固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的電氣標準、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及技術(shù)

郭麗慧

摘 要：固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜是我國電氣設(shè)備中的一項重要組成部分，在社會經(jīng)濟的建設(shè)和發(fā)展過程中發(fā)揮了重要的作用。在電力設(shè)備中，SF6是一種優(yōu)異的滅弧和絕緣介質(zhì)，應(yīng)用比較廣泛。但是，在SF6的應(yīng)用的過程中因為是溫室氣體，所以會受到環(huán)境因素的影響。我國電力行業(yè)的迅速發(fā)展和電力技術(shù)的不斷進步，促進了固體絕緣開關(guān)柜技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：固體絕緣；環(huán)網(wǎng)柜；電氣標準；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；技術(shù)

中圖分類號：U665.12 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）5-0083-02

固體絕緣開關(guān)柜的主要的絕緣介質(zhì)是固體絕緣材料，屬于電力設(shè)備開關(guān)柜的一種。在我國電力技術(shù)的過程中，固體絕緣開關(guān)柜是一種具備全絕緣和全密封性的模塊，可以再次進行組合或者擴展。主要的組成部分是真空滅弧室、隔離開關(guān)、電導連接、主母線和分支母線和接地開關(guān)等，單一的主導回路或者組合的回路應(yīng)用固體絕緣介質(zhì)包覆封裝而成，具有一定的功能。這種固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜，最大程度的保證了人身安全，具有緊湊的尺寸、較強的環(huán)境適應(yīng)能力和環(huán)保等優(yōu)點。

1 固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的電氣標準

1.1 固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的發(fā)展現(xiàn)狀

按照我國電力技術(shù)的規(guī)定，對固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜具有一定的限制，額定電壓等級必須保證是12 kV。另外，固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的額定電流等級也被規(guī)定為630 A和1 250 A。目前，我國電力市場中應(yīng)用的固體絕緣開關(guān)柜設(shè)備，大部分都是12 kV的額定電壓等級，630 A的額定電流。近些年，固體絕緣開關(guān)柜設(shè)備的研究技術(shù)不斷的提高，日本的東芝公司對固體絕緣開關(guān)柜設(shè)備的研究獲得了明顯的效果，固體絕緣開關(guān)柜的開發(fā)已經(jīng)達到了36 kV的電壓等級。從這種情況來看，這種固體絕緣開關(guān)柜仍然具有一定的市場，

隨著固體絕緣開關(guān)柜技術(shù)參數(shù)等級的不斷升高，人們不斷的研究和探索，固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的應(yīng)用技術(shù)不斷的完善，發(fā)揮更好的應(yīng)用效果，在以后的電氣市場中具有良好的市場前景。

1.2 固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的結(jié)構(gòu)形式

目前，按照布置方式的不同，固體絕緣開關(guān)柜可以分為兩種。區(qū)分的主要依據(jù)，是按照三相正面的布置方式劃分。目前，第一種固體絕緣開關(guān)柜，是我國電力設(shè)備市場中的主流方式，屬于左中右的方式，布置的時候按照三相左中右。這種布置方式，具有良好的效果，得到了廣泛的應(yīng)用。在我國的電力設(shè)備市場中，第二種固體絕緣開關(guān)柜，是按照開關(guān)三相前中后布置的，應(yīng)用相對來說比較少，屬于前中后方式。按照固體的絕緣開關(guān)柜中的三相是否分離對固體絕緣開關(guān)柜進行劃分，也可以劃分為兩種。第一種是分相式，可以避免故障，最大程度的保護了固體絕緣開關(guān)柜中內(nèi)部燃弧的安全；第二種固體絕緣開關(guān)柜是整體式，主要的方法是進行涂敷，涂敷應(yīng)用的材料就是固體絕緣材料，主要的涂敷對象是地層屏蔽層。

2 固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，主要是屏蔽層、隔離開關(guān)和接地開關(guān)等組成，下面主要對屏蔽層和隔離開關(guān)，對固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進行分析。

2.1 屏蔽層

按照一定的技術(shù)條件，屏蔽層可以被定義為，“一種人可以觸及的模塊，屬于導電層或者半導電層，在整個表面涂覆了固體絕緣材料，可以直接接地，具有一定的可靠”。屏蔽層表面被涂覆固體絕緣材料，處于導電層或者半導電的屬性，可以直接的可靠接地，發(fā)揮了重要的作用。例如，如果應(yīng)用分相設(shè)計的方法實現(xiàn)對固體絕緣開關(guān)柜的設(shè)計，就可以實現(xiàn)隔離，在三相之間應(yīng)用環(huán)氧樹脂，并且在固體絕緣開關(guān)柜的表面涂覆接地層屏蔽層。所以，在固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的應(yīng)用過程中，可以避免故障的發(fā)生，最大程度保證環(huán)網(wǎng)柜中的運行安全。而且，在固體絕緣開關(guān)柜中設(shè)置屏蔽層，可以有效的提高固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的環(huán)境適應(yīng)能力，有利于固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的免清理維護。

