环网柜在配电网中的应用

环网柜在配电网中的应用

陆宏涛

杭州电力设备制造有限公司萧山欣美成套电气制造分公司 310000

摘要：本文简要介绍了环网柜的类型和性能，根据分销应用中环网柜的现状进行总结，并结合以往的研究成果，深入研究其各自的内容，为分销网络中环网柜的实施提供参考和帮助，提高配电网应用的效率，更好地满足配电网中的实际运行需求，为中国社会经济的发展和进步打下良好的基础。

关键字：环网柜；配电网；有效性

引言

随着市场经济的发展和科学技术的提高，在城市供电中的光缆供电技术已成为目前城市供电网络发展的主要趋势，环网柜因其经济效益和安全可靠，成为了配电网中电缆供应的首选形式。随着中国城市配电网的发展，环网柜设备在用户用电方案中的所占份额也愈来愈大，因此用作环网柜主要设施的环网柜也日益引起了用电领域和使用者的广泛关注。环网柜主要用作配电价格线上的开关站、环网室、配电站、预先准备箱式变电站等，数量大，品种多。

一、环网柜的种类和性质

环网柜的类型划分主要根据负荷开关的种类。根据负荷开关的名称，负荷开关属于一个配电装置，处于断路器与剩余电压断路器的中间，灭弧装置结构简单，能够在过载电压与额定负载电流间转换，且无法断开短接电压。与剩余电流断路器比较，环网柜开关结构有着突出的使用优点。在负载开关中可以发现，由于采用了特殊设计的灭弧装置大大提高了电源的稳定性，因此环网的主柜也有了一个非常简单的开关方案。在使用环网柜设计时，熔断装置（高压）与低压的负载开关都能够连续接通，实现了断路器的功能，并且售价也比较便宜。过载电流和短路电流都由熔断器切断，而负荷电流则由负荷开关截断，可减少配电装置的成本，并便利于操作与维护。不过因为环网柜的效率在很大程度上受负荷开关性能因素的影响，所以环网柜的发展也就相当于负荷开关的发展趋势。所以，下文中将着重推荐一些不同类型的环形网柜。

1.1产气式环网柜

上世纪八十年代和九十年代，主要采用气环柜。而负载开关中的灭弧器件则是另一类专门用来制造固态气体的材料，如有机玻璃等。在大电流电弧的影响下，将固态产气物分解成气体而灭电弧。由于充气开关分、合闸操作电压的增加，焊接电弧温度明显提高，更多气体分解，灭弧效果更加显著。而气体分合闸的操纵开关，在实际使用中能够通过分合闸控制大电流，而小电流下分合闸的操作能力则较差。另外，作为制造固体气体的基础材料在实际应用过程中也会不断耗能，所以很难判断具体的耗能时间。

1.2压气式环网柜

该型环网柜开关使用时属于压缩空气负荷开关，可利用压缩空气操作和压缩空气活塞进行操作，实现汽缸吹弧和压缩的目的，延长电弧后可在小电流点熄灭电弧。

1.3真空环网柜

目前，我国对环网柜的技术指标较高，但使用并不普遍。这主要和下面两种原因相关：一方面，由于真空开关的工作原理很复杂，因此一旦采用了品质较差、产量少的原料和技术落后的生产工艺，产品设备的品质将达不到有关标准规定；另一方面，运行和维修都十分麻烦，因此，真空环网柜检测技术和维护问题不能得以有效解决。

1.4SF6环网柜

在实际应用中，环网柜具有性能先进、运行可靠、无充气、无维修问题等优点，被广泛应用。但在实际应用中仍存在着一些问题。一是组合上不够灵活，虽然能够从厂家所提供的方案中选择，却又无法满足消费者的不同需求；第二，老楼宇的设施无法更新；三是电缆头等特殊配件成本昂贵；四是对设施安装要求严格。一旦安全技术缺陷，将很难达到理想的使用效果。

全充气环网柜的组合通常不够灵活，因此半充气环网柜主要应用在家庭配电网中。而零点五充气环网柜通常带有单独的气囊，以方便展开和更换。由于国内外厂商对高负载关键技术的逐渐消化，许多室内环网柜的品质和数量均有了明显提升。不过，目前的10kVSF6环网柜市场，仍以ABB和施耐德等为主。

