10kV配电环网柜设计要素分析

黄国斌

摘 要：随着国家经济发展和技术的进步，城市的用电量日渐增大，所以城市用电安全受到相关部门的重视，将用电安全设计作为重点研究对象。城市中主要采用电缆供电，所以环网供电成为城市中可靠、经济的配电网络形式。城市的发展使环网供电方式越来越受到关注，在生活中实用的比例越来越大，其中环网柜、配电柜的运行安全也十分重要，更多的专业人员参与到其安全性和可靠性的研究中，希望能够找到一个合理的设计配电环网柜的方法。

关键词：配电环网柜；配电柜；设计；要素分析

针对10kV配电环网柜的设备技术规范，文章提出最低限度的技术要求，并且对细节做出规定，也将设计中的不完善的地方进行规范。确保其安全稳定、运行可靠，不仅关系到电力企业的供电顺利，也是电力系统运行的一个重要条件。随着我国的经济发展，城乡的供电负担会越来越大，环网型供电技术具有独特的优势，并且在现实生活中发挥着重要作用。根据电力局收集到的数据总结出来10kV配电网运行的可靠性最低，所以文章主要介绍其设计中需要注意的地方。

1 环网柜的特点及分类

1.1 环网柜的特点

目前我国的配电系统中，配网10kV环网柜的应用十分广泛，经常使用在城市大型公共建筑、居民的高层建筑、住宅小区甚至工厂中，在负荷中心的配电站或者箱式变电站中。之所以有10kV配电环网柜的运用如此的广泛，主要还是因为它拥有其他设备没有的优点。首先设备的端口清晰可见，可以快速确认开关状态，在出现问题的时候可以及时作出相应的反应，方便检查出现的地方，同时对电路有良好的保护作用，保护电网维护人员的生命安全，方便其检查和维修工作。而且环网柜可以采用全封闭式结构，能够完全绝缘，避免对周边的环境或者人造成伤害，也可以设置在任何地方，不受外部环境影响。环网柜内的排布十分紧密，因而环网柜比其他的电气设备的部件体积要小得多，单位体积内能够装载更多的线缆，非常有利于提高土地利用率。其设备部件的组成和安装十分简洁，有利于安装工作，方便施工人员操作，并且具有可靠性和安全性，运行的后期维护工作量也十分小[1]。

1.2 环网柜的分类

环网柜一般分为SF6绝缘和空气绝缘两种，用于分合负荷电流，开断变压器空载电流及短路电流，在一定距离内对电缆线路、架空线路重点电流具有一定保护和控制作用，是供电系统和终端供电的重要开关设备。柜体SF6绝缘的复合开关为SF6式，配空气绝缘的负荷开关主要有压气式、产气式、真空式三种[2]。

2 环网柜问题

在工作人员长期的工作中观察，发现并总结出环网柜的使用过程中出现的问题，针对这些问题，设计的时候应该注意避免。首先柜体内经常由于温差的问题，产生凝露，产生的凝露不仅影响美观而且会影响环网柜的正常运行。而且有部分的洞口处经常会有小型动物出没，容易造成短路、跳闸等事故，影响周边地区的用电顺利[3]。采取传统的封堵措施并不能根本解决问题，还是存在材料腐蚀电缆、不适应室外潮湿，或者在极冷、极热的情况下受潮失效及温度高时渗油等现象出现。而且二次施工本身对线缆就会造成不利影响，加上柜体内没有进行相应的保护措施，没有专门的人员针对卫生情况进行处理，造成垃圾的堆积[4]。

3 配电问题分析

3.1 电缆连接问题

在实施设备安装的时候，电缆的连接问题是运行过程中产生问题的主要原因。我国目前使用的进口电缆类型依然是连接器和共箱式环网柜，这两种都是引进的欧洲国家的设备，其采用单芯电缆，使用起来十分方便，对安装的条件十分低，没有电缆对套管扭转力矩的顾虑，套管终端装置的贴合性能够有保障。能够最大程度上发挥设备性能，降低热故障的可能性[5]。

