下载文档原格式
环保气体绝缘环网柜随着技术的进步，工艺的完善，环保气体绝缘环网柜已成为市场的主流。
主要是干燥空气作为绝缘介质，隔离、接地三工位开关+真空断路器方案已经非常成熟。
采用母线侧隔离接地开关，彻底的解决了接地开关在环保气体中关合困难的问题，母线接地开关通过真空断路器作为关合设备，接地开关无需具备快速的关合速度来满足关合短路电流，减少预计穿烧蚀的问题。
接地开关可以做成和隔离开关一样的，无需过死点快速合闸机构，不论是扭簧机构，还是拉簧机构，结构大大简化。
真空断路器具备接地合闸时避免意外分闸的联锁，机械或电气联锁，保证维修状态时一直处于可靠接地状态，保证人身安全。
开关组件安装在密闭的干燥空气绝缘的IP67防护等级的气箱内部，采用微正压气体，一般0,02MPa，气体的含水率要求较高，相比于SF6作为灭弧介质小于150PPM来说，含水率要求还要高，有的甚至达到5PPM，采用工业化生产的高纯度的氧气和氮气按照21%、79%的气体混合，和自然状态的空气组成成分接近一致，因此颞部高压开关单元及其组成部件和空气绝缘开关设备开关基本一致。
由于SF6绝缘强度是空气的3倍，空气绝缘开关柜的要求可以作为干燥空气绝缘的环保气体开关柜内部一次元件的基本要求。
首先是空气净距要求，按照IEC60071标准，空气中电气净距的要求与开关设备的冲击耐受电压关联，不论额定电压高低或工频电压高低。
IEC60071绝缘配合第1部分: 定义、原则和规则表A.1规定了空气中的电气净距，因此带电裸导体之间及对地需要满足该标准，即对于额定电压17.5kV开关设备的雷电冲击电压95kV，最小空气间隙是160mm，对于相间及相对地都适用。
IEC 60071 附录A的表1，额定雷电冲击耐受电压和最小空气距离之间的关系（海拔1000m），见下表。
IEC 60071 附录A的表1 额定雷电冲击耐受电压和最小空气距离之间的关系（海拔1000m）IEC60071定义的空气绝缘距离是在不均匀电场情况下的最小间隙，想要进一步缩小环保气体绝缘开关柜尺寸，合理的优化导电回路和电极形状，均匀电场可以起到事半功倍的效果，均匀电场情况下，95kV 的电气间隙可由160mm降低到100mm，可大幅提高开关柜耐受冲击电压的能力，提高安全系数，又可以减少尺寸，节省材料实现成本优化。
环保气体环网柜设计方案要求一、材料选择：1.环保材料：设计方案中应优先选用环保材料，如可回收材料、低污染材料等，以减少对环境的影响。
2.耐腐蚀材料：由于环网柜通常用于户外环境，设计方案中应选用耐腐蚀材料，以提高产品的使用寿命。
3.隔热材料：为了降低环网柜内部温度，减小能耗，设计方案中可以考虑在柜体内部使用隔热材料。
二、能效要求：1.高效节能：设计方案中应考虑有效节能措施，如优化柜体结构，提高隔热性能；采用节能设备，如高效率变压器和低能耗电器等。
2.无功补偿功能：环保气体环网柜设计方案中应包含无功补偿功能，以提高电网的稳定性和效率。
三、环境影响：1.噪音控制：设计方案中应采取措施降低环网柜的运行噪音，如优化柜体结构，选用低噪音设备等。
2.油污控制：由于环保气体环网柜不使用传统的绝缘油，设计方案中应采取措施确保柜体不会产生油污，如安装油水分离器等。
四、安全要求：1.防火阻燃：设计方案中应采用阻燃材料，并考虑到环网柜的使用环境，确保柜体具备良好的防火性能。
2.防雷击电磁兼容：设计方案中应考虑环网柜的防雷击和电磁兼容性能，以提高产品的稳定性和可靠性。
3.人身安全：设计方案中应考虑人身安全，如安装防触电装置、预防蓄能和防警报装置等。
五、可维护性要求：1.易维护：设计方案中应考虑到环网柜的维护便捷性，如合理布局，易拆装设计等，以降低维护成本。
