固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜在配網(wǎng)中壓領(lǐng)域的技術(shù)現(xiàn)狀分析

張國(guó)徽

（江蘇大燁智能電氣股份有限公司，江蘇 南京210000）

電網(wǎng)系統(tǒng)可以通過(guò)中壓配電設(shè)備加強(qiáng)主配電網(wǎng)與用戶(hù)之間的有效聯(lián)系。近年來(lái)，由于我國(guó)逐步加大了對(duì)于電網(wǎng)的建設(shè)，相應(yīng)地也使得中壓設(shè)備的需求量得到大幅度的增加。因此，廣大使用人員以及相關(guān)的制造企業(yè)也開(kāi)始普遍關(guān)注起中壓配電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)以及技術(shù)現(xiàn)狀，這也對(duì)中壓配電設(shè)備的發(fā)展提出了更高的要求。

1 現(xiàn)階段固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜在配網(wǎng)中壓領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

（1）固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜在城市住宅小區(qū)等中得到了廣泛應(yīng)用。對(duì)于中壓環(huán)網(wǎng)柜來(lái)說(shuō)，它的核心部分主要有兩個(gè)方面：一是負(fù)荷開(kāi)關(guān)，二是熔斷器。與此同時(shí)，中壓環(huán)網(wǎng)柜還具有以下優(yōu)點(diǎn)，不但具有較為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)以及狹小的體積，而且中壓環(huán)網(wǎng)柜的價(jià)格相對(duì)低廉。除此之外，中壓環(huán)網(wǎng)柜可以有效地提高供電參數(shù)，并適當(dāng)?shù)卦鰪?qiáng)供電的安全性。通過(guò)觀察中壓環(huán)網(wǎng)柜的發(fā)展現(xiàn)狀，可以發(fā)現(xiàn)額定電流的最高數(shù)值為1250A，一般情況下數(shù)值常為630A。對(duì)中壓環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行分類(lèi)，一般可以將其分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是空氣絕緣，另一類(lèi)是SF6 氣體絕緣，其主要用途在于進(jìn)行負(fù)荷電流的分合，短路電流的開(kāi)等，同時(shí)還可以起到一定的控制以及保護(hù)作用[1]。

（2）真空負(fù)荷環(huán)網(wǎng)柜可以形成良好的隔離斷口。對(duì)于空氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜來(lái)說(shuō)，它所使用的負(fù)荷開(kāi)關(guān)主要有以下四類(lèi)：第一類(lèi)是產(chǎn)氣式，第二類(lèi)是壓氣式，第三類(lèi)是真空式，第四類(lèi)則是SF6 負(fù)荷開(kāi)關(guān)。相較于空氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜來(lái)說(shuō)，氣體絕緣環(huán)網(wǎng)柜主要是將SF6 負(fù)荷開(kāi)關(guān)作為主要的負(fù)荷開(kāi)關(guān)。在環(huán)網(wǎng)柜中所使用的負(fù)荷開(kāi)關(guān)通常以三工位為主，分別是切斷負(fù)荷、可靠接地以及隔離電路。而在上述負(fù)荷開(kāi)關(guān)中可以實(shí)現(xiàn)三工位有以下三類(lèi)，一是產(chǎn)氣式，二是壓氣式，三是SF6 式。

（3）環(huán)網(wǎng)柜實(shí)際應(yīng)用方案得到了進(jìn)一步完善。一般情況下，環(huán)網(wǎng)柜主要以體積較小的外形為主，大部分的體積尺寸較小。由于這一特性，使得高壓開(kāi)關(guān)通常采取的負(fù)荷開(kāi)關(guān)多是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，并且配備有高壓熔斷器的負(fù)荷開(kāi)關(guān)。對(duì)于環(huán)網(wǎng)柜來(lái)說(shuō)，它在進(jìn)行正常電流的操作時(shí)主要借助于負(fù)荷開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行，并使用熔斷器進(jìn)行短路電流的有效切除，通過(guò)將這二者進(jìn)行有效結(jié)合，可最大化地進(jìn)行斷路器的替代。在進(jìn)行斷路器的替代時(shí)，只能在一定容量范圍內(nèi)進(jìn)行。隨著我國(guó)信息技術(shù)的快速發(fā)展，配網(wǎng)以及自動(dòng)化得到了很大程度的發(fā)展，斷路器逐步實(shí)現(xiàn)了小型化發(fā)展，斷路器也被廣泛應(yīng)用到環(huán)網(wǎng)柜中。良好的環(huán)網(wǎng)柜一般可以滿(mǎn)足以下工作：分別是維持正常運(yùn)行、進(jìn)行操作的有效維護(hù)以及進(jìn)行主回路驗(yàn)電等[2]。

