刍议10kV环网柜的技术性能

刍议10kV环网柜的技术性能

蒋茜琳

（珠海康晋电气股份有限公司广东省珠海市519100）

摘要：现阶段，随着我国社会的不断发展，科技的不断进步，我国各个领域均得到了很好的发展。10kV环网柜具有维护量小、安全稳定、结构简单以及运行成本较低等优势，因此被广泛地应用于电力建设中。本文主要介绍了环网柜，同时分析了环网柜的发展现状，概括了固体绝缘环网柜、SF6气体绝缘环网柜、固体绝缘环网柜、环保气体绝缘环网柜3种不同类型环网柜的结构特点，以期能够更为全面地了解10kV环网柜的技术性能，以供借鉴。

关键词：10kV；环网柜；技术性能

引言

在我国的城乡电网中，10kV供电系统是一个重要的中低压供电节点，其稳定性直接关系到电力企业的安全供电和电力系统的稳定运行。随着社会经济的发展，全社会的用电量日益增长，供电系统的可靠性就显得越来越重要。10kV环网柜作为基础环网柜，具有高效、简便的优势，在城市中应用越来越广泛。

1环网柜相关概述

1.1环网柜基本构成

10kV环网柜是重要的环网供电设备，功能在作为高压开关和实现环网供电，其核心部件是负荷开关和熔断器。通常情况下，高压开关设备被放置在金属柜内，或者是做成间隔式的环网供电电气设备。一般而言，每一个环网柜的连接方式是由三到五个电力分配网络节点灵活连接，目的是满足不同电力分配网络节点的供电要求。10kV环网柜的开关装置和母线被封闭在一个金属外壳里，配备气体负荷开关或者是断路器。一个独立的10kV环网柜装置由TV单位、计量单位、进线单位等单元构成。

1.2环网柜分类

(1)根据绝缘性分类。根据绝缘性分类，可将环网柜分为空气绝缘环网柜和气体绝缘环网柜2大类。空气绝缘环网柜只是将负荷开关密封在SF6当中，其余部分还是暴露于空气中；而气体绝缘环网柜又被称作“全绝缘柜”，其中，负荷开关、机构箱等全部处于封闭状态。(2)根据生产厂家分类。根据生产厂家分类，可将环网柜分为合资和国产2大类。其中，国产环网柜，比如深圳惠程所生产的IA柜，是完全按照我国10kV标准制造生产的；合资环网柜，比如ABB生产的SAFE柜、施耐德生产FBX柜等，其主体部分是按照德国、法国等合资一方规定的20kV标准所制造生产的。

210kV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。

3结构特点

3.1SF6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。

3.1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。康晋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

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。

参考文献

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