2.长寿命：设计方案中应选用质量可靠的材料和设备，确保环网柜的寿命达到预期要求，并降低更换成本。
六、可扩展性要求：1.设计灵活：设计方案中应考虑到环网柜的可扩展性，使其能够满足未来网络扩展的需求。
2.兼容性：设计方案中应考虑与其他设备的兼容性，以便于将环网柜与其他设备进行配套应用。
以上是环保气体环网柜设计方案要求的一些基本方面，具体实施时还需根据实际情况进行进一步的详细设计。
环网开关柜绝缘气体环保化的研究摘要：就目前来看，在可供选择的环保型气体中，由于氮气、空气易获取、低成本以及安全性高的优势，成为了企业科研机构的首选。
但另一方面由于空气成分十分复杂，氧气和水分在某些特定条件下会腐蚀和氧化电气设备的电接触绝缘部件，最终在影响环网开关使用安全性和质量性的同时，也给人们的生命财产埋下了巨大安全隐患。
为此将“氮气”取代“六氟化硫”，是现阶段环网开关绝缘气体环保化研究的主要方向。
本文就此展开了探究。
关键词：环网开关柜；绝缘气体；环保化引言：对于一般的空气绝缘金属封闭开关设备，高可靠性以及小型化统筹都较为矛盾。
如果要很好地解决该类矛盾，有必要考虑将暴露的空气绝缘改为封闭空间的内部绝缘，这是一个既要考虑高可靠性，又要实现小型化的好主意。
基于这一概念，许多企业推出了SF6气体绝缘开关设备，该设备使用SF6气体作为密封气体箱的绝缘介质。
该设备一经推广，便得到了广泛的使用和认可。
然而，由于六氟化硫气体被指定为有限的温室气体，因此在高压开关设备行业中必须使六氟化硫气体的消耗和排放最小化。
因此，非常有必要开发一种可替代六氟化硫的环保气体。
1环网开关柜绝缘气体环保化氮绝缘柜必须确保电场的不均匀系数为2至3，从而减小了获得的绝缘距离并减小了柜的尺寸。
使用真空和屏蔽环是降低氮气介质的电场强度并实现裂纹绝缘水平的有效方法。
由于断路器的固有结构特性，当开关处于断开位置时，气室中的高压导体会阻塞分离的裂纹，从而导致电场相对集中，并且裂纹中的绝缘性较弱。
当使用氮气在低于12 kV的电压水平下进行绝缘时，当使用常规的六氟化硫气体时，绝缘环网柜破裂时的断头台形式需要比六氟化硫更大的气体绝缘性。
不可能实现类似于SF6气体绝缘环体的尺寸。
1.1氮气的击穿强度研究在某些不均匀的电场中，六氟化硫的电强度比干燥空气和氮气的电强度高1.5至2倍。
由于这些特性，六氟化硫气体的破裂电场得到了很好的模拟，并广泛用于许多低压和高压气体的设计中。
气体全绝缘环网柜安全操作及保养规程前言气体全绝缘环网柜是一种新型的高压电力设备，在电力工业领域中应用广泛。
为保障人员安全和设备的长期稳定运行，正确地操作和保养这种高压设备非常重要。
本文将就气体全绝缘环网柜的操作方法和保养规程进行详细的介绍。
操作方法1. 工作前的准备•检查气体全绝缘环网柜的内部环境，确认有足够的空间操作。
•检查设备的机械部分和固定部分是否牢固。
•确保操作人员已佩戴好个人防护用品，包括绝缘手套、绝缘鞋等。
•确保操作人员已经得到了相关操作培训，具备了必要的操作技能和经验。
2. 开机操作•手动检查气体全绝缘环网柜的门、开关等处是否正常。
•打开电源，确认设备正常启动。
•检查工作指示灯是否正常发亮。
•检查操作面板是否正常运行，是否存在报警信息。
•确认设备进入正常工作状态后，进行操作。
3. 操作注意事项•操作人员应在室内进行操作，不要在雨天或潮湿环境中进行操作。
•操作人员不得同时接触气体全绝缘环网柜的两个零线，以免触电。
•操作人员应该遵循设备内部的标志和警告信息，不得随意操作，以免引起危险。
