中国电气装备成功研制全氟异丁腈环保气体绝缘变压器

发布日期：2026-03-20 来源：中国电气装备浏览次数：10223

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核心提示：中国电气装备成功研制全氟异丁腈环保气体绝缘变压器

近日，由中国电气装备所属山东电工电气研究院与常州东智联合研制的国内容量最大的全氟异丁腈（C4F7N）环保气体绝缘变压器（DQP-4000/110），一次性通过全部试验，标志着企业在环保型输变电装备研制领域取得重大突破。

常规气体绝缘变压器使用六氟化硫作为绝缘介质，而全氟异丁腈作为极具潜力的六氟化硫环境友好型替代气体（全球变暖潜能值仅为六氟化硫的10%），近年来备受电力行业的关注。在此背景下，项目依托常州东智在气体绝缘变压器领域的深厚底蕴以及研究院的多物理场仿真优势，双方联合开展新型环保气体绝缘变压器项目攻关。

项目团队始终将精益管理贯穿设计、仿真、工艺、试验等全环节，双方紧密协同、打破地理阻隔，累计组织线上线下技术评审九次，开展十余轮方案对比迭代，最终保障变压器一次研制成功，为后续产品向更大容量、更高电压等级迈进打下了扎实基础。经测算，仅一台50兆伏安110千伏三相一体环保气体绝缘变压器，在其寿命周期内就可等效减少约 2500 吨二氧化碳当量的温室气体排放，为能源行业绿色低碳转型带来巨大效益提升。新的绝缘介质给气体绝缘变压器研制带来一系列挑战，研发团队组建专项小组，历时近300天，攻克五大技术难题。

优选气体环境参数

全氟异丁腈气体液化温度较高，需加入二氧化碳缓冲气体以提高低温性能，设计团队对全氟异丁腈/二氧化碳混合气体的压力—液化温度曲线进行多次拟合，最终确定了同时满足绝缘及低温性能的混合比和充气压力。

创新仿真方法

在气泵强迫循环的复杂工况下，创新性开展磁—流—温度多物理场耦合仿真，突破了气体绝缘介质温升仿真与性能评估的关键技术，仿真值、试验值最大差值2开尔文以内，为气体绝缘变压器散热设计确立了标杆范式。同时，对关键部位场强分布进行精细仿真优化，绝缘裕度提升11.8%。

揭示材料相容特性

对气体绝缘变压器中使用的七大典型材料与全氟异丁腈气体的相容性开展了720小时加速老化试验，提出了气—固、气—液相容性判断标准，确定了许用材料清单。

混气、注气过程精准控制

系统制定全氟异丁腈/二氧化碳的混气、注气方案，重点解决全氟异丁腈气体液化析出、混合均匀度及混合比精准控制、人员安全防护等难题，实现混气、注气过程一次性成功。

全方位监测试验状态

超前策划，对关键点位温升、气箱内压力、混合比、散热通道流量流速等指标进行重点监测，获取了上百条宝贵状态数据，为研发过程的复盘分析提供支撑。

关键词： 全氟异丁腈环保气体绝缘变压器

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