浙江浙一电气有限公司

### 矿用环保型箱变的材料与工艺创新方案

#### 一、材料创新：环保与性能的双重突破
1. **外壳材料升级**
- **非金属复合材料**：采用玻璃纤维增强塑料（GFRP）或水泥基复合材料替代传统金属外壳。GFRP具有重量轻、耐腐蚀、绝缘性能优异的特点，且可回收率达90%以上，减少资源消耗。水泥基材料通过添加纤维增强抗裂性，表面可涂覆真石漆或仿大理石涂层，兼顾环保与美观。
- **金属材料优化**：若需保留金属结构，优先选用镀锌钢板或铝合金。镀锌钢板通过15道电泳防腐工艺，防腐等级达C5环境标准，适用于高湿度矿井环境；铝合金则通过阳极氧化处理提升耐候性，同时减轻箱变自重。

2. **内部组件环保化**
- **变压器**：采用低损耗硅钢片（如0.23mm厚高导磁硅钢）和植物绝缘油，空载损耗降低30%，且绝缘油可生物降解，避免泄漏污染。
- **散热系统**：引入相变材料（PCM）填充于散热通道，利用材料相变吸热特性，减少传统风扇能耗。同时，外壳采用双层隔热结构（金属+隔热棉），降低外界高温对内部设备的影响。

3. **可再生能源集成**
- **太阳能辅助供电**：箱顶安装单晶硅太阳能板，日均发电量可满足内部传感器、照明等低功耗设备需求。太阳能板采用无框设计，减少金属使用，且表面覆盖自清洁涂层，降低维护成本。
- **储能系统**：内置磷酸铁锂电池组，存储太阳能余电或谷电，用于夜间或应急供电，减少对柴油发电机的依赖。

#### 二、工艺创新：模块化与智能化的融合
1. **模块化设计**
- **框架结构**：采用卡槽式立柱连接技术，通过立柱顶部的卡槽与底部卡接块过盈配合，实现箱变高度方向的快速扩容。扩容时仅需拆卸顶部框架，插入新增立柱，无需整体更换，材料利用率提升40%。
- **功能分区**：内部划分为变压器区、高压开关区、低压配电区及智能监控区，各模块通过标准化接口连接，支持独立更换或升级，降低后期维护成本。

2. **绿色制造工艺**
- **激光切割与数控折弯**：外壳金属部件采用激光切割替代传统冲压，减少边角料产生；数控折弯机确保尺寸精度，降低返工率。
- **水性涂料喷涂**：外壳表面喷涂水性环氧底漆和聚氨酯面漆，VOC排放量较溶剂型涂料降低80%，符合矿井作业环保要求。
- **废弃物循环利用**：生产过程中产生的金属废料通过分类回收，重新熔炼为原材料；非金属废料经粉碎后用于路基填充，实现零废弃排放。

3. **智能化监控系统**
- **多参数传感器**：部署温度、湿度、烟雾、瓦斯浓度传感器，实时监测箱变内部环境。当温度超过阈值时，自动启动相变材料散热或制冷机；瓦斯浓度超标时，触发二氧化碳灭火系统。
- **边缘计算与5G通信**：内置边缘计算模块，对传感器数据进行本地处理，仅将异常数据通过5G网络上传至云端，减少数据传输能耗。同时，支持远程故障诊断和参数调整，降低现场巡检频率。

#### 三、环保措施：全生命周期管理
1. **设计阶段**
- **环保材料选型**：优先选用可再生、低污染材料，如再生混凝土基础、水性涂料等。
- **节能设计**：通过有限元分析优化箱体结构，减少材料用量；采用自然对流散热设计，降低辅助设备能耗。

2. **施工阶段**
- **噪音控制**：施工现场设置噪音监测设备，确保挖掘机、吊车等设备噪音低于85dB（A）。
- **废弃物管理**：建立分类收集制度，金属废料、包装材料等可回收物占比达95%以上；施工废水经沉淀处理后循环使用。

3. **运营阶段**
- **定期维护**：每季度检查箱变密封性，防止灰尘和湿气侵入；每年更换一次空气过滤网，确保散热效率。
- **退役回收**：箱变退役后，金属部件回收率达98%，非金属部件经粉碎后用于生产低强度建材，实现资源闭环利用。

#### 四、案例验证：科林新能源的实践
科林新能源在内蒙古某矿井项目中，应用上述创新方案后，箱变空载损耗降低28%，年节电量达12万kWh；太阳能辅助供电系统减少柴油消耗15吨，碳排放降低40吨；模块化设计使扩容成本降低60%，维护效率提升3倍。该项目通过中国环境标志认证，成为矿用环保型箱变的标杆案例。