12kV环保气体绝缘环网柜

• 融入了ABB 十几年的环网柜制造经验• 针对12 kV 系统设计• 安装运维更方便—产品说明书Safe-12型12 kV SF 6绝缘环网柜和紧凑型开关柜4S a f e-12型12k V S F6绝缘环网柜和紧凑型开关柜产品说明书—1 概述ABB公司在2001年向中国市场推出了SafeRing/SafePlus系列SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜，广泛应用于城市配电网、住宅小区、工厂、高速铁路、风力发电等领域，得到了客户的认可。

在总结这十几年的产品应用经验基础上，ABB公司于2018年推出了专注于12 kV电压等级的SF6绝缘环网柜–Safe-12。

Safe-12产品保留了Safe系列产品的诸多优越性：• 高安全性和可靠性（1）全绝缘全密封结构，气箱防护等级为IP67。

所有高压带电部件均密封在气箱内，完全可以避免操作人员及运维人员触碰高压部件，确保运维人员的人身安全。

同时，可以避免外界环境中的潮气、灰尘等有害物质影响带电部件的绝缘水平和运行寿命，确保设备在整个寿命周期内可靠运行。

（2）可靠的机械和电气联锁，可以保证操作人员的人身安全。

（3）较低的SF6气体泄漏率，并可监视或远传气箱内的SF6气体压力，确保产品工作于安全状态。

（4）完善的防燃弧设计，可以防止在产品内部出现故障时，高温高压气体对人员的伤害。

• 紧凑的产品结构和免维护的设计Safe-12依然采用325 mm的间隔单元宽度，是目前市场上最紧凑的产品之一，可以使本产品安装于城市的道路两侧，也可以方便搬运到地下室，帮助客户节约土地使用成本带电部件密封于气箱内，整个寿命周期内这些部件是无需维护的，免维护的设计可以帮助客户节约运维成本。

• 模块化设计，功能选配灵活Safe-12也采用模块化设计，各功能单元可以按照项目要求灵活组合，还可以将各功能单元设计成共气箱的结构，也可以将各个功能单元设计成单独气箱技术参数5—2 技术参数技术参数•正常环境条件Safe-12一般在正常的室内条件下运行/服务，符合IEC 62271-1/GB/T 11022-2011。

参数额定值表1序号名称单位数据1额定电压kV122440.56/7.2/10/1113/15/17/2033/35/36/382额定频率Hz50/6050/6050/603额定绝缘水平(所充SF6气体0.07Mpa/20℃时）雷电冲击耐压相间,相对地kV75125185断口85145215工频耐压1min相间,相对地kV426495断口50791104零表压下的绝缘水平工频耐压1minkV30反相耐压1min30最高相电压5min95额定电流A630(400)630(400)630(400) 6额定开断负荷电流（0.07Mpa/20℃时）A630(400)630(400)630(400) 7零表压下开断电流A630630630 8峰值耐受电流kA5031.531.5 9额定短时关合电流kA5031.531.5 11额定短时耐受电流KA/s20/420/420/4 12额定电缆充电开断电流A252525 13额定线路充电开断电流A161616 14额定闭环开断电流A630630630 15激磁电流A212121 16额定电流开断次数次≥400≥400≥400 17额定工作压力MPa0.070.070.25 18每相主回路电阻μΩ≤150≤150≤150 19气体相对泄漏率年≤1%≤1%≤1%20SF6气体水份含量出厂交接值ppm≤150≤150≤150开关运行值ppm≤300≤300≤30021机械稳定性操作次60006000600022额定操作电压及辅助回路额定电压VDC220/110/48/24DC220/110/48/24DC220/110/48/24 AC220/110AC220/110AC220/11023重量M型kg115125135 A型13514515524机构箱和控制器防护等级IP44。

产品介绍环网柜是俗称，一般指用于环网线路中或终端的SF6负荷开关及SF6负荷开关+熔断器组合电器。

SF6负荷开关是近年来不少用户体会到的一种优良负荷开关，除电寿命长，开断力强等与真空负荷开关有共同的优点外，其突出优点是容易实现三工作位(接通、断开和接地)，小电流(电感、电容)开断，抗严酷环境条件能力强。

适宜在城乡中压配电网推广应用。

负荷开关是带有简单灭弧装置的一种开关电器，使用SF6气体作为绝缘和灭弧介质的负荷开关称为SF6负荷开关，它可以作为关合和开断负荷电流及过载电流用，亦可以作为关合和开断空载线路、空载变压器及电容器组等，凡具有接通、断开和接地功能的三工作位负荷开关，都有结构简单、价格便宜的特点。

