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ICS29.240Q/GDW 国家电网公司企业标准Q/GDW730—201212kV固体绝缘环网柜技术条件Specifications for12kV solid-insulated ring main units2012-03-02发布2012-03-02实施国家电网公司发布Q/GDW７３０—２０１２目次前言··································································································································································ＩＩ１范围·····························································································································································１２规范性引用文件··········································································································································１３术语和定义··················································································································································２４正常使用条件和特殊使用条件···················································································································２５设备型号和定义··········································································································································２６额定值·························································································································································２７设计与结构··················································································································································４８型式试验······················································································································································８９出厂试验·····················································································································································１２１０交接试验···················································································································································１３１１选用导则···················································································································································１４１２查询、投标和订货时提供的资料············································································································１５１３运输、贮存、安装、运行和维护规则····································································································１５１４安全··························································································································································１７编制说明··························································································································································１８IQ/GDW７３０—２０１２II前言固体绝缘环网柜是国家电网公司重点推广的新技术成果之一。
2024年固体绝缘环网柜市场规模分析前言固体绝缘环网柜是一种新型的电力配电设备，在电力系统中起着重要的作用。
本文旨在分析固体绝缘环网柜的市场规模，并探讨其未来发展趋势。
市场概述固体绝缘环网柜市场是一个不断发展和变化的市场。
近年来，随着电力工业的不断发展和电网规模的扩大，固体绝缘环网柜市场逐渐壮大。
尤其是在发展中国家，固体绝缘环网柜市场呈现出快速增长的趋势。
市场驱动因素固体绝缘环网柜的市场增长受到多个因素的驱动。
首先，由于电力系统的升级和改造，对配电设备的需求不断增加。
固体绝缘环网柜作为一种先进的配电设备，具有可靠性高、绝缘性能好等优点，在电力系统升级中得到了广泛应用。
其次，环境保护意识的提升也推动了固体绝缘环网柜市场的增长。
相比传统的气体绝缘环网柜，固体绝缘环网柜具有无污染、无外漏等环保特点，受到了环境保护组织和政府的青睐。
此外，固体绝缘环网柜的技术不断创新，提升了产品的性能和可靠性，也为市场的增长提供了动力。
市场规模分析根据市场调研数据，固体绝缘环网柜市场的规模呈现出稳步增长的趋势。
根据不同地区和应用领域的需求差异，市场规模存在一定的差异。
地区分析亚太地区是固体绝缘环网柜市场最大的地区，占据了全球市场的主导地位。
亚太地区发展中国家的电力系统改造和升级是推动市场增长的主要驱动因素。
欧洲和北美地区的固体绝缘环网柜市场也在不断发展，受到了当地政府的支持和鼓励。
应用领域分析固体绝缘环网柜广泛应用于电力系统的配电、变电和传输环节。
其中，变电领域是固体绝缘环网柜市场的主要应用领域，占据了市场份额的大部分。
配电领域和传输领域也是固体绝缘环网柜市场的重要应用领域，随着电力系统的发展，这两个领域的市场规模也在逐渐增大。
市场前景展望固体绝缘环网柜市场具有良好的发展前景。
随着电力工业的发展和电网规模的扩大，对固体绝缘环网柜的需求将进一步增加。
未来，固体绝缘环网柜在技术创新、产品性能优化和成本降低等方面仍有较大的发展空间。
HSM6-12G环保型固体绝缘开关柜产品概述HSM6-12G环保型固体绝缘开关柜是新一代高新技术产品，采用先进的全密封固体绝缘技术，开关设备主回路以新型环保固体材料作为绝缘介质，使该产品对环境适应能力强，运行的安全性高。
HSM6-12G环保型固体绝缘开关柜广泛应用于6.3~12kV配电系统中，使用在工业、民用环网供电开闭所、终端配电站等配电网络，为城市商业区、住宅小区、开闭所、工矿企业、轨道交通、隧道等用户的理想选择。
使用环境●环境温度：上限+40℃，下限-20℃●24小时内测得的相对湿度平均值≤95%●24小时内测得的水蒸气压力的平均值≤2.2kPa●月相对平均值≤90%●月水蒸气压力平均值≤1.8kPa●地震裂度：≤8度●周围没有易燃物质、爆炸危险和化学腐蚀的场所注：如有特殊要求请于厂家联系解决。
执行标准●GB1984 高压交流断路器●GB1985 高压交流隔离开关和接地开关●GB11022 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求●GB3804 3.6kV-40.5kV高压交流负荷开关●GB16926 高压交流负荷开关-熔断器组合电器●GB3906 3.6kV-40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备●IEC62271-200 1kV-52kV交流金属封闭开关设备和控制设备●DL/T 402 高压交流断路器订货技术条件●DL/T 404 3.6kV-40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备●DL/T 486 高压交流隔离开关和接地开关●Q/GDW 730 12kV固体绝缘环网柜技术条件产品特点环保●采用新型、可回收利用的环氧树脂，不会对环境造成污染影响。
●开关柜小型化，最大程度上减少材料的使用，降低能耗，符合国家的能源政策导向。
●完全取消SF6气体，没有泄漏隐患，不必使用后进行二次回收，更不会加剧温室气体效应，符合环保要求。
全密封、全绝缘的固体绝缘结构●开关设备主回路采用APG自动压力凝胶工艺、应力缓冲技术将导电回路完全固封，实现全密封、全绝缘。
1.固体绝缘环网柜渐成智能配电网新主力：随着科学技术的不断进步，人类对配电产品的要求越来越高，环保、节能、智能、免维护、高可靠性和低成本等成为环网柜的发展方向，在这种背景下，固体绝缘环网柜应运而生。
进入21世纪后，数家具有发明创造能力的中国民族企业在中国首创了固体绝缘环网柜这种全新的产品，为在新时期建设坚强环保的智能配电网提供了全新的技术支撑和产品保障。
经过5年左右的积极推广和应用，固体绝缘环网柜在我国正进入大规模推广应用的阶段，成为建设坚强环保的智能配电网的新主力。
新生的环网柜用于分合负荷电流、开断短路电流及变压器空载电流，一定距离架空线路、电缆线路的充电电流，它起控制和保护作用，是环网供电和终端供电的重要开关设备。
环网柜核心部件是负荷开关和熔断器，具有结构简单、体积小、价格低、可提高供电参数和性能以及供电安全等优点。
2.脱硫管道可靠性研究：项目以该厂脱硫系统管道为研究对象，研究了石灰石浆液、吸收塔浆液、石膏浆液、脱硫废水对不同内衬层磨损、腐蚀的影响，通过选择合适的材料及修补工艺，降低了脱硫系统管道缺陷发生率，提高了脱硫系统可靠性及经济性。
通过研究，掌握了不同介质对不同管道及内衬层的磨损与腐蚀规律，对脱硫系统管道防腐、防磨治理具有指导意义。
验收专家组对两项目的技术资料进行审查，经质询和讨论，一致认为，两个项目均完成了项目预期目标，提交的验收资料齐全、规范，顺利通过验收。
3.1000MW超超临界机组汽轮机调门特性曲线优化研究：该科技项目2012年顺利通过了华电国际公司验收。
项目为适应百万千瓦机组负荷特征，结合设备的运行状况、主要运行参数，研究了1000MW超超临界机组调门特性曲线，试验分析了原日立设计的配汽方式及东方汽轮机有限公司提出的新的配汽方式，有针对性地进行了两种不同配汽方式的比对，获得了最优的滑压运行曲线和调门管理曲线，而且实施后经济效益显著、安全可靠，为同类机组今后的优化运行积累了先进经验。
固体绝缘开关柜绝缘结构的设计与分析摘要：本文主要研究的是固体绝缘开关的结构，在实现过程中，一般采取的措施是用绝缘强度高于空气的绝缘介质。