•操作人员在关闭设备时，应先关闭其接线，保证设备安全地停机。
保养规程1. 定期维护•每季度对气体全绝缘环网柜进行一次定期检查，保证设备稳定运行。
•每年对气体全绝缘环网柜进行一次大检修，清理设备内部，更换损坏零部件，保证气体全绝缘环网柜的长期稳定运行。
2. 环境保护•确保气体全绝缘环网柜周围的环境干燥、清洁，避免环境对设备的损害。
•在使用高压电器时，尽量避免使用空气清新剂和喷雾剂等易燃物质，以保证设备的长期稳定运行。
3. 保护设备•保持设备的清洁、干燥和凉爽环境。
•在清洁和维护设备的时候，需要使用去离子水或无水酒精，避免使用含有酸性或碱性溶剂，防止损害设备。
•保护设备绝缘子，防止绝缘子污染，增加设备损坏风险。
结论正确地操作和保养气体全绝缘环网柜，可以确保设备的长期稳定运行，保障人员的安全。
在进行操作和保养时，应遵循正确的方法和规程，对于任何错误的操作，都应及时予以纠正。
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。
环保气体绝缘环网柜安全操作及保养规程为了保障环保气体绝缘环网柜在使用过程中的安全性，延长其使用寿命，特制定此安全操作及保养规程，供相关人员参考。
安全操作1. 操作前检查在使用环保气体绝缘环网柜前，必须仔细检查以下事项：•外观是否完好，有无破损、变形等情况；•阀门是否正确关闭；•洁净程度是否符合规定；•绝缘材料是否完好；•系统接地是否正常。
2. 操作须知在使用环保气体绝缘环网柜时，必须注意以下事项：•严禁长时间过载运行；•严禁在高温和潮湿环境下运行；•严禁在异物处沉积或插入的情况下使用；•使用前一定要检查气体压力和气体种类是否正确；•环保气体绝缘环网柜内部部件清洁时，严禁使用易燃和易爆物质。
3. 突发情况处理在发生突发情况时，必须立即停止环保气体绝缘环网柜的运行，切记不要进行随意维修。
保养规程1. 日常保养日常保养主要包括以下内容：•按照规定周期对环保气体绝缘环网柜进行定期检查；•定期检查仪器、电器、电缆的接触是否良好；•定期清扫外部雨水、尘埃等；•定期检查连接线是否松动，紧固并记录。
2. 季节性保养季节性保养主要包括以下内容：•在春季、秋季进行检查，特别留意柜体的橡胶件是否老化、变形；•在夏天进行降温装置的检查，防止机房温度过高；•在冬季对锅炉采暖、防冻水等进行检查，防止因气体压力过低引起系统停止流动。
3. 季节性保养定期检修的内容包括以下方面：•清洗绝缘体上的杂质，对绝缘及接插件零部件进行检测；•检查机械互锁的可靠性，对电力系统的软接头和特高压设备的防爆插头进行检测；•查看保护系统的升级状态，检查控制设备是否运行正常；•对电力导线、绝缘件上进行超声波检验，以查找可能出现的裂纹、缺陷等情况。
以上便是环保气体绝缘环网柜的安全操作及保养规程，希望相关人员严格按照规定操作，以保障设备的正常运行。
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。
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。
浅谈一种新型环保气体绝缘环网柜设计与应用杜仲江上海启腾电气股份有限公司上海 201323文章介绍了一种新型充氮气或干燥空气为绝缘介质的新型气体绝缘环网柜的设计原理、结构、功能和应用。
关键词氮气或干燥空气环网柜设计1 引言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。
本文介绍是一种新型充氮气或者干燥作为绝缘介质的环保型气体绝缘环网柜，适用12kV电压范围配电系统，其目的在于克服现有技术所存在的上述缺陷，具有体积小、环保型、功能集成、可靠性高、免维护、全绝缘等优点。
