刍议10kV环网柜的技术性能莫植浩

刍议10kV环网柜的技术性能莫植浩

莫植浩

希格玛电气（珠海）有限公司广东珠海519000

摘要：随着经的发展，配网技术发展有了长足的进步。目前，10kV环网柜在电能分配及加强联络等方面已广泛应用，其运行维护问题也在发展过程中逐渐凸显出来。

关键词：10kV环网结构特点技术性能

引言

10kV环网柜，由于其具有拼凑灵活、体积小、经济实惠、操作方便等优势，被广泛应用在各级配网工作中。环网柜对2路以上电源和负荷有所控制，所以一旦出现故障，将对电网正常使用产生巨大影响。为此，对10kV环网柜运行进行维护可有效降低故障率，同时也可排除一些潜在危险因素，以确保电网正常使用。

1关于10kV环网柜的现状

目前，10kV环网柜的绝缘以气体绝缘、固体绝缘和环保型气体绝缘为主。气体绝缘当前主要是SF6气体，SF6气体化学性质非常稳定，具有优异的绝缘和灭弧性能，SF6气体绝缘环网柜体积小，结构紧凑，适应性极强，但SF6是国际公认的六种温室气体之一，从环境保护的角度考虑，SF6的使用会受到越来越多的限制。另外，SF6的泄漏问题也是气体绝缘环网柜不可回避的现实问题。固体绝缘以环氧树脂为绝缘材料，采用固封极柱技术，将真空灭弧室、隔离开关、主导电回路、绝缘支撑等有机结合为一整体，具有体积小、结构紧凑、扩展灵活的特点。环氧树脂本身对环境没有污染，但环氧制品的生产过程对环境的影响和环氧树脂的回收处置问题仍有待研究。环保气体绝缘以环保气体(N2、CO2混合气体或干燥空气)和环氧树脂复合绝缘，采用不锈钢气箱，将所有带电部件全部密封在气箱中，再充注环保气体作为绝缘物质，真空灭弧室仍采用固封极柱技术，产品使用寿命到期后，无需对气体进行回收处理，可满足电网客户对环保设备的需要。但环保气体绝缘环网柜是一种新型的产品，尚处于市场推广阶段，性能有待考察。本文对10kV环网柜的技术性能进行了分析，供相关行业人员参考。

2环网柜分类

（1）根据环网柜绝缘性能分。可以分为气体绝缘柜和空气绝缘柜。气体绝缘柜也称全绝缘柜，其母线、负荷开关、机构箱等部分全部封闭在SF6气体中，一次电缆也通过全绝缘的插拔头与环网柜连接。空气绝缘柜则只有负荷开关封闭在SF6气包中，其余部分裸露空气中。显然，全绝缘柜的绝缘性能要优于空气绝缘柜，但其存在潜在泄漏点多的隐患。（2）根据生产厂家分。可以分为国产环网柜和合资环网柜。国产环网柜如深圳惠程IA柜，合资环网柜如ABB的SAFE柜，施耐德的M24+、FBX柜等。国产环网柜完全以10kV标准打造，而合资环网柜的主体部分按20kV标准打造（因为合资一方的法国、德国均已实行20kV电压等级）。

3结构特点

3.1关于SF6气体绝缘环网柜的特点

首先其具有全密封和全绝缘特性。高压带电部分通常设置在具有充有SF6气体的气箱内部，不会受到污染和潮湿等不利因素的影响。其次，其采用模块化的设计方式。在设计中可根据实际需要将不同的模块组合在一起，所有的模块都能够利用硅胶母线连接器达到连接和扩展的目的。密封箱内部充满一定压力的SF6气体，从而保证了高压回路结构的紧密型，同时随着限流熔断器体积的逐渐缩小，二者有机结合后柜体的尺寸大幅减小，当前市面上SF6气体绝缘环网柜应用十分广泛，外资品牌（如ABB、西门子、施耐德）也是以此类环网柜产品为主推产品。

