SF_6环网柜的现状与改进措施

SF_6环网柜的现状与改进措施

汪丽楠郭瑞佳

乐星产电(大连)有限公司辽宁省大连市116600

摘要：在城区配电网电缆化的发展进程中，SF_6环网柜（欧式）作为环网供电节点，因其具有全绝缘、全封闭、免维护、尺寸小、安装方便灵活等特点而得到广泛应用。但是，随着环网柜应用数量的不断增加，环网柜发生故障的情况也逐渐增多。基于此，本文主要对SF_6环网柜的现状与改进措施进行分析探讨。

关键词：SF_6环网柜；现状；改进措施

1、SF_6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SF_6气体，SF_6气体化学性质非常稳定，具有优异的绝缘和灭弧性能，SF_6气体绝缘环网柜体积小，结构紧凑，适应性极强，但SF_6是国际公认的六种温室气体之一，从环境保护的角度考虑，SF_6的使用会受到越来越多的限制。另外，SF_6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。

SF_6气体绝缘环网柜结构分为两大部分：

(1)充气的密封箱体部分；

(2)控制室、电缆室、框架、泄压通道的不充气部分。

高压主回路置于充气的密封箱体内，机构室位于正面的上方，电缆室位于正面的下方，泄压通道位于后下方，进出线采用全屏蔽电缆终端。

SF_6气体绝缘环网柜的主要特点有：(1)全密封、全绝缘。所有高压带电部分全部密封在充满SF_6的气箱内，不受污秽、潮湿、盐雾等外界环境影响。(2)模块化设计。采用模块化设计，其基本模块负荷开关模块、负荷开关-熔断器组合电器模块、隔离开关-断路器模块及其他特殊功能模块任意组合，任何模块之间均可利用硅胶母线连接器实现任意扩展和连接。(3)柜体尺寸小。密封箱体内充以SF_6，使高压回路结构更紧凑，限流熔断器也向小型化发展，两者结合，固体越来越小。现在市场上SF_6气体绝缘环网柜应用较广，代表产品有ABB公司的SafeRing/SafePlus、西门子公司的8DJH等。

2、存在问题

(1)进口SF_6环网柜价格偏高，难以得到大部分用户的认同。

(2)由于SF_6环网柜紧凑型的设计思路，因此母线间距离和刀闸开距远比空气负荷开关小。在环网柜的使用过程中，若存在备用的馈线回路，由于已运行母线的影响，馈线回路断口会有电压存在。因为已运行的母线对馈线回路的动触头将产生磁场和电场作用，此时馈线回路必须接地。而大多数用户在安装备用回路电缆时习惯将开关操作到分闸状态，厂家也并没有在相应资料上强调这一点，所以极易引起事故。

(3)部分绝缘和密封的环网柜对环境的适应能力较差，必须增加加热器来防止潮湿和凝露。

(4)操作机构应尽量简单化，尤其对于负荷开关一熔断器单元，简单意味着更可靠。

(5)柜体及电缆安装、柜体更换和加装元件应尽可能简单、方便。由于大部分安装工作由供电局或用户完成，而他们本身的技能又参差不齐，因此会使他们在安装工作中易出错，从而导致事故的发生。

(6)部分二工位开关仍然存在。

(7)如何降低从进线柜取电压信号和操作电源的成本。

3、改进措施

3.1进口产品的本地化生产

3.1.1整柜本地化

部分进口供应商已采用国外管理及制造工艺在中国生产整柜，即从气箱到饭金件均在国内制造，配件也尽量采用国产品牌。

3.1.2部分本地化

目前大部分进口供应商采用气箱及重要配件进口，而饭金及其它辅助配件国产化。该方式最受国内用户欢迎。首先在气箱、电缆附件、HRC熔断器、带电显示器、自带电源型保护装置等重要部件上依然采用进口，保证了自身产品的质量可靠性和品牌的声誉。其次采用国内供应商提供的合格产品，大大降低了其成本，所以在性价比上，这类供应商在市场上已抢占了先机。其中最具代表性的-J商有Sehneider和F&G。

3.1.3本地化生产的范围

由于国内供应商大量采用国外先进生产设备和自身生产制造雄力的提高，所以笔者以为环网柜的饭金件、户外箱、PT、CT(特殊保护用CT除外)、电气元件、避雷器、母线、马达、故障指示器、整流模块、双电源自投装置、SCADA系统等均可国产化。

3.2做好技术支持

由于各厂家的气箱设计均已定型，因此短期内改变其设计缺陷不太现实，而此时技术支持工作将在产品销售中扮演重要角色，优秀的技术支持能与客户建立一种良好的信任关系。技术支持不仅限于对产品本身，更重要的是具有电力系统及其工程方面的知识和经验。好的解决方案，为满足用户要求而开发的新产品，解决用户在工程中遇到的实际困难等，都能直接为用户带来经济效益。

3.3做好故障防范措施

（1）大截面电缆进入环网柜时必须固定。进入环网柜的三芯电缆，要用电缆卡箍固定在高压套管的正下方，否则电缆会对套管产生扭曲力或拉力，长时间受力会破坏套管和柜体的密封，使SF_6气体泄漏、套管产生裂纹导致高压短路。要尽量使电缆各相线芯垂直对称、不扭曲，分支手套应尽量靠下安装，电缆卡箍位置也要尽量靠下，离套管垂直距离应达到750mm。在施工过程中，把电缆从环网柜基础下穿入环网柜电缆小室内时，应锯掉因敷设电缆牵引时受损的电缆端部，然后进行核相确定相位，并扭正电缆进入环网柜的角度，使三条缆芯对正套管。如果电缆倾斜角度过大，应重新将电缆退回电缆井，调整好角度后再穿入环网柜并用电缆卡箍固定。

（2）在进行电缆的分相处理时，要先用电缆卡箍固定电缆分支手套下端，然后修整电缆线芯的长度。将L2相对正L2相套管，L1与L3相从根部先稍微向外弯曲，再向上垂直对正套管。拧上双头固定螺栓，将端子先挂在套管上，比照电缆长度，锯去多余电缆线芯。一定要保证电缆三条线芯长短合适、平齐，避免套管受力及电缆端子与套管端面接触不良。如果电缆没有固定，就修整电缆线芯的长度，否则电缆线芯的长短就没有一个基准点，就会出现偏差。因此，先固定电缆这个步骤很重要。

电缆剥切环节工艺要注意以下几点：剥切尺寸必须按照电缆T型连接头厂家的工艺要求及配套工艺尺寸；必须注意剥切外层时不能伤及内层；要绝对避免缆芯绝缘上出现纵向划痕，以免出现内部爬电现象；一定要使用厂家配套的专用清洁纸，尽量避免使用工业酒精等其他清洁剂；安装用润滑膏建议使用聚氟醚类制品，因其不会与硅橡胶发生任何反应，能长期保持密封、绝缘性能，避免使用硅脂类润滑膏，因其与硅橡胶之间因互溶干涸而易造成界面爬电的危险。

4、结语

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。

参考文献：

[1]李国民.环网柜替代中置柜的优点及其应用[C]//上海市电气工程设计研究会2009年学术年会论文集，2009.