10kV环网柜在城市电网中的应用

司思

摘要：随着社会发展水平的提高，人们生活工作中对电力能源的需求日益提高，同时对供电质量提出更高要求。基于此，为提高10kV城市电网的建设水平，提高其覆盖率和运行质量，本文研究城市电网中应用10kV环网柜的意义，重点探讨10kV环网柜在城市电网中的具体应用，并分析应用过程中出现的问题和解决措施，以期促进城市电网更好发展。

关键词：城市电网;10kV环网柜;电能分配

引言：从以往我国城市电网建设及分布现状来看，电网主要为辐射型，通过以树干式相结合的方式进行电力输送，虽然该方式能够满足城市居民用电需求，但是如果电源干线发生故障，则会导致线路后边所有用户停电。而环网柜能够识别线路故障，并通过供电分支节点提升供电稳定性。因此，研究城市电网中10kV环网柜的应用是必要的。

1.研究城市电网中10kV环网柜的应用意义

所谓环网柜，主要是指用于环网接线的开关柜，既可以当做断路器柜使用，也可以作为负荷开关柜、负荷开关加熔断器柜使用。在城市化进程不断推进的背景下，城市电网规模也逐渐扩大，由于部分地区用户较为分散，若是供电方式不科学，供电可靠性则会降低，极易引发安全事故。针对该问题，以往传统的10kV供电方式是采用架空线路，并采用台架变的形式，虽然该方式也能够满足用户分散、用电负荷容量较小的供电，但整体安全可靠性较低，且极易受到不良天气等自然灾害的影响，最终引发不良后果。比如遭受雷击，或是单相接地事故等。外加出线走廊对架空线路的限制，使得难以伸入符合中心。不仅如此，以往传统的供电方式在一定程度上影响了城市形象，不利于城市的可持续发展。

但是通过在城市电网中应用10kV环网柜，将传统的供电形式改为环网柜加箱式变电站，不仅具有良好的美观性，整体运作状态也更为安全、可靠，而且，还能够伸入负荷中心，减少城市电网运行过程中出现的电能损耗。此外，环网柜的使用还便于日后维修、维护，整体安装流程和技术也较为方便，能够很好的满足城市电网拓展、城市居民用电需求。总而言之，环网柜在城市电网中的应用能够为供电质量提供有效保障，提高供电可靠性，整体经济效益可观，具有极强的经济效益和社会效益[1]。

2.探讨城市电网中10kV环网柜的具体应用

2.1合理選型，科学接线

环网柜在城市电网中主要应用于环网供应单元，通过将传感技术和现代电子技术进行有机整合，能够依托于负荷开关柜和组合电器提升城市电网稳定性。在实际应用过程中，通过整合负荷开关、10kV开关柜以及计量仪表等装置，能够极大的提高城市电网一二次系统的集成化和装配模块化程度，进而为监测、控制等电力设备提供支持，实现城市电网的优化管理，提高电网运行的安全可靠性。但是，随着科学技术水平的提高，环网柜类型多样，实现的功能也不尽相同，因此，在城市电网中应用10kV环网柜时，应合理选型，科学开展环网柜电气接线工作，进而为环网柜作用的发挥提供保证。

开展环网柜选型工作时，相关工作人员应综合考虑接受电能与分配电能，判断具体型号的环网柜是否满足双电源环网供电和终端供电需求。在10kV环网柜实际应用过程中，通常环网进出线柜采用负荷开关保护，馈出线柜采用负荷开关——熔断器组合电器保护，这种配置比断路器柜有成本低，占地空间小的优势。如果在自动化线路中应用环网柜，那么应该选用具有“四遥”功能的环网柜，即具有遥信、遥控、遥调和遥测功能，同时配以一次设备和二次设备的电源、自动化软件、保护装置、FTU监控等。其中，开关柜所配置的远方控制单元和各环网柜在经过光纤或通信电缆的传输线路与通信接口后与主控机相连接，通过这一应用形式，环网柜能够对线路中存在的故障进行自动化检测，一旦发现故障迅速隔离故障段，且自动恢复由故障造成的停电，为非故障区供电提供有效保证。总而言之，在开展10kV环网柜选型工作时，相关工作人员应根据当地实际情况开展相应功能环网柜的选择和组合应用，从而充分发挥出环网柜对城市电网平稳运行状态的保障作用。此外，开展环网柜电气接线工作时，相关工作人员应明确环网柜组成，根据负荷开关柜和组合电器柜的实际需求进行电气接线，实现操作功能和电气接线模块化。值得注意的是，不同电气接线方式能够实现不同功能的环网供电与电能的分配，因此，电气接线过程中也要结合实际情况，实现电能的科学合理分配，以此满足供电要求[2]。