只是负荷开关不能断开短路电流。

SF6负荷开关+熔断器组合电器是由SF6负荷开关来承担过载电流(此过载电流对SF6负荷开关来说仍在负荷开关额定开断电流的范围以内)和正常工作电流的关合和开断，并且还要求承担"转移电流"的开断。

而变压器高压侧的短路保护和过载保护由高压限流熔断器来承担。

这时一组SF6负荷开关及三个带触发器的熔断器，只要任何一个触发器动作，其联动机构会使负荷开关三相同时自动分闸。

两者有机的结合起来，就可满足配电系统各种正常和故障下运行操作保护的要求。

中置柜指的手车柜，如KYN18，KYN28（GZS1），目前主要指KYN28（GZS1），可靠墙安装，现已系列化，国内生产厂家多，五防齐全，可配VS1，VD4，ZN63等进口或国产断路器。

首先要看你这个水处理项目是不是很重要，按照常规来讲，水处理设备不属于Ⅰ类负荷，而且变压器才500KVA，从变压器的容量可以看出，你这个水处理应该是个比较小的污水处理站（可能是某个厂矿在环保的压力下新建的用来处理污水用的），所以用环网柜足够了，2台环网柜的投资远远小于你用2台中置柜的，业主（甲方对你给他省钱他应该很高兴），而且从实际来讲，安装环网柜一般都是因为一个原因：负荷侧（因为污水处理一般都建在市区的边上或工厂的边上）距离高低压配电室比较远，所以变压器的进线前要有刀闸和断路器，以便将高压配电室到变压器之间的这段长电缆用环网柜做个隔离，万一电缆发生事故使其不致于直接波及变压器，另外，当变压器临时检修时好做就近断开电源用，环网柜之上还有高压柜（本身有综合保护），环网柜之下的低压进线还有断路器（建议你选用施耐德的MT断路器，各种保护比较全），所以保护的重任几乎就不大用环网柜来承担（好的环网柜的保护能力还是很强的），所以用环网柜是完全可以的。

12kv充气式环网柜气箱的设计研究发布时间：2021-01-15T06:55:37.156Z 来源：《中国科技人才》2020年第23期作者：袁权徐巧靖李恩霖詹华栋[导读] 气箱属于充气式环网柜的关键配件和核心元件，在环网柜中扮演着重要角色，气箱在工作压力的作用下或者是爆破压力下，可以形成巨大的能量，这种巨大的冲击波会造成设备的损伤，影响设备的使用性能和寿命，降低环网柜的运行效率，基于此，对气箱进行合理的优化升级是十分必要的，可以确保设备运行的质量与效率。

1默飓电气有限公司浙江温州 325000 2浙江飞达电器有限公司浙江温州 325000 3默飓电气有限公司浙江温州 325000 4万控智造股份有限公司浙江温州 325000摘要：气箱属于充气式环网柜的关键配件和核心元件，在环网柜中扮演着重要角色，气箱在工作压力的作用下或者是爆破压力下，可以形成巨大的能量，这种巨大的冲击波会造成设备的损伤，影响设备的使用性能和寿命，降低环网柜的运行效率，基于此，对气箱进行合理的优化升级是十分必要的，可以确保设备运行的质量与效率。

本文将重点研究气箱的优化设计措施，以便可以为环网柜的性能提升提供保障。

关键词：气箱；充气式环网柜；设计研究引言：在经济发展的推动下，开关柜行业得到了迅猛发展，应用前景十分广阔，12kV环网柜具有体积小、全天候、全封闭等显著特点，因此应用范围十分广阔。

一经研发成功，就得到了城市配电网的大范围使用，在目前的配电系统中发挥关键作用。

其稳定性可以对整个配电网络造成影响，气箱作为核心元件，其重要性不言而喻，气箱的结构将会影响环网柜的高效运行，因此，加大对气箱的研究力度十分必要。

1气箱工作原理在实际应用中，充气式环网柜属于重要的配电设备，在配电系统中地位非常突出，是主要设备之一,其使用性能和稳定性可以影响供电的能力和电力系统运行的状况，只有确保气箱处于平稳运行的状态，电网供电才可以更加安全和高效。

