浙江浙一电气有限公司

环保型固体环网柜通过材料革新与工艺优化，实现了从绝缘介质到结构设计的全面升级，其核心创新体现在**环保材料替代、无铅化工艺突破、模块化结构设计及智能化生产**四个维度，具体分析如下：

### **一、材料创新：环保与性能的双重突破**
1. **固体绝缘介质替代**
传统环网柜依赖SF₆气体作为绝缘介质，但SF₆是强温室气体（全球变暖潜能值是CO₂的23,500倍）。环保型固体环网柜采用**环氧树脂、硅橡胶、聚碳酸酯等高性能固体绝缘材料**，完全摒弃SF₆气体，从源头消除温室气体排放。例如，天铂电气T-UIC系列环网柜通过环氧树脂包裹导电回路，结合全封闭金属外壳，实现环境湿度、灰尘的完全隔绝，运行安全性显著提升。

2. **无铅化工艺与环保基材**
环保型PCBA板（环网柜核心控制部件）采用**无铅焊料（如锡银铜合金）**和**无卤素环氧树脂板**，符合RoHS、REACH等国际环保标准，减少生产与废弃环节的有毒物质释放。同时，通过材料优化降低能耗，例如采用低功耗芯片和高效电源管理模块，年均可减少5%-8%的电能消耗。

3. **可降解与循环利用材料**
部分企业正在研发**可降解环氧树脂**，进一步提升材料的环保属性。模块化设计支持设备报废后PCBA板的分类回收，提高金属、树脂等材料的循环利用率，降低电子废弃物处理压力。

### **二、工艺创新：可靠性提升与成本优化**
1. **APG自动凝胶工艺**
固体环网柜的一次部分生产采用**APG（自动压力凝胶）工艺**，将导电回路完全固封在环氧树脂中，形成三相分体式结构，各相之间完全绝缘，避免三相短路风险。该工艺需严格控制原材料质量及浇注参数，例如通过X光探伤检测固封极柱内部气泡、气隙等缺陷，确保产品可靠性。

2. **无铅焊接工艺优化**
针对无铅焊料熔点高（比传统含铅焊料高30℃-50℃）导致的焊点可靠性问题，采用**激光焊接、热风整平改良工艺**，确保焊点强度与导电性满足环网柜15年以上使用寿命要求。例如，双杰电气通过工艺优化，解决了无铅焊料在高温环境下的焊点脆化问题。

3. **表面涂覆与耐候性强化**
固体极柱表面涂覆**纳米级防腐蚀涂层**，提升在-40℃~70℃极端温度、95%高湿度环境下的稳定性。涂覆材料包括喷锌、喷铝、半导电漆等，需通过电场模拟和局部放电试验验证涂覆效果，避免电场分布不均导致的绝缘失效。

### **三、结构创新：模块化与智能化设计**
1. **模块化与标准化设计**
环保型固体环网柜采用**功能模块化设计**，例如将电源、控制、传感等部件集成为独立模块，支持快速插接与方案调换。这种设计不仅满足不同场景需求（如城市电网改造、工业园区供电），还通过标准化生产降低制造成本。例如，T-UIC系列环网柜支持真空负荷开关与真空断路器自由组合，适应环网联接及变压器保护需求。

2. **可视化与免维护结构**
通过**可视化绝缘观察窗**和**机械免维护设计**，减少人工干预。例如，天铂电气环网柜配备来电显示器和隔离刀闸状态观察窗，操作人员可直观监测设备状态；机械装置不使用润滑剂，降低故障率并延长使用寿命。

3. **智能化升级支撑**
环保型环网柜集成**智能感知模块**（如温度传感器、电流互感器），为配电网自动化提供硬件支持。例如，双杰电气第二代固体绝缘环网柜通过深度融合智能取电技术、电力信号传感技术，实现数据本地集成与故障快速隔离，适配分布式光伏、储能等新能源接入需求。

### **四、创新价值：环保与经济的双重收益**
1. **全生命周期成本降低**
尽管环保材料与工艺使初期采购成本上升10%-15%，但通过减少运行能耗、延长设备寿命（达20年以上）、降低废弃处理费用，长期成本可降低20%-30%。例如，新疆、青海等地区用户反馈，固体环网柜在高海拔、低温环境下故障率比SF₆环网柜降低60%以上。

2. **政策与市场双重驱动**
随着“双碳”目标推进，国家电网、南方电网等将固体绝缘环网柜纳入重点推广技术目录。2019年国网环网柜招标中，固体绝缘产品占比达8%，且在石油、石化、铁路等系统用量逐年提升。

3. **技术壁垒与产业升级**
环保型固体环网柜对制造工艺和原材料质量要求极高，需通过APG工艺、无铅焊接、局部放电检测等关键技术保障可靠性。领先企业如双杰电气、天铂电气已建成智能化生产线，形成技术壁垒，推动行业向高端化发展。