2.2 固體絕緣隔離開關(guān)

固體絕緣隔離開關(guān)是固體絕緣開關(guān)柜中的重要組成部分，隔離開關(guān)包括很多不同的斷口絕緣形式。例如，SF6斷口、空氣斷口和真空斷口等。我國的固體絕緣開關(guān)柜設(shè)備中，主要是應(yīng)用空氣絕緣和真空絕緣兩種隔離斷口形式?？諝饨^緣隔離開關(guān)的在固體絕緣開關(guān)柜中的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的空氣絕緣隔離開關(guān)存在一定的差異。相對于直接裸露在空氣中的傳統(tǒng)空氣絕緣隔離開關(guān)來說，固體絕緣開關(guān)柜中的空氣隔離開關(guān)受到外界環(huán)境的影響比較小，自身的環(huán)境適應(yīng)能力比較高。目前，在我國的電力設(shè)備使用中，固體絕緣空氣隔離開關(guān)的技術(shù)相對比較成熟，得到了廣泛的應(yīng)用。因為有較高的用戶接受度，所以仍然是市場的主流。而固體絕緣開關(guān)柜中的真空斷口隔離開關(guān)，只能應(yīng)用SF6和空氣實現(xiàn)絕緣和隔離的作用。

3 固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的技術(shù)

固體絕緣技術(shù)的應(yīng)用，是在主導電回路中應(yīng)用固體絕緣材料進行包覆，封裝之后形成一個封閉的模塊。固體絕緣材料不僅可以實現(xiàn)對不同電位主導電體電氣的隔絕，還具有一定的支撐、散熱和連接等重要的機械作用。應(yīng)用固體絕緣技術(shù)的過程中，要實現(xiàn)對固體絕緣材料的嚴格控制。例如，在選擇固體絕緣材料的時候，技術(shù)人員應(yīng)該對固體絕緣材料的環(huán)境適應(yīng)性、收縮率、導熱性和玻璃化溫度等特點進行綜合的考慮。目前，固體絕緣開關(guān)柜作為絕緣和支撐的材料主要是環(huán)氧樹脂材料；實現(xiàn)固體絕緣開關(guān)柜的界面絕緣和作為緩沖層的材料，主要是硅橡膠材料。技術(shù)人員在對固體絕緣結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中，不僅要滿足固體絕緣開關(guān)柜的工藝、組裝和維護等，還應(yīng)該采取有效的措施進行優(yōu)化。例如，在固體絕緣柜中設(shè)置屏蔽，或者優(yōu)化電級和電極結(jié)構(gòu)行等。保證電場分布的合理性，才能提高絕緣介質(zhì)的絕緣強度。在這個過程中，實現(xiàn)對固體絕緣開關(guān)柜的設(shè)計，需要注意屏蔽層和局部放電的要求。

瑞士的一家公司在1967年成功的開發(fā)出了環(huán)氧樹脂壓力的凝膠工藝。該項技術(shù)在20世紀70年代初的時候，得到了進一步的完善，形成了環(huán)氧樹脂自動壓力凝膠成型技術(shù)。隨著科技信息技術(shù)的不斷進步，環(huán)氧樹脂自動壓力凝膠成型技術(shù)也逐漸成熟，不斷有公司開發(fā)出新的產(chǎn)品。環(huán)氧樹脂自動壓力凝膠成型技術(shù)的應(yīng)用有效的解決了固體絕緣柜產(chǎn)品中出現(xiàn)的問題。例如，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定和材料性能不合格等，為固體絕緣開關(guān)柜的發(fā)展奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。例如，對固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的研制過程中，技術(shù)相對比較先進的是日本的東芝和日立公司。這些公司對固體絕緣開關(guān)柜所應(yīng)用的固體絕緣材料和澆注工藝進行了比較深入的研究。美國和德國等公司都對固體絕緣環(huán)網(wǎng)進行了不同的研究，一些公司已經(jīng)推出了其它系列的固體絕緣開關(guān)柜產(chǎn)品。

4 總 結(jié)

固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜技術(shù)是我國電力技術(shù)發(fā)展中一項重要組成部分，已經(jīng)被列入國家電網(wǎng)公司的“十二五”規(guī)劃中，具有良好的應(yīng)用效果，其發(fā)展趨勢大受業(yè)界關(guān)注。同時，固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜與自動化設(shè)備配合，實現(xiàn)：遙測、遙信、遙控等功能，可廣泛的應(yīng)用于配電自動化網(wǎng)絡(luò)中。

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