环网柜具有多种类型，其中充气式环网柜在众多类型中应用范围较广，具有体积小的显著优势，并且安全可靠系数高，因为其自身的优点获得了业界的高度一致认可。

环保气体环网柜随着双碳目标逐步推进，电气领域去SF6化发展迅速，低电压小电流的环网柜首当其冲，12kV环保气体环网柜已经不是新鲜的产品，超过百家企业可以供货，某省网招标130多家环保气体厂家参与投标。

LK、GDY等配套供应商均可提供开关机芯(断路器+三工位开关)及其操动机构，并提供柜体、气箱图纸，成套厂主要按图生产，组装开关单元就成为一套环保气体绝缘环网柜。

环保机芯主要有几种，一是GDY式，采用环保绝缘材料压铸的真空灭弧室极柱+绝缘主轴三工位开关。

二是LK式，绝缘屏蔽真空灭弧室，三工位开关加大电气间隙加绝缘罩，六角尼龙棒主轴。

三是在SF6开关的基础上适当加大开距、爬距，并增加均压环等措施实现环保气体绝缘开关单元。

环保气体绝缘环网柜国网标准柜宽度420mm，最新标准化标准统一为上隔离接地三工位开关，这也是结合实际情况定义的，下三工位开关需要具备接地关合能力，一般要求最少E1级2次关合，优质则要求E2级5次，对于SF6气体绝缘环网柜，SF6具有较强的绝缘性能、灭弧能力，因此首先接地开关的断口间隙很小，一般60mm左右，触臂长度短，接地开关转动惯量小，操动机构弹簧做功的能量转换为角速度，因此合闸速度大; 而干燥空气或氮气气体的绝缘强度只有SF6的1/3，需要很大的电气间隙即一般大于150mm，也就是说和空气绝缘开关柜使用的接地开关如JN15-12等尺寸接近，而环网柜操动机构弹簧远低于JN15合闸弹簧的做功能量，因此合闸速度低于关合短路电流所需要合闸速度。

其次空气中击穿距离大，关合过程很早会击穿引起触头烧蚀，电弧不易熄灭。

SF6绝缘性能、灭弧性能则使击穿距离很小，电弧快速熄灭。

因此关合短路电流更容易。

采用合成气体C4+CO2等混合气体，绝缘强度与SF6相近，因此接地开关开距可以很小，合闸速度快，但电弧会导致合成气体分解，从而绝缘强度降低，因此采用上三工位开关接地关合通过断路器实现短路是非常好的方案，真空灭弧室可以满足多达30次的短路关合能力，因此接地开关本身无需具备关合能力，只需满足动热稳定即可。

12kV环保气体环网柜的设计思路【摘要】环保气体环网柜是一种新型的电力设备，以替代传统的SF6环网柜，它采用环保气体作为绝缘介质，具有较低的环境影响和更高的安全性能。

本文通过对12kV环保气体环网柜的设计思路进行研究和总结，旨在为环保气体环网柜的设计和应用提供参考。

12kV环保气体环网柜是一组高压开关设备装在金属柜体内或拼装成间隔单元，主回路内置于不锈钢密封焊接的箱体内，内部填充干燥气体、N2或C4混合气体，具备绿色环保，结构小巧，价格低廉等优点，是主要应用于配网供电系统中安全可靠的电气设备。

本文介绍了一种12kV环保气体环网柜的开发思路，为今后同类产品的开发提供了必要的经验。

关键词环保气体环网柜、设计思路、绝缘介质0引言目前电力行业12kV的主供电系统中，通常使用KYN28-12(Z)系列手车式空气绝缘开关柜及XGN46-12系列充气式开关柜，产品具有结构简单、检修方便、工程方案多样、应用范围广等特点。

而相应的配电系统中，相比于传统的空气绝缘型环网柜，充气式环网柜以结构更加紧凑，体积更加小巧，性能更加稳定等特点逐渐成为产品主流。

而在充气式环网柜中，凭借SF6气体的电气绝缘和灭弧特性等优良的电气性能，SF6充气式环网柜成为气体绝缘环网柜的主流产品。

但随着1997年《京都议定书》将SF6列为全球限制使用的温室效应气体，以及国家“双碳”的战略目标背景的加持下下，“环保”的概念开始深入人心，环保气体绝缘环网柜已逐渐成为开关行业的发展趋势。

环保气体环网柜为单母线单气箱型式，一次主导电回路安装于密闭的不锈钢焊接气箱内，以干燥空气、N2或 C4混合气体等作为绝缘介质，采用母线侧或线路侧三工位隔离开关实现接通、隔离、接地三个功能，真空断路器实现真空灭弧，可根据实际需要选择母线侧隔离、线路侧隔离方案，电流互感器、电压互感器、避雷器外置，方便现场校验更换。