3.2固体绝缘环网柜的特点

固体绝缘环网柜将固封、绝缘母线和组合单元的小型化技术充分融合，开关和高压带电设备应用环氧树脂进行一体化浇筑，采用环氧树脂固封件作为带电体对地和相间绝缘的配电设备。母线主要采用直线布置方式，采用铜棒，并利用硅胶绝缘，在导线的两端还应设置全绝缘连接，从而保证了主回路连接的质量和效果。固体绝缘环网柜的特点较为明显:首先，采用固体绝缘设计：在设计中应用固体绝缘材料包封或固封工艺，从而保证主导电回路与绝缘支撑的整体性。固体绝缘在导电、绝缘、支撑和连接等方面具有一定优势，产品具较好的绝缘性、安全性与可靠性。其次，柜体采用防触电设计：人可触及的模块表面涂覆有导电或半导电屏蔽层并可直接可靠接地。再次，设备采用可视断口设计：二代固体柜将三工位开关（隔离、接地）采用同轴刀闸式旋转结构，并做有观察窗，可以直接观察隔离断口，用电更加安全可靠。现阶段，固体绝缘环网柜得到了较为广泛的应用，但是与气体绝缘环网柜相比，其在应用的广泛性上还有着十分显著的差距。固体绝缘环网柜依然需要不断地改进和完善，柜体运行的安全性与可靠性依然需要一段时间来验证。产品性能还需要不断改进。双杰公司以及施耐德公司等均生产出了具有代表性的固体绝缘环网柜。

3.3环保气体绝缘环网柜的特点

环保气体绝缘环网柜以环保气体（如少量SF6与N2混合气体，干燥空气，N2）为主要绝缘介质，使用真空灭弧室作为开断灭弧元件，并将真空灭弧室及一次导电回路固封在环氧树脂壳体或不锈钢气箱中。此外，三工位隔离接地开关能够确保设备的安全与平稳运行。环保气体绝缘环网柜的特点如下：首先，采用环保气体：产品不使用任何有害气体和温室气体，所使用材料90%以上都是可回收材料，环氧树脂等零件占比小于10%，满足绝缘性能要求的同时，不污染环境，后期不需要开展气体回收就能够达到环保的要求。其次，安全可靠：一次导电回路部分密封在环保气体中，不受外界环境条件变化的影响，适合高原、污秽、潮湿的各种恶劣场所，气箱微正压设计，气密性好，漏气率低，可达30年不用补气。再次，免维护：所有高压元件均为封闭设计，零部件无锈蚀现象，电气、机械性能稳定、可靠，实现免维护。从环境和市场长远发展的角度看，环保气体环网柜相比其他环网柜在技术、经济性、环保性等方面具有较大的优势；此外，智能化的供电设备将是未来发展的方向，如何实现一二次融合，减少配电自动化安装调试和维护的工作量。

结语

总之，近年来环网柜得到了广泛的使用，这主要是由于新发展起来的企事业单位建筑物，从供配电的角度来看，以中小型容量为主，其配电变压器一般不超过1250kVA，长期稳定供电，高压开关不频繁操作。随着大规模的城市建设，大量大型高层建筑物拔地而起，变配电往往设置在楼下，而环网柜具有无油化和小型化的特点，结构简单、运行可靠安全，且维护量小、运行费用低，与传统的开关柜相比优势突出。环网柜在城市电网中的应用给城市电网带来了生机，使电能供应更加灵活，随着环网柜的技术不断发展和产品系列化，其性能更加优良，在今后的城市电网供电中将发挥更大的作用。从我国目前电力发展形势来看，环网柜在配网中起着重要作用，并且通过维护环网柜正常运行状态，可以有效确保

用电稳定性和安全性。因此，相关工作人员要对此做好运行维护工作，不断结合经验完善各项规章制度，使得环网柜发挥其重要作用。

参考文献

[1]杨敏,田浩.浅析10kV电缆环网柜内凝露问题及对策[J].农村电工,2016(9):56.

[2]杨军.10kV环网柜运维探析[J].科技创新与应用,2015(15):89-92.

[3]岳刚.电力环网柜绝缘方面的问题研究[J].中国新技术新产品,2016(24):30.

[4]郭建华.10kV固体绝缘环网柜的发展现状及研究[J].中国科技纵横,2016（6）:78.

[5]王阳.户外环网柜凝露现象分析及解决方案[J].中国新技术新产品，2014，15（2）：74-76.

[6]罗勇.配电环网柜防误闭锁技术的应用[J].贵州电力技术，2014，17（7）：31-32.