固体绝缘环网柜的电气标准、产品结构及技术

郭丽慧

摘 要：固体绝缘环网柜是我国电气设备中的一项重要组成部分，在社会经济的建设和发展过程中发挥了重要的作用。在电力设备中，SF6是一种优异的灭弧和绝缘介质，应用比较广泛。但是，在SF6的应用的过程中因为是温室气体，所以会受到环境因素的影响。我国电力行业的迅速发展和电力技术的不断进步，促进了固体绝缘开关柜技术的发展。

关键词：固体绝缘；环网柜；电气标准；产品结构；技术

中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）5-0083-02

固体绝缘开关柜的主要的绝缘介质是固体绝缘材料，属于电力设备开关柜的一种。在我国电力技术的过程中，固体绝缘开关柜是一种具备全绝缘和全密封性的模块，可以再次进行组合或者扩展。主要的组成部分是真空灭弧室、隔离开关、电导连接、主母线和分支母线和接地开关等，单一的主导回路或者组合的回路应用固体绝缘介质包覆封装而成，具有一定的功能。这种固体绝缘环网柜，最大程度的保证了人身安全，具有紧凑的尺寸、较强的环境适应能力和环保等优点。

1 固体绝缘环网柜的电气标准

1.1 固体绝缘环网柜的发展现状

按照我国电力技术的规定，对固体绝缘环网柜具有一定的限制，额定电压等级必须保证是12 kV。另外，固体绝缘环网柜的额定电流等级也被规定为630 A和1 250 A。目前，我国电力市场中应用的固体绝缘开关柜设备，大部分都是12 kV的额定电压等级，630 A的额定电流。近些年，固体绝缘开关柜设备的研究技术不断的提高，日本的东芝公司对固体绝缘开关柜设备的研究获得了明显的效果，固体绝缘开关柜的开发已经达到了36 kV的电压等级。从这种情况来看，这种固体绝缘开关柜仍然具有一定的市场，

随着固体绝缘开关柜技术参数等级的不断升高，人们不断的研究和探索，固体绝缘环网柜的应用技术不断的完善，发挥更好的应用效果，在以后的电气市场中具有良好的市场前景。

1.2 固体绝缘环网柜的结构形式

目前，按照布置方式的不同，固体绝缘开关柜可以分为两种。区分的主要依据，是按照三相正面的布置方式划分。目前，第一种固体绝缘开关柜，是我国电力设备市场中的主流方式，属于左中右的方式，布置的时候按照三相左中右。这种布置方式，具有良好的效果，得到了广泛的应用。在我国的电力设备市场中，第二种固体绝缘开关柜，是按照开关三相前中后布置的，应用相对来说比较少，属于前中后方式。按照固体的绝缘开关柜中的三相是否分离对固体绝缘开关柜进行划分，也可以划分为两种。第一种是分相式，可以避免故障，最大程度的保护了固体绝缘开关柜中内部燃弧的安全；第二种固体绝缘开关柜是整体式，主要的方法是进行涂敷，涂敷应用的材料就是固体绝缘材料，主要的涂敷对象是地层屏蔽层。

2 固体绝缘环网柜的产品结构

固体绝缘环网柜的产品结构，主要是屏蔽层、隔离开关和接地开关等组成，下面主要对屏蔽层和隔离开关，对固体绝缘环网柜产品的结构进行分析。

2.1 屏蔽层

按照一定的技术条件，屏蔽层可以被定义为，“一种人可以触及的模块，属于导电层或者半导电层，在整个表面涂覆了固体绝缘材料，可以直接接地，具有一定的可靠”。屏蔽层表面被涂覆固体绝缘材料，处于导电层或者半导电的属性，可以直接的可靠接地，发挥了重要的作用。例如，如果应用分相设计的方法实现对固体绝缘开关柜的设计，就可以实现隔离，在三相之间应用环氧树脂，并且在固体绝缘开关柜的表面涂覆接地层屏蔽层。所以，在固体绝缘环网柜的应用过程中，可以避免故障的发生，最大程度保证环网柜中的运行安全。而且，在固体绝缘开关柜中设置屏蔽层，可以有效的提高固体绝缘环网柜的环境适应能力，有利于固体绝缘环网柜的免清理维护。

2.2 固体绝缘隔离开关

固体绝缘隔离开关是固体绝缘开关柜中的重要组成部分，隔离开关包括很多不同的断口绝缘形式。例如，SF6断口、空气断口和真空断口等。我国的固体绝缘开关柜设备中，主要是应用空气绝缘和真空绝缘两种隔离断口形式。空气绝缘隔离开关的在固体绝缘开关柜中的应用，与传统的空气绝缘隔离开关存在一定的差异。相对于直接裸露在空气中的传统空气绝缘隔离开关来说，固体绝缘开关柜中的空气隔离开关受到外界环境的影响比较小，自身的环境适应能力比较高。目前，在我国的电力设备使用中，固体绝缘空气隔离开关的技术相对比较成熟，得到了广泛的应用。因为有较高的用户接受度，所以仍然是市场的主流。而固体绝缘开关柜中的真空断口隔离开关，只能应用SF6和空气实现绝缘和隔离的作用。

3 固体绝缘环网柜的技术

固体绝缘技术的应用，是在主导电回路中应用固体绝缘材料进行包覆，封装之后形成一个封闭的模块。固体绝缘材料不仅可以实现对不同电位主导电体电气的隔绝，还具有一定的支撑、散热和连接等重要的机械作用。应用固体绝缘技术的过程中，要实现对固体绝缘材料的严格控制。例如，在选择固体绝缘材料的时候，技术人员应该对固体绝缘材料的环境适应性、收缩率、导热性和玻璃化温度等特点进行综合的考虑。目前，固体绝缘开关柜作为绝缘和支撑的材料主要是环氧树脂材料；实现固体绝缘开关柜的界面绝缘和作为缓冲层的材料，主要是硅橡胶材料。技术人员在对固体绝缘结构进行设计的过程中，不仅要满足固体绝缘开关柜的工艺、组装和维护等，还应该采取有效的措施进行优化。例如，在固体绝缘柜中设置屏蔽，或者优化电级和电极结构行等。保证电场分布的合理性，才能提高绝缘介质的绝缘强度。在这个过程中，实现对固体绝缘开关柜的设计，需要注意屏蔽层和局部放电的要求。

瑞士的一家公司在1967年成功的开发出了环氧树脂压力的凝胶工艺。该项技术在20世纪70年代初的时候，得到了进一步的完善，形成了环氧树脂自动压力凝胶成型技术。随着科技信息技术的不断进步，环氧树脂自动压力凝胶成型技术也逐渐成熟，不断有公司开发出新的产品。环氧树脂自动压力凝胶成型技术的应用有效的解决了固体绝缘柜产品中出现的问题。例如，产品质量不稳定和材料性能不合格等，为固体绝缘开关柜的发展奠定了良好的技术基础。例如，对固体绝缘环网柜的研制过程中，技术相对比较先进的是日本的东芝和日立公司。这些公司对固体绝缘开关柜所应用的固体绝缘材料和浇注工艺进行了比较深入的研究。美国和德国等公司都对固体绝缘环网进行了不同的研究，一些公司已经推出了其它系列的固体绝缘开关柜产品。

4 总 结

固体绝缘环网柜技术是我国电力技术发展中一项重要组成部分，已经被列入国家电网公司的“十二五”规划中，具有良好的应用效果，其发展趋势大受业界关注。同时，固体绝缘环网柜与自动化设备配合，实现：遥测、遥信、遥控等功能，可广泛的应用于配电自动化网络中。

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