2 固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的發(fā)展趨勢(shì)以及技術(shù)特點(diǎn)闡述

（1）固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的發(fā)展趨勢(shì)。SF6 氣體的電器設(shè)備在未來(lái)會(huì)減少使用，由于近年來(lái)我國(guó)配電網(wǎng)得到了迅速的發(fā)展，其技術(shù)裝備水平也得到了較大的提高。在中壓環(huán)網(wǎng)柜中，SF6 氣體得到了較為廣泛的應(yīng)用。從我國(guó)當(dāng)前發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，SF6 氣體是綜合性能最好的氣體。近年來(lái)，我國(guó)人民的環(huán)保意識(shí)逐步提高，并開(kāi)始意識(shí)到對(duì)于自然環(huán)境的保護(hù)。將SF6氣體廣泛應(yīng)用到環(huán)網(wǎng)柜中，必然會(huì)對(duì)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境造成一定程度的破壞，甚至還會(huì)影響到人們的身體健康?；诋?dāng)前環(huán)保層面來(lái)看，高壓電器制造行業(yè)的發(fā)展方向主要為減少使用SF6 氣體的電器設(shè)備。而這一發(fā)展趨勢(shì)，不管是我國(guó)的制造商，還是外國(guó)的制造商均預(yù)測(cè)到了這一點(diǎn)，并相繼進(jìn)行了固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜產(chǎn)品的有效開(kāi)發(fā)[3]。

（2）固封極柱技術(shù)得到了有效應(yīng)用。固體絕緣指的是主絕緣體一般使用的材料為環(huán)氧樹(shù)脂材料，而真空介質(zhì)主要采用的是滅弧介質(zhì)。為了有效地達(dá)到分、合負(fù)荷電流等功能，需要需要進(jìn)行對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行操動(dòng)，并最大限度地達(dá)到對(duì)供配電系統(tǒng)的有效控制，進(jìn)一步保護(hù)機(jī)械設(shè)備的安全性以及操作人員的人身安全。通過(guò)進(jìn)行固體絕緣的使用，可以有效縮短開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部相間以及對(duì)地的安全絕緣距離，并使空氣絕緣的距離得到縮短，使其數(shù)值從125mm 縮短至幾個(gè)毫米。如果不進(jìn)行SF6 氣體的使用，體積會(huì)發(fā)生一定的變化，與之前的C—GIS相比，現(xiàn)在的體積更加小型化。與此同時(shí)，使用結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以有效地減少機(jī)構(gòu)部分的零件個(gè)數(shù)，使得機(jī)械設(shè)備的可靠性大大增加[4]。

（3）固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的技術(shù)特點(diǎn)。該產(chǎn)品的主要競(jìng)爭(zhēng)有以下兩種，一是采用SF6 開(kāi)關(guān)的空氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜，二是SF6 氣體絕緣環(huán)網(wǎng)柜。將環(huán)保要求除外對(duì)以上兩種產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)固體絕緣的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下方面：第一，外殼構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜由于取消了壓力氣箱部件，并同時(shí)取消了壓力表、充氣閥門(mén)等有關(guān)氣體的零部件，這使得環(huán)網(wǎng)柜的可靠性大大增加，減少了后期的維護(hù)成本，從而使得開(kāi)關(guān)額定運(yùn)行工況有效提高。第二，在回路開(kāi)關(guān)中，主開(kāi)關(guān)配備隔離部件，并且斷口可以有效地看出，并且可以使得電網(wǎng)安全運(yùn)行規(guī)程的有關(guān)要求得到最大化的滿(mǎn)足。第三，通過(guò)了解固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的應(yīng)用情況，可以發(fā)現(xiàn)這一設(shè)備在寒冷以及高溫地區(qū)得到了較為廣泛的應(yīng)用，說(shuō)明固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜對(duì)于環(huán)境的要求較小。固體絕緣柜的外絕緣主要采用的材料有兩種，一種是環(huán)氧樹(shù)脂套筒，另一種是絕緣筒。通過(guò)這兩種材料的使用，有效地降低了SF6 氣體在寒冷地區(qū)發(fā)生的液化冷縮現(xiàn)象，也減少了由于高溫地區(qū)發(fā)生膨脹所產(chǎn)生的不利影響[5]。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，基于我國(guó)目前固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜技術(shù)更加完善，它彌補(bǔ)了空氣絕緣以及氣體絕緣環(huán)網(wǎng)柜所存在的缺陷，并且可以應(yīng)用到特殊的場(chǎng)合之中，比如具有較高海拔的地區(qū)以及污穢較嚴(yán)重的地區(qū)。通過(guò)進(jìn)行固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的使用，可以有效地推動(dòng)我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展，從而促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。