环保型固体绝缘真空环网柜在配电网中进行研究与应用

中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：

目的和意义

巴彦淖尔电业局通过配电网多年运行经验和对比国内外一些先进设备的基础上，从配电网运行实际情况出发和对环境保护要求的考虑，经多方对比，确定在2013年引入环保型固体绝缘真空环网柜在配电网中进行研究与应用。

与传统的环网柜及电缆分支箱相比，环保型固体绝缘真空环网柜各方面性能得到显著提高：

采用可视化绝缘设计，通过增加独有的观察窗，实现对隔离刀闸三个工位的直接观察，同时配备了来电显示窗。采用全金属外壳设计，并且在各个主要部件之间都做到了相对绝缘。配备了经过KEMA测试的电弧隔离外壳。具有高度的安全操作性，确保操作人员人身安全。

采用一个熔断器和一个智能型继电器相结合的方式来实现对馈践保护，与传统的熔断

方式保护相比，具有更好的安全性和灵活性。

设计简洁紧凑，是同类环网柜中体积最小的产品之一，节省空间。

采用固体绝缘，绿色、洁净、不含任何有毒（SF6等）气体。绝缘介质使用

清洁、干燥的空气，开关灭弧介质采用真空，真正做到了能源使用的可持续化发展。

环网柜的所有一次主电气部件和机械装置都安装在全封闭的金属外壳中，

有效地防止了灰尘、湿气以及其他不利的环境因素对运行的影响。机械装置不使用任何的剂，在不违背安全操作的前提下可做到免维护。

可提供二到六单元的标准柜型及可扩展柜型的产品。方便用户进行线路的

扩展及增加计量等功能。

可在全自动化的电力网络中使用，系统具有很多的可选组件，以适应不同

需要的远程信号传输和控制。这些组件都是以标准模块的形式提供的，以便于在以后的实际改造中简单方便的进行组合。所以不必担心因为系统的控制、显示或者通信标准等过于陈旧而落后。

这些突出的特点使其能够非常完美的满足不断变化的配电系统要求。

产品应用后可以：

使电网配电系统运行更加稳定，操作更加安全。

制定相应的满足内蒙地区运行需求的环网柜技术规范。

在使用中寻找新问题，发现其优、缺点，完善相应的规范标准。

解决固体绝缘环网柜和SF6环网柜在使用过程中的不同习惯，为以后大面

积推广及替代使用打好基础。

为满足将来的智能化电网改造做好准备。

国内外研究水平综述

目前巴彦淖尔电业局配电环网柜使用现状是：

1、使用简单的电缆分支箱或π接箱。这种方式控制不方便而且操作起来十分不安全。技术非常落后，不利于电网自动化的建设和改造工作。

2、老式SF6气体绝缘方式的环网柜。这种环网柜因体积过大，进出线较多，运行过程中经常发生气温过高，开关犯卡等现象，给运行维护带来诸多不便从而影响到供电的可靠性。同时SF6气体具有极强的温室效应并属于有毒物质，一旦泄露并排放到大气中污染及其严重。而且不利于维修维护，还要安装额外的气体检测装置，增加费用。

针对上述存在的问题，本项目采用新一代环保固体绝缘环网柜技术的产品，这种环网柜不含SF6等有害气体，无污染，绿色环保，无漏气爆炸和内部燃弧的隐患，具有更高的安全性、操作性、绝缘性能高、体积小、容量大、整体强度高、免维护等明显特点。使电网配电系统得明显的改进及可持续的发展。提高供电的质量。

巴彦淖尔电业局在十二五电网规划中，严格按照公司2011年82号文件要求，在设备使用上一定超前考虑和设计合理，所以推广使用绿色环保型产品是现在及未来的发展趋势，环保型产品必将取代污染性产品，固体绝缘环网柜全部采用能够被自然环境所接受的材料制作，不含SF6气体，真正做到了能源使用的可持续化发展。具有较强的实用性，并可应用于公司所属各供电单位。因此，具有很好的应用前景和推广实用价值。