2.2应用要点

虽然环网柜应用流程和相关技术较为简单，但在其实际应用中仍要注重以下要点：

第一，在城市电网中，10kV环网柜是电缆线路的节点，虽然电气接线较为灵活，且相关操作也较为方便，但是需要注意，分支箱不得直接对每条线路进行操作，只能用于电缆分支使用，同时最好不将其用于主干网。第二，安装环网柜时预留回路数，为日后线路和技术扩展提供空间。一般情况下，预留方式可在电缆分支箱、环网柜以及环网型箱式变预留出线路数，或是直接将主干电缆断开，使用新的环网柜将其接入。第三，应用环网柜时，配备接于母线上的PT，使其成为电动操作电源的同时，为配电馈线自动化的监控终端提供电源。第四，对于未能实现配电自动化的城市电网区段，应加装短路故障指示器，将其加装在电缆一侧即可，从而提高检测、查找电路短路故障的速度。第五，认真检查各种知识信号，并封堵基础与电缆沟之间，以此延长相关设备使用年限的同时，改善电网运行状态，此外，对于存在压力的开关，定期检测压力，若是发现压力不足，应严禁相关操作。

以某地区为例，该地区为提高城市电网电能分配的灵活性，在配网中使用了大量10kV环网柜，这是因为电网分布情况较为复杂，且当地的直供用户、分歧线路的用户较多，整体分布也较为分散，所以，相关人员选择使用环网柜进行电能分配，以期提高电能分配的科学合理性。在实际应用中，项目工作人员在环网柜选型方面选择了带有计量装置的联络环网柜，以此实现该项目中四条线路的联络和计量，为给用户带去良好的供电服务，在线路上选用了四台环网柜，并按照相关标准要求进行安装。在安装作业开始前，工作人员按照区域具体情况敷设了电缆，并制作电缆终端头，将其与环网柜安装接引，保证环网柜安装后作用的发挥。通过在电网中安装环网柜，有效利用环网柜的供电方式降低主线路停电概率，避免在用户侧故障发生的情况下出现大规模停电现象，极大的提高了该区域供电的安全可靠性。不仅如此，针对环网柜负荷侧的故障，由于在该故障下会熔断熔断器，出现负荷开关动作跳闸现象，从而断开电网主线路与故障线路，降低了故障对整个电网运行状态的影响。而且，排除并解决故障后，将负荷开关合上即可恢复供电，相较于以往故障后续处理，整体效率和便捷程度上升，供电安全可靠性大大提升。

3.分析城市电网中10kV环网柜的应用问题及解决措施

3.1环网柜与电缆终端接触不良

10kV环网柜作为应用最为普遍的环网柜，在将其应用于城市电网时，如果技术人员没有将电缆终端与环网柜紧密连接，留下接触不良的隐患，则会导致接触点高温高热，将环网柜保护皮套和电缆终端插头损坏，进而引发较为严重的安全事故。针对该问题，这主要是因为电缆终端和环网柜之间的安装距离较小，使得电缆终端的应力锥位于电缆重力弯曲部分，对环网柜和插拔式肘型电缆终端头的接触造成影响。因此，相关技术工作人员应提高对电缆三芯分相施工质量的重视程度，保证引出长度在1.2m以上，从而避免此类安全隐患的留存，提高10kV环网柜的应用质量[3]。

3.2内部空间不足，线路交叉

由于环网柜内部空间相对较小，在存在多条电缆线的情况下难免出现线路交叉等问题，而为了保证线路平稳运作，需要开展定期维修和养护工作。因此，针对该问题，在前期安装应用时就应预先落实预防措施。一般情况下，多条电缆连接于一个环网柜的主要原因是减少城市电网建设成本，降低相关投资，但在日后技术发展、供电对象不断增加的情况下，需要新增馈线电缆回路，所以，在前期安装应用时，相关技术工作人员应立足于实际情况充分考量环网柜可以连接电缆的数量，科学设计电缆连接数量，不可为了节省成本连接超出可承受范围的电缆。或是在选型阶段直接选用具有扩展性功能的环网柜，实现发展空间的顺利预留，为电网建设和发展奠定良好基础。