2 设计构想HXGN（GS400）-12可抽出式户内交流开关设备（N2或干燥空气气体绝缘环网柜）是上海启腾电气股份有限公司借鉴了国外产品先进技术的基础上开发的，氮气或者干燥空气为绝缘介质的绝缘环网柜，其主要结构是包括充气单元1、柜体2、标准电缆头3，其中标准电缆头3 安装在充气单元单元1的电缆连接锥上，充气单元1 通过螺钉安装在柜体2 中的后上部。
优点：由于采用了真空灭弧室作为开断电流的元件，不会产生电弧，无爆炸或有害气体产生。
隔离开关其自身具有合闸、分闸（隔离）、接地共三个工作位置，这样极大的简化了开关的结构。
采用氮气或者干燥空气作为绝缘介质，在工作过程中不会产生有害物质，且所有零部件达到使用寿命后均可回收，极大提高产品的环保性，适应环保需求。
由于所有带电体均安装在密封的箱体，不会受到如水汽、灰尘等外部环境对环网柜的电气性能的影响。
减少了设备的维护、延长了使用寿命。
3 结构及原理及特点HXGN（GS400）-12气体绝缘环网柜结构是：隔离开关组件、固封极柱、连接导体、电缆连接锥安装在由不锈钢板焊接的密封箱体内，三个母线扩展锥按前中后顺序安装在密封箱体的上部，三个电缆连接锥按左中右的顺序安装在焊接气箱的正面下部，母线扩展锥的内部浇注隔离刀合闸静触头，母线扩展锥上空套防护罩，密封箱体的底部安装防爆膜，伸出焊接气箱的隔离开关操作主轴的前端与操作机构的隔离开关机构输出端相连；隔离开关操作主轴的后端固定在固封极柱的安装板上，固封极柱内部浇注有真空灭弧室静端触头真空灭弧室和真空灭弧室动端触头。
中压环保气体绝缘环网柜绝缘设计摘要：.在柜式气体绝缘金属封闭开关设备中广泛被应用.F6，F6是一种优良的绝缘以及灭弧介质，但其是温室效应气体，而且在灭弧时会产生有毒气体，在中压开关柜领域，采用真空开断技术和使用环保型气体绝缘的技术代替SF6日趋成熟。
本文分析了中压环保型充气柜设计。
还对环保型充气柜的隔离断口距离和对地距离的进行分析，并分析如何提高气隙中的击穿电压。
关键词：12kV; 环保型环网柜; 设计前言柜式气体绝缘金属封闭开关设备（C-GIS）一般被称为充气柜，其将真空断路器、高低压进出母线、三工位开关等高压元件封闭在充有相对压力为0～0.1MPa气体的金属壳体内。
充气柜有以下优点：①利用气体绝缘，极大地缩小了开关柜的体积和占地面积；②高压元件被封闭在充满绝缘气体的气箱内，不受外界环境影响。
充气柜中的绝缘介质通常采用六氟化硫（SF6）气体。
SF6的优点是耐电强度高、灭弧能力强、无毒及化学性质稳定，是一种优良的绝缘及灭弧介质。
SF6的缺点是温室效应严重，全球变暖潜能值是23900，而且SF6的化学性质稳定，可在大气中存在3200年以上，排放到大气中基本不会自然分解。
但在过去数十年中，全世界进行了大量的探索和研究，还没有发现或发明一种气体能在绝缘强度、灭弧性能及化学稳定性等方面全面替代SF6。
但在12～40.5kV的中压领域，由于可以采用真空开断，所以仅需找到一种能在耐电强度，化学稳定性等方面能替代SF6的绝缘气体即可。
本文主要从中压环保型气体绝缘（非SF6等温室效应气体）环网设备的气体绝缘介质选择、复合绝缘材料的应用、电场优化等方面加以论述，提出提高中压环保气体绝缘还网柜的绝缘水平的方法，设计了12kV干燥空气绝缘环网柜。
1 绝缘气体的选择不考虑开断性能的话，N2、CO2和干燥空气可作为SF6替代气体。
通过查找有关资料，CO2绝缘性能最低，且是温室气体。
N2和干燥空气的绝缘性能都约为SF6的1/3。