项目的理论和实践依据

固体绝缘环网柜是一种集外固封、绝缘母线及组合单元小型化三种技术于一体，开关及高压带电部件采用环氧树脂进行整体浇注，以环氧树脂固封作为带电体对地及相间的绝缘的新型配电设备。固体绝缘环网柜具有不排放任何有毒物质，无漏气爆炸和内部燃烧的隐患，具有绝缘性能高、体积小、容量大、整体强度高、免维护等特点。可根据不同配置，实现开断负荷电流、开断短路电流、双电源进线手动/自动方式切换、电流速断保护、小电流接地系统单相接地保护、通信等功能。

真空技术特点

伊顿作为真空技术领域的领导者，继承了西屋及霍力克悠久的真空灭弧室创新能力。

作为真空技术领域的开拓者，拥有超过90年的技术经验。第一只真空灭弧室于1967年率先推出，用于15kV-12kA 开关系统。

伊顿首家开发出铜铬合金触头及内屏蔽的专利技术。

伊顿为接触器开发的真空灭弧室可以达到250万次的操作寿命。

超过500万只的各种类型真空灭弧室已成功应用于各种电网环境中。

全球几乎所有的高端电气设备厂商都是我们真空灭弧室的客户。

固体绝缘特点

超过60年的固体绝缘设计经验，以及数十万固体绝缘产品在全世界范围内的成功应用，无任何绝缘老化问题。

90年代开发出全固封技术，高热导性能，高电气绝缘性能，低潮气渗透性能，高爬距设计，高机械强度，优化的电场控制性能，单相固体绝缘母线设计，避免相间对地等严重故障的产生，母线扩展可选。

三工位隔离开关

手动操作三工位开关: 母线, 隔离, 接地位置

机械位置指示

可视观察窗

隔离断口的可视化设计，确保操作人员的人生安全

与主开关机械互锁，确保安全可靠的操作

每个位置可配置辅助开关，提供就地或远方的指示信号

项目研究内容和实施方案

研究制定固体绝缘环网柜的技术可靠性。

研究制定固体绝缘环网柜的安全可靠性。

研究制定固体绝缘环网柜的环保可靠性。

研究制定满足内蒙电网地区运行需求的固体绝缘环网柜技术规范。

研究制定巴彦淖尔电业局巴彦供电分局配网智能化改造配电环网柜标准。

[技术路线]

1、产品外观

2、真空灭弧技术

纵向磁场

Xiria环网柜中灭弧室均采用伊顿自有品牌高品质灭弧室。

采用纵向磁场灭弧技术

3、绿色环保-固体材料+干燥空气

复合绝缘技术:

采用环氧树脂, 铜, 钢等拆除后易于识别

无 油, SF6 气体

无 污染运行

4、可视安全性-工作位置

工作位置

进线通过电缆头---灭弧室---三工位开关---母线，完成送电。

可视安全性-接地位置

接地位置

进线通过电缆头---灭弧室---三工位开关---接地点，完成接地检修状态

6、操作面板

技术参数

紧凑型设计适合6单元以内的灵活组合，负荷开关，断路器单元可以任意组合于2至6单元的共箱体中。

适合智能化升级，在产品设计中预留了遥信，遥测及遥控等应用于智能电网馈线自动化及负荷管理的功能。

自动化升级

远方合闸/分闸

每个开关位置的辅助触点

互感器测量信号

可选附件

带辅助触点的脱扣指示器

故障指示器

电流表

预期目标和成果形式

在巴彦淖尔地区中选择五处架空与电缆线路使用环保型固体绝缘真空环网柜。主要解决过去环网柜老化、运行温度过高，对环境影响等诸多问题，通过先进的开关设备的应用，推动智能化配网的进一步发展。

合作单位或依托工程单位落实情况

北京京弘中晟电力设备有限公司承诺愿与巴彦淖尔电业局合作完成关于5台环网柜的安装说明：

巴彦淖尔电业局配电线路

1、921东元I回线1台，922东元II回线1台，962新区线1台，3台带电压互感器两进两出型《新一代环保型固体绝缘真空环网柜》的改造安装、调试等工作。

2、921镇北线1台、925镇中线1台，2台带电互感器两进四出《新一代环保型固体绝缘真空环网柜》的改造安装、调试等工作。

安装过程全部按照国际和内电公司2012年82号文件要求进行施工，安装过程要全面考虑现场运行情况和周围环境，实现全绝缘化、免维护，封闭运行。