3.3人员专业水平要求较高

对于插拔式肘型电缆终端头而言，环网柜的安装应用对相关工作人员具有较高专业水平的要求，这是因为其内部结构较为复杂，稍有不慎可能会埋下安全隐患，或是出现操作失误引发安全事故等。因此，针对制作工艺较为讲究的插拔式肘型电缆终端头，应由专业水平较高、经验较为丰富的工作人员进行安装，保证應力锥充分发挥电场疏散作用，避免在相关设备和电网长期运作后出现短路等故障。

3.4积聚水汽，降低环网柜使用年限

在环网柜应用过程中，由于自身运作和外部环境等多种因素的共同作用影响，其与电缆沟槽之间较为容易积聚水汽，在密封性较差情况下，水汽很容易进入环网柜核心元件所在空间，进而对其造成影响，导致其内部操作机构老化，造成环网柜运作故障问题的发生，降低其使用寿命，引发较为严重的资金、资源损失。针对该问题，应从密封性着手解决，主要将环网柜缝隙处封堵好，比如使用密封胶布或是密封胶等，尤其是密封胶，直接将其倒在环网柜地板处即可，既能防止水汽进入环网柜内部，还能够避免环网柜在长期运作后异物的进入。除此之外，在城市电网中应用环网柜时，应适当提高其离地距离，保证设备与地面具有一定高度，并在日常运作过程中加强通风换气，或是直接在空间内加设通风换气的设备，从而进一步避免水汽进入环网柜[4]。

3.5不合理的电缆架网方式提高设备故障排查难度

目前，仍有部分地区的电缆架网方式为“蜘蛛网”式，这给环网柜故障排查工作带来困难。针对该问题，从当前发展现状来看，在查找并解决电缆故障时，主要依托于故障指示仪的安装，该装置是一种单相接地短路故障设备，用于10kV的小电流接地系统中，因此能够直接安装在电缆上。当城市电网应用环网柜之后，环网配电系统运行过程中发生短路或是接地故障时，为缩小影响范围，在规定时间内一级供电系统会分断。这时，故障指示仪能够为相关工作人员提供出现故障的具体部分，通过报警信号，相关工作人员能够找到故障区段，从而将其断开，并将无故障区段供电恢复，之后立刻开展维修工作。因此，对于应用大量环网负荷开关的城市电网，应根据地区实际情况安装故障指示仪，利用该装置减少故障带来的电能损失，实现对故障的快速、高效解决。

3.6未按照“三工位”进行连接

当城市电网应用环网柜时，由于其进出线路端口配有接地开关，当此类开关为封闭状态时，相关工作人员无法开展有关电路的验电操作，在该情况下，极易导致带电合闭接地开关误操，从而对设备造成损伤，甚至导致电网出现大规模断电情况。因此，为避免此类应用问题的出现，相关工作人员应落实主流开关设置形式，即“三工位”，保证环网柜气体负荷开关正常运作。所谓“三工位”，主要是指主断口隔离位置、接通位置以及接地位置，是开关的三个位置。通过按照该形式进行环网柜气体负荷开关的设计，能够有效优化馈线回路，一方面提高环网柜应用简便程度，另一方面提高环网柜应用及运作的安全性，为城市电网运作提供有效保证。

结论：综上所述，10kV环网柜作为当前电网建设中应用最为广泛的环网柜，在提高电网运作稳定性、安全性，实现电能合理分配方面发挥着重要作用。因此，相关工作人员应正确认识到该设备的重要性，合理选型、科学接线，并针对具体的应用问题落实相应的处理措施，从而提高环网柜应用效果，促进城市电网长远发展，满足城市居民用电需求。

参考文献：

[1]徐建环，吴孝军，柴祥剑. 10kV环网柜常见故障与改进措施分析[J]. 百科论坛电子杂志，2019（17）：446.

[2]刘永豪，张梦柯，田红超. 10kV环网柜在城市配网中的检修和管理[J]. 百科论坛电子杂志，2021（3）：1889-1890.

[3]谢红灿，胡首，黄凤兮，等. 10kV环网柜电缆终端典型故障案例分析[J]. 机电信息，2021（12）：14-16.

[4]朱鑫华. 一体化智能环网柜在10kV配网自动化建设中的运用[J]. 电气技术与经济，2019（5）：13-15.