1 绝缘介质的选择：充气式环网柜目前主流使用的绝缘气体有SF6、N2、干燥空气、C4合成气体等型式。

产品简介我公司为了响应国家的号召，实现碳中和，推出一款绿色能源电力开关设备简称环保柜，设备尺寸按国网标准化定制相同。

ZNHBG-12环保气体绝缘环网开关设备与普通充气柜相比避免了使用SF6温室效应气体,具有设计合理、供电可靠、结构紧凑、安装方便、操作灵活、体积小性价比高等特点，该产品适用于三相交流50Hz,额定电压12kV的配电系统。

特别适用于小型二次配电站、开闭所、工矿企业、城市居民小区、机场、铁路、隧道、高层建筑等电力系统中作为接受和分配电能之用。

产品特点◇功能复合、一体化产品开关设备的充气壳体采用高品质的厚2.5mm不锈钢板通过激光焊接而成，保证气箱密闭可靠性，机械强度高，耐腐蚀性好，充气壳体的防护等级达到IP67;气箱装有防爆膜片，能有效防止气压过高时对人和设备造成的损害;将全部导电部件封闭在气箱当中,既能避免外界环境因素的影响，又能提高运行可靠性，使其具备免维护(或少维护)的功能，同时还能符合体积小型化要求。

开关采用三工位(隔离+接地)+真空灭弧室，该结构是目前技术最成熟的配置方式，特别适合目前电网运行维护需求。

◇环保、无污染ZNHBG-12环保气体绝缘环网开关的绝缘介质是零级干燥空气(外购)或符合GB/T 8979-2008的99.99%纯N2，气体的泄露对外界环境不会造成任何影响，无需进行任何回收处理。

◇完善的机械连锁ZNHBG-12环保气体绝缘环网开关设备的操作面板具有完善的五防机械连锁功能，连锁功能都在内部已配置好，操作时请按操作说明顺序操作，使用非常方便。

◇灵活的拓展化设计ZNHBG-12环保气体绝缘环网开关设备为模块化设计，可以将各种模块通过专用的母线连接件，实现多样化的单元组合，较大限度的满足中国各个地方复杂多样的配电设计方案。

产品结构1.电流表2.微机综合保护装置3.容性带电指示器带电指示器显示套管是否带电，指示灯下方三个插口可用于二次核相。

带电指示器设置开关按钮，有效延长了使用寿命。

（2009年版）国家电网公司物资采购标准（开关柜卷环网柜册）12kV、24kV环网柜通用技术规范（编号：1016006-0000-00）国家电网公司二〇〇九年十二月对应的专用技术规范目录目录1 总则 (3)1.1一般规定 (3)1.2投标人应提供的资格文件 (3)1.3适用范围 (4)1.4对设计图纸、说明书和试验报告的要求 (5)1.5标准和规范 (7)1.6投标人必须提交的技术参数和信息 (8)1.7备品备件 (8)1.8专用工具与仪器仪表 (9)1.9安装、调试、性能试验、试运行和验收 (9)2 结构要求 (9)2.1环网柜技术参数 (9)2.2通用要求 (9)2.3负荷开关（断路器） (14)2.4负荷开关-熔断器组合电器 (15)2.5隔离开关 (15)2.6接地开关 (15)2.7电流互感器 (15)2.8电压互感器 (16)2.9避雷器 (16)2.10母线 (16)3 试验 (16)3.1型式试验 (16)3.2出厂试验 (17)3.2现场交接试验 (17)4 技术服务、设计联络、工厂检验和监造 (18)4.1技术服务 (18)4.2设计联络会 (19)4.3工厂检验和监造 (19)5 一、二次及土建接口要求 (20)5.112K V环网柜要求 (20)5.224K V环网柜要求 (28)1 总则1.1 一般规定1.投标人应具备招标公告所要求的资质，具体资质要求详见招标文件的商务部分。

2.投标人须仔细阅读包括本技术规范（技术规范通用和专用部分）在内的招标文件阐述的全部条款。

投标人提供的12kV、24kV环网柜应符合招标文件所规定的要求。

3.本招标文件技术规范提出了对环网柜的技术参数、性能、结构、试验等方面的技术要求。

4.本招标文件提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，投标人应提供符合本技术规范引用标准的最新版本标准和本招标文件技术要求的全新产品，如果所引用的标准之间不一致或本招标文件所使用的标准与投标人所执行的标准不一致时，按要求较高的标准执行。

