浙江浙一电气有限公司

### 无SF6绝缘高压环网柜的技术发展与应用前景分析

#### **一、技术发展背景：环保需求驱动的替代浪潮**
传统高压环网柜依赖六氟化硫（SF6）气体作为绝缘和灭弧介质，但SF6的全球变暖潜势（GWP）是CO2的23,500倍，且大气寿命长达850年。随着《联合国气候变化公约》和《京都议定书》对温室气体排放的严格限制，全球电力行业加速推进无SF6技术转型。欧盟、澳大利亚等地区已出台政策，要求2030年前逐步淘汰SF6设备，推动环保型替代方案落地。

#### **二、核心技术突破：多元化替代方案成熟**
1. **干燥空气与真空技术**
- **原理**：以压缩空气替代SF6，结合真空灭弧室实现灭弧功能。
- **案例**：施耐德电气SM AirSeT环网柜采用并联真空灭弧技术，通过上部浇注灭弧室熄灭电弧，绝缘性能优异且无毒无害。
- **优势**：成本低、无温室效应、运维安全，适用于12kV及以下电压等级。

2. **固体绝缘技术**
- **原理**：将主回路带电部分完全包覆于固体绝缘材料（如环氧树脂），通过内部电场转移实现绝缘。
- **案例**：国内企业推出的固体绝缘环网柜，采用APG自动凝胶工艺将导电回路固封在环氧树脂中，实现全封闭、全绝缘。
- **优势**：彻底消除SF6泄漏风险，体积紧凑，适应严寒、潮湿等恶劣环境。

3. **环保气体混合物**
- **原理**：以氟化气体（如C4-FN、C5-PFK）与干燥空气混合，降低GWP值。
- **案例**：ABB UniSec AirPlus HBC环网柜采用C5-全氟酮（C5-FK）与空气混合气体，绝缘强度接近SF6，GWP降低99.99%。
- **优势**：兼容现有设备结构，适用于24kV电压等级，但成本较高。

#### **三、应用场景拓展：从城市配电到新能源接入**
1. **城市高密度区域供电**
- **场景**：高层建筑、商业中心、工业园区等负荷密集区。
- **案例**：上海某商业综合体采用无SF6环网柜后，供电可靠性提升至99.99%，运维成本降低30%。
- **优势**：体积小、安装灵活，支持靠墙或离墙安装，节省土建造价。

2. **新能源并网与电动汽车充电**
- **场景**：光伏、风电等分布式电源接入，以及电动汽车充电站配电。
- **案例**：瑞典e.on公司部署施耐德无SF6环网柜，结合数字化终端（RTU）实现电网状态实时监测，故障隔离时间缩短至毫秒级。
- **优势**：适应新能源波动性，支持快速投切，提升电网韧性。

3. **老旧电网改造**
- **场景**：替代传统SF6环网柜，解决泄漏与维护难题。
- **案例**：北京某老旧小区改造中，采用固体绝缘环网柜后，年SF6泄漏量归零，运维频次减少50%。
- **优势**：寿命长（达30年），免维护设计降低全生命周期成本。

#### **四、市场前景：政策与需求双轮驱动**
1. **市场规模快速增长**
- **数据**：2022年中国环网柜市场需求量达36.8万台，预计2030年无SF6环网柜占比将超40%。
- **驱动因素**：电网改造加速、新能源装机量攀升、环保政策趋严。

2. **竞争格局与头部企业**
- **国际厂商**：施耐德、ABB、西门子等凭借技术积累占据高端市场。
- **国内厂商**：双杰电气、合纵科技、北京科锐等通过性价比优势快速崛起，2024年国内企业市场份额已超60%。
- **趋势**：头部企业加大研发投入，推动产品向智能化、小型化升级。

3. **挑战与应对**
- **技术瓶颈**：环保气体成本高、固体绝缘工艺要求严苛。
- **应对策略**：通过规模化生产降低成本，加强产学研合作突破工艺难题。

#### **五、未来展望：智能化与零碳化并行**
1. **数字化融合**
- **方向**：集成传感器、物联网技术，实现状态监测、故障预测与自愈功能。
- **案例**：施耐德EcoStruxure平台通过无SF6环网柜与数字化终端联动，提升电网运营效率20%。

2. **零碳目标推进**
- **路径**：结合可再生能源发电，构建全生命周期碳足迹追踪体系。
- **预测**：2030年前，无SF6环网柜将全面替代传统设备，助力电力行业碳减排50%以上。

**结论**：无SF6绝缘高压环网柜已从技术储备迈向规模化应用，其环保性、可靠性与经济性优势显著。在政策引导与市场需求双重驱动下，该领域将迎来黄金发展期，成为构建新型电力系统与实现“双碳”目标的关键支撑。