环境做出了贡献。该产品的研制， 丰富了公司产品种类，是公司产品转型升级的又一坚强利器。截止 2016 年底，该 产品累计经济效益达 25083 万元，新增利润 10869.3 多万元。。 主要应用单位情况表 应用单位名称 河南森源电气 股份有限公司 应用技术 应用的起止时间 干燥空气 绝缘封闭 2014 年 1 月至今 开关设备 河南众志电力 干燥空气 建设工程有限 绝缘封闭 公司 开关设备 2014 年 5 月至今 应用单位联系人/电话 孙艳芳 13569487606 赵一鸣 13653748482 推广应用情况 销售 8361 台套，销售收入 25083 万 元 ， 新 增 利 润 10869.30 万元。 新增销售额 2693.15 万元， 新增利润 132.45 万元。 长葛市汇盛铝 干燥空气 业科技有限公 绝缘封闭 司 开关设备 长葛市金隆铝 业有限公司 2014 年 9 月至今 干燥空气 绝缘封闭 2015 年 6 月至今 开关设备 王阳阳 13523282907 魏阳 15138483127 新增销售额 119 万元，新增 利润 17.85 万元。 新增销售额 176 万元，新增 利润 29.07 万元。 六、曾获科技奖励情况 1、采用绿色环保气体绝缘介质的柜式成套开关设备技术及产品开发，2017 年 3 月， 获许昌市科技进步特等奖； 2、XGN86A-12 型箱型固定式户内交流金属封闭开关设备，2015 年 8 月，获许昌市 科学技术进步一等奖。 七、主要完成单位 第一主要完成单位：河南森源电气股份有限公司 第二主要完成单位：河南华盛隆源电气有限公司 八、创新推广贡献 第一主要完成单位：河南森源电气股份有限公司作为本项目的第一主要完成单 位，对现有气体绝缘开关设备在绝缘介质技术、密封技术、绝缘技术、三工位开关 控制技术等长期以来未能得到有效解决的问题，结合公司自有技术和研发实力，从 技术、标准、用户需求的符合性出发，开展创新性研究。 （1）在充气柜绝缘介质技术方面，首创了以干燥空气作为绝缘并以真空作为 开断介质技术，提高断路器的机械寿命、绝缘性能及柜体安全性； （2）在密封技术方面，首创母线套管双向密封技术，以解决绝缘套管及母线 损坏后需要更换时，需要打开密封箱体及安装不便的问题，实现密封箱体气密性的 完整性和安装的便捷性； （3）在绝缘技术方面，首创一种连接母线的加工方法及使用该连接母线进行 绝缘材料注塑技术，以解决绝缘距离增大、柜体体积大的问题，提高绝缘强度、减 小柜体体积； （4）在三工位开关控制技术方面，以解决动触头接触电阻大、使用过程温升 大、软连接铜带出现断裂的问题，提升开关单元的绝缘性和稳定性能； （5）在柜体技术方面，通过对柜体泄压、防爆装置、电缆封板安装等技术研 究，实现了柜体的整体结构强度及安全性。 产品的市场拓展销售工作由公司统一实施，利用现有营销网络和销售体系优势， 分重点区域、重点行业以产品推介会的形式进行产品推介，邀请各相关设计院知名 专家到公司对产品进行详细的了解，提高公司智能化产品的影响力。该产品先后在 多家单位推广应用，且运行效果良好。 第二主要完成单位：河南华盛隆源电气有限公司作为本项目的第二主要完成单 位，配合第一主要完成单位对环保型小型化干燥空气绝缘封闭开关设备的关键技术 进行了剖析和研究，主要参与三工位开关控制技术方面技术研究。 九、主要知识产权证明目录 知识产 权类别 知识产权 具体名称 授权号 发明专 真空断路器固 ZL201410611 利 封极柱 468.4 发明专 一种充气柜用 ZL201510225 利 绝缘套管 480.6 授权 日期 2016.9.7 2016.9.7 一种流水线式 发明专 ZL201410013 加工母线的生 2016.3.30 利 544.1 产方法 证书编号 权利人 发明人 发明专 利有效 状态 2231479 李晓英,刘 河南森源电气 洋,曹宏,马 股份有限公司 炳烈,赵中 亭,司贞员 有效 2230067 杨明朝,赵 河南森源电气 振伟,高佩, 股份有限公司 厉复新 有效 2007688 刘洋, 王玲 河南森源电气 娣,谷新 有效 股份有限公司 卫 ,胡占楼, 宋浩 一种关节轴承 实用新 ZL201620558 及使用该关节 2016.11.16 5657422 型 055.9 轴承的断路器 邵淑敏,贾 河南森源电气 华景,范冠 股份有限公司 鹏,李金辉, 张英杰 有效 一种传动主轴 实用新 及使用该传动 ZL201620463 