基于环网开关柜绝缘气体环保化分析摘要：目前气体绝缘环网柜多数采用 SF6 气体作为高压带电部分的绝缘或开断介质。

由于 SF6 气体在开断电弧后会分解出有毒气体，出现泄漏的话可能会危及人身安全。

并且 SF6气体在产品寿命终结后无法回收处理。

另外根据《京都议定书》，作为气体绝缘环网柜的绝缘或开断介质，SF6 气体被明确列为温室效应气体之一，要求减少其使用量。

基于此，本文就针对环网开关柜绝缘气体环保化进行了分析。

关键词：环网开关柜；绝缘气体；环保化中高压环网开关设备的需求和发展趋势主要体现在高可靠性、小型化、免维护、智能化等方面。

然而对于常规的空气绝缘金属封闭开关设备而言，高可靠性和小型化是相对矛盾的。

为合理解决这一矛盾，需要考虑将裸露的空气绝缘改为封闭空间的内绝缘，这是一种很好的思路，既能兼顾高可靠性，又可以实现小型化。

基于这一理念，很多企业推出了以六氟化硫气体（SF6）作为封闭气箱绝缘介质的六氟化硫气体绝缘开关设备。

该设备一经推广，立即受到了广泛应用和认可。

但由于六氟化硫气体被定为受限制的温室气体，因而在高压开关行业应尽量减少六氟化硫气体的用量和排放量。

基于此，开发一种环保型的气体，用以替代六氟化硫是十分必要的。

1气体环保化的简述1.1各类气体的比较在可选择的环保型气体中，主要是氮气（N2）和空气。

空气的成分包含氮气、氧气和水分，其中氧气、水分对电气设备的电接触绝缘具有氧化和腐蚀作用，对电弧具有无法隔离和熄灭的隐患，如果将空气中的氧气、水蒸气等成分去除，剩下的就是氮气，因此选择氮气作为环网开关柜的环保型绝缘气体是一个不错的选择，表1是几种气体的物理特性比较。

由表1可以看出，氮气在热传导、绝缘性方面比六氟化硫略差，因此使用氮气作为绝缘气体时，应综合考虑环网柜结构的合理布局和优化设计。

1.4气压对氮气电性能的影响在一些特定的冲击电压的作用下，比如工频、直流以及雷电。

在均匀的或者是不太均匀的电场中，在一定的范围内，氮气的耐电强度和气压基本上呈线性关系。

（2009年版）国家电网公司物资采购标准（开关柜卷环网柜册）12kV、24kV环网柜通用技术规范（编号：1016006-0000-00）国家电网公司二〇〇九年十二月对应的专用技术规范目录目录1 总则 (3)1.1一般规定 (3)1.2投标人应提供的资格文件 (3)1.3适用范围 (4)1.4对设计图纸、说明书和试验报告的要求 (5)1.5标准和规范 (7)1.6投标人必须提交的技术参数和信息 (8)1.7备品备件 (8)1.8专用工具与仪器仪表 (9)1.9安装、调试、性能试验、试运行和验收 (9)2 结构要求 (9)2.1环网柜技术参数 (9)2.2通用要求 (9)2.3负荷开关（断路器） (14)2.4负荷开关-熔断器组合电器 (15)2.5隔离开关 (15)2.6接地开关 (15)2.7电流互感器 (15)2.8电压互感器 (16)2.9避雷器 (16)2.10母线 (16)3 试验 (16)3.1型式试验 (16)3.2出厂试验 (17)3.2现场交接试验 (17)4 技术服务、设计联络、工厂检验和监造 (18)4.1技术服务 (18)4.2设计联络会 (19)4.3工厂检验和监造 (19)5 一、二次及土建接口要求 (20)5.112K V环网柜要求 (20)5.224K V环网柜要求 (28)1 总则1.1 一般规定1.投标人应具备招标公告所要求的资质，具体资质要求详见招标文件的商务部分。

2.投标人须仔细阅读包括本技术规范（技术规范通用和专用部分）在内的招标文件阐述的全部条款。

投标人提供的12kV、24kV环网柜应符合招标文件所规定的要求。

3.本招标文件技术规范提出了对环网柜的技术参数、性能、结构、试验等方面的技术要求。

4.本招标文件提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，投标人应提供符合本技术规范引用标准的最新版本标准和本招标文件技术要求的全新产品，如果所引用的标准之间不一致或本招标文件所使用的标准与投标人所执行的标准不一致时，按要求较高的标准执行。