二、SF6环网柜在实际应用中存在的问题

2.1机构问题

主配电价格公司为对交流变压器的维护，通常选择用在负荷开关与熔断装置中间的额定容量组合柜方式，用负荷开关首先截断负荷电流，接着再用熔断器同时切断短路电流与过载电流。在苏州配电网上进行的完整充气环网柜中，由于有熔断装置和负荷开关而无法正常安全分闸，由此造成了故障变压器装置保护装置无法关闭，由此导致变压器装置安装保护故障的范围扩大，而装置损伤面积也巨大。从而导致故障变压器装置无法关闭，从而使得变压器装置故障的范围进一步增大，而装置损伤面积也更加巨大。事故起因是遥控的操作机构拉动行程过大，造成保护套管遭受巨大冲击力，而无法使全负荷的开关式机构完成手动动作。不过，也可采用调节开口内导线和螺丝母的密度来克服这种问题，同时，将主变压器熔断器的模拟实验也包含在检验过程和操作前的一个必要实验中。

2.2SF6泄露问题

如环网柜由于密闭不严，很易引起气体泄露。而目前，由于许多国家采用过的零点五充气环网柜在结合实际过程中没有气压指示，因此尽管进口装置的密闭效果好，但在实际操作过程中仍会发生气体泄漏现象。如果缺乏适当的气体检测设备，则用户将很难及时发现气体泄露，而且产生了很多的潜在事故，尤其是在低环主柜零位计算的效率方面。而且，由于这种产品多数都是手动机构，操作者必须和装置人员面对面工作。当事故出现时，通常都会产生极其严重的结果。

2.3均压罩材质问题

在半充气环网柜中，当连接电缆头时距离不够的问题通常可以通过使用盖子来调平电压来克服。但是，在实际使用中，由于铝合金材料均压罩很易受到外部环境的影响，如潮湿等。因此尽管加装了防水的冷凝加热器，但在潮湿地方还是很难取得理想的使用效果。尤其是在20mm的配电网中，均压罩的锈蚀问题十分严峻。经检测，由于问题未及时处理，在腐蚀后所产生的腐蚀物质或尘埃，会导致压力涂层表面电荷分配的不均匀，因此无法达到压力效果。同时，随着压力盖间隙的逐渐减小和与周围空气温度的极大差异，可在对安全气囊底部空气的仔细观测和检测过程中发现，会形成更多的空气冷凝。在随后的移动之后，这些冷凝液将直接返回压力盖，然后下部的环氧型材料也将浸泡液中，这样就将产生电气腐蚀和放电等问题。当放电现象产生后，气压罩内部以及安全气囊下部的表面绝缘层也将产生放电。

三、固体绝缘环网柜

现阶段，固体绝缘环网柜在智能配电网工程中有着很大的使用价值，甚至可以取代传统环网柜完成电力控制系统的职责。该环网柜在安装使用过程中，对周围环境的不良影响也相对较小，应用的安全和可靠性也都十分理想。所以，采用该环网柜的家庭配电网故障和异常危险性一般都相当低。块状绝缘环网柜的基础结构通常包含了分支母线保护、绝缘与接地开关、主母和灭弧室（真空）等。在将这些设备内部材料以一种简单组合方法处理后，再进行经过包装的外部处理（常用的包装绝缘材料为环氧树脂）最后，再将包装材料放入于密封绝缘中，并使用保护层（导电和半导电）的模块所覆盖后，与该模就可以直接进行相连。因此虽然环网柜具有可再生、免维修、结构简单致密、性价也比较高的优势。但是由于生产工艺复杂、生产成本高等的问题，目前在中国还不能完全使用。因此科研人员应该加大在这二个方面的研发，以进一步提高刚性绝缘环网柜的生产效率。

四、结束语

环网柜在配电网中的使用很普遍，但在实际使用中却出现了若干问题，如气体微水含量、泄漏、机理、涂层分类材料等。必须根据基环的实际用途选定基环，以尽量减少对环网柜实际运营环境的影响，以更好地适应中国城市配电网的现实运营需求，并最大限度地实现其使用价值，以推动中国社会经济的发展前进。

参考文献：

[1]车日全.环网柜在配电网中的应用[J].通信电源技术，2018(12)，12(35)，127-128

[2]王加臣，吉玉雯，鲁晔.浅谈环网柜在配电网中的应用[J].电力安全技术，2010，7(12)，62-63