2016.10.12 5620183 型 主轴的操作机 286.1 构 李金辉,刘 洋,范冠鹏, 河南森源电气 潘亚培,邵 股份有限公司 淑敏,贾华 景 有效 实用新 型 5939594 刘洋,宋浩, 李金辉,范 河南森源电气 冠鹏,魏凯, 股份有限公司 张伟强,付 贺奎 有效 5937215 刘洋,宋浩, 李金辉,范 河南森源电气 冠鹏,魏凯, 股份有限公司 张伟强,付 贺奎 有效 充气柜 ZL201620901 2017.2.22 046.5 实用新 ZL201620900 一种导电端子 2017.2.22 型 923.7 一种转接母线 实用新 ZL201620463 及使用该转接 2016.10.12 5621167 型 289.5 母线的充气柜 李金辉,刘 洋,范冠鹏, 河南森源电气 潘亚培,邵 股份有限公司 淑敏,贾华 景 有效 一种户内充气 实用新 ZL201320399 环网柜防爆装 型 337.5 置 3489074 河南森源电气 股份有限公司 杨明朝,赵 睿哲,郭萌 萌,寇松超 有效 3489404 河南森源电气 股份有限公司 杨明朝,高 佩,王延 彬 ,寇松超 有效 一种户内充气 实用新 环网柜用电缆 ZL201320577 型 室封板安装结 415.6 构 2014.4.2 2014.4.2 主要完成人情况表 排名 1 2 姓名 刘 洋 李金辉 技术职称 工程师 助理工程师 工作单位 河南森源电气 股份有限公司 河南森源电气 股份有限公司 对本项目技术创造性贡献 曾获科技奖励情况 负责项目的总体设计，技术方案的确定、任务分工与人员调配、组 2014 年,河南省科技进步奖三等奖,TWLB 织落实等全面工作。（1）首创一种真空断路器固封极柱技术；（2） 智能有载快速调压无功补偿滤波成套装 首创一种连接母线的加工方法及使用该连接母线进行绝缘材料注塑 置,第 3 名;；2015 年，河南省科技进步奖 技术；（3）研究软连接与动触头整体连接结构；（4）研究一种静 三等奖，高环境适应性中压开关设备， 触头固定座技术等。 第 4 名。 负责项目的总体设计，技术方案的确定、任务分工与人员调配、组 织落实等全面工作。（1）研究一种静触头固定座技术；（2）研究软 无 连接与动触头整体连接结构；（3）研究机柜结构及泄压装置等。 主要负责产品设计，参与图纸的设计、评审等工作样机制作、型式 3 范冠鹏 助理工程师 河南森源电气 试验和产品鉴定等工作。 （1）研究一种静触头固定座技术；（2）研 股份有限公司 究软连接与动触头整体连接结构；（3）研究断路器用关节轴承及传 无 动主轴；（4）研究三工位开关技术等。 4 5 6 7 曹 宏 曹荣杰 潘亚培 魏 凯 教授级高工 工程师 助理工程师 助理工程师 河南森源电气 股份有限公司 负责项目的总体设计，技术方案的确定、任务分工与人员调配、组 织落实等全面工作。（1）首创断路器用固封极柱；（2）首创母线套 管双向密封技术。 河南华盛隆源 主要负责产品设计，参与图纸的设计、评审等工作样机制作、型式 电气有限公司 试验和产品鉴定等工作。参与研究三工位开关。 河南森源电气 股份有限公司 河南森源电气 股份有限公司 2015 年，河南省科技进步奖三等奖，高 环境适应性中压开关设备，第 1 名。 无 主要负责产品设计，参与图纸的设计、评审等工作样机制作、型式 试验和产品鉴定等工作。 （1）研究断路器用传动主轴；（2）研究一 无 种充气柜用转接母线；（3）研究三工位开关技术。 主要负责产品设计，参与图纸的设计、评审等工作样机制作、型式 试验和产品鉴定等工作。（1）研究一种充气柜及充气柜断路器用导 电端子；（2）研究三工位开关用动触头组件。 无 8 9 10 邵淑敏 贾华景 杨明朝 助理工程师 助理工程师 助理工程师 河南森源电气 股份有限公司 河南森源电气 股份有限公司 河南森源电气 股份有限公司 主要负责产品设计，参与图纸的设计、评审等工作样机制作、型式 试验和产品鉴定等工作。 （1）研究断路器传动主轴、关节轴承技术， 无 （2）研究充气柜用转接母线，（3）研究三工位开关技术。 主要负责产品设计，参与图纸的设计、评审等工作样机制作、型式 试验和产品鉴定等工作。 （1）研究断路器传动主轴、关节轴承技术， 无 （2）研究充气柜用转接母线，（3）研究三工位开关技术； 主要负责产品设计，参与图纸的设计、型式试验和产品鉴定等工作。 （1）首创母线套管双向密封技术；（2）研究充气环网柜柜体及防 爆装置。 无