国内传统设备是三芯电缆，其固定很困难，电缆外的保护套并不能使中间电缆结构稳定，会产生电缆对套管扭转力矩。所以大多数电缆在安装的时候需要克服摆动，对各单相进行固定，连接后，使其稳定性提高。因此，在进行固定前应该施加相反的扭动力，在安装完毕以后，因为外部的扭动力的产生渐渐抵消内部压力，从而使套管内部的受力均匀。

3.2 绝缘问题

在某些特定的情况下，导体和绝缘板的位置并不是十分固定的，在长期使用的过程中会产生松动，位置变动以后对使用产生影响，在实际操作过程中振动性触发间歇放电，但是有时不一定能够及时发现问题。由于环网柜内的线缆分布太过密集，所以出现问题的时候很难排查，及时找到故障位置，除非放热过高，贯通性击穿故障。当绝缘问题发生以后，放电不会间断，并且对周围的线路也会造成影响，最后导致相对和相间短路。

4 分析环网设计

4.1 设计时认识不足

在设计时没有重视环网柜的重要性，很多工程善后不利，图纸使用过后损坏严重，无法根据图纸分析实施的时候产生问题的原因，留下很多历史遗留问题，设计中的线路安全隐患比较严重，影响电缆的安全运行，造成10kV配电环网柜产生问题。设计时的专业知识了解不够全面，对环网柜的具体设计操作缺乏了解，对配电线路中的危险认识不足，对于有关设计安全方面的认知淡薄，促使设计人员对设计的麻痹大意。不能预见安装时的问题，设计时避免这些问题的发生。

4.2 环境对环网柜设计破坏

一些飞禽、风筝或者体积较小的动物，甚至环境，对设计的影响十分严重。所以设计时应该充分考虑环网柜的设置地点，考察周边的环境，预测其周边会发生的问题，进行预防措施。比如夏天生长的树枝，飞禽的粪便，造成10kV配电网架空线短路或者接地。风吹雨淋时间长极易导致树枝落到网柜上，雨水的侵蚀，导致网柜内外锈蚀，影响其运行，所以在设计的时候应该充分考虑这些原因，做好防护措施设计。避免城市中车道过窄的地方发生交通事故，造成电缆被弄断，导线挂断等现象，改善配网的建设环境。

4.3 设计时考虑季节因素

不同季节的气候条件或者特点都会对环网柜造成不同的影响，比如春季的风会很大，容易造成配网10kV架空线路之间发生短路现象，在设计的时候应该做好绝缘措施，避免短路放电烧断电路。对于临近建筑的网柜应该注意周边的广告牌，在网柜焊接的时候应该加强其坚实度，避免风大将广告牌刮到网柜，压断线路。而夏季的雨水较多，十分容易造成网柜被水冲刷和浸泡，造成导线和金属之间发生短路放电，这时应该设计好防水措施，避免发生电杆倾斜。在雷电多的地区必须做好防雷措施，避免线路遭受雷击，这样会影响周边所有用户的使用安全。冬季的冰雪较多，设计的时候应该避免冰冻天对线路的影响，造成线路被冻引起导线跳跃，引起线路故障。

5 结束语

综上所述，10kV配电环网设计中会遇到很多问题，所以这就考验设计时对环网柜的了解程度，分析出现问题的原因，然后有针对性地设计环网柜。保证设备的正常使用，发挥其安装简便和成本低廉的优势，使环网柜在现实生活中广泛应用，注意设计安全，保证使用过程中的安全。以提高使用效率为目的，设计出可靠性、安全性俱佳的10kV配电环网柜。

参考文献

[1]周洪，罗星，邓其军，等.基于DSP的智能配电网环网柜FTU的设计[J].电力自动化设备，2011，31（2）：124-128.

[2]刘树鑫，曹云东，侯春光，等.固体环网柜介质损耗数字测量算法[J].高电压技术，2014，40（5）：1468-1474.

[3]刘革明，尹项根，蔡树立，等.一种基于双DSP的环网柜测控保护终端[J].继电器，2015，33（8）：524-525.

[4]靳宇，张认成.SF6户外环网柜多参数检测系统研究与开发[J].自动化仪表，2014，35（2）：81-84.

[5]蔡树立.新型智能化环网柜测控保护终端的研究开发[J].电力自动化设备，2015，25（2）：224-225.