本文重点研究了绝缘开关柜的内部结构，并确定了绝缘的改进措施，研究的结果有利于开关柜小型化的构建。
关键词：固体绝缘；开关柜；绝缘筒；回路电阻测量引言伴随着电力网络的逐渐成熟，对于供电的质量要求越来越高，在高质量的同时还要要求一定程度上降低对设备的维护和检修的经费，同时对于现代化的城市，由于建筑比较紧密，所以对于开关柜的尺寸要求也越来越严格，所以对于开关柜的大小有更高的要求，且开关柜的小型化也势在必行，还有就是对于开关柜的质量和性能也有了更加严格的要求。
1.开关柜的基本结构本文谈到的固体绝缘技术，也就是使用的一定的固体绝缘物质对里面的开关等设备进行包装和密封，是起到绝缘隔离作用，还需要具备的功能就是能够起到散热和连接的作用。
在对固体绝缘设备进行设计的时候，要严格要求其对电场的屏蔽作用，对于电场分离还可以通过优化电极来加强，最后的效果就是提高绝缘介质的绝缘作用。
固体绝缘材料有一个缺陷就是散热条件比较差，这对回路同流能力有很大的影响，所以为了解决这一问题就需要从源头解决，也就是减少导体的散热，另一方面还要加强散热结构的构建。
固体绝缘开关柜内部布局图如下图1所示，主要由母线室、开关室、仪表室、操作机构室以及电缆室，核心部件主要是母线和主操作机构。
母线采用硅橡胶实现全绝缘全密封结构，赋予了这种材料耐高温、耐辐射和耐臭氧性能，由于抗环境老化，极适宜于户外。
封闭母线位于绝缘筒下方。
负荷开关、组合电器、断路器的操作机构采用标准模块化结构，平稳地实现手动、电动、自动化升级改造。
主操作机构主要由弹簧操作机构、隔离与接地开关操作机构和弹簧操作机构组成，能进行电动与手动操作，升级便捷。
图 1 固体绝缘开关柜内部布布局图2.开关柜的相间与对地绝缘结构所谓的实现开关柜的小型化也就是利用固体绝缘材料和空气组成绝缘设备，这个组合可以缩短开关柜内的空间距离。
环保型固体绝缘真空环网柜在配电网中进行研究与应用中图分类号：u665.12 文献标识码：a 文章编号：目的和意义巴彦淖尔电业局通过配电网多年运行经验和对比国内外一些先进设备的基础上，从配电网运行实际情况出发和对环境保护要求的考虑，经多方对比，确定在2013年引入环保型固体绝缘真空环网柜在配电网中进行研究与应用。
与传统的环网柜及电缆分支箱相比，环保型固体绝缘真空环网柜各方面性能得到显著提高：采用可视化绝缘设计，通过增加独有的观察窗，实现对隔离刀闸三个工位的直接观察，同时配备了来电显示窗。
采用全金属外壳设计，并且在各个主要部件之间都做到了相对绝缘。
配备了经过kema 测试的电弧隔离外壳。
具有高度的安全操作性，确保操作人员人身安全。
采用一个熔断器和一个智能型继电器相结合的方式来实现对馈践保护，与传统的熔断方式保护相比，具有更好的安全性和灵活性。
设计简洁紧凑，是同类环网柜中体积最小的产品之一，节省空间。
采用固体绝缘，绿色、洁净、不含任何有毒（sf6等）气体。
绝缘介质使用清洁、干燥的空气，开关灭弧介质采用真空，真正做到了能源使用的可持续化发展。
环网柜的所有一次主电气部件和机械装置都安装在全封闭的金属外壳中，有效地防止了灰尘、湿气以及其他不利的环境因素对运行的影响。
机械装置不使用任何的润滑剂，在不违背安全操作的前提下可做到免维护。
可提供二到六单元的标准柜型及可扩展柜型的产品。
方便用户进行线路的扩展及增加计量等功能。
可在全自动化的电力网络中使用，系统具有很多的可选组件，以适应不同需要的远程信号传输和控制。
这些组件都是以标准模块的形式提供的，以便于在以后的实际改造中简单方便的进行组合。
所以不必担心因为系统的控制、显示或者通信标准等过于陈旧而落后。
这些突出的特点使其能够非常完美的满足不断变化的配电系统要求。
产品应用后可以：使电网配电系统运行更加稳定，操作更加安全。
制定相应的满足内蒙地区运行需求的环网柜技术规范。
在使用中寻找新问题，发现其优、缺点，完善相应的规范标准。
固体绝缘环网柜的电气标准、产品结构及技术摘要：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。
浅谈SF6环网柜与固体绝缘环网柜摘要：本文介绍了SF6环网柜与固体绝缘环网柜的特点，比较了两种环网柜的优缺点，固体绝缘环网柜在可靠和环保方面都优于SF6环网柜。
提出了发展固体绝缘环网柜应该关注的重点问题。
关键词：环网柜、SF6环网柜、固体绝缘环网柜1、引言环式供电系统能使配电线路简化，减少线路走廊，系统改造和发展灵活，管理方便，以及所使用的环网开关柜(简称环网柜)具有体积小、性能优越、可靠性高、接线简化、操作容易方便、造价低的优点，越来越多地被人们所认识。
在当前的城市中压配电方式中，环网配电方式是应用最为广泛的。
环网柜是环网配电方式的主设备，其发展经历了空气绝缘环网柜、SF6/空气混合环网柜、SF6全充气式环网柜及固体绝缘环网柜几个阶段，目前SF6全充气式环网柜和固体绝缘环网柜占据主要的使用市场。
本文主要比较SF6环网柜和固体绝缘环网柜的优缺点。
2、SF6环网柜2.1 SF6环网柜介绍SF6环网柜将所用的带电元件(负荷开关、接地开关、母线等)全部密封在充有一定压力的SF6不锈钢金属箱体中，以SF6气体绝缘。
灭弧介质、操作结构、熔断器仍位于空气中，便于维护及更换。
进出线通过电缆终端头连接到电缆上，电缆头选用可触摸型，没有裸露的带电部分。
在开关柜的背面或下部装有泻压阀，以备在极端故障情况下保障操作人员的安全。
其结构更加紧凑、尺寸更小、性能更加安全可靠，又因其是完全密封的，运行中不受尘埃，凝露甚至洪水等影响，可以在我国的大部分地区使用。
该类开关柜现在有两种形式：①根据开关的作用做成独立的功能单元，需要时可加以组合、连接。
该柜体积小，组合方式灵活，但缺点是拼柜困难，对土建要求高，非常适合用在一些带开关的电缆分支箱及小型户外开关站中。
②将几个功能单元组合起来，放在一个开关箱体中，共用SF6，开关上部或侧面预留扩展接口，这样实际上变成了一个小型的环网单元(RMU)，根据不同的组合可以派生出许多型号，如2进l出、2进2出、3进1出等，而且进线单元可以选用断路器。
浅谈固体绝缘环网柜的结构及优缺点浙江红苏电气科技有限责任公司（浙江柳市325604）刘辉腾一、引言环网柜（即环网供电单元，RMU）是近几年一种新兴的、发展较快的智能电网配电设备，主要用于放射性、干线式和环网供电的开闭站、终端配电站以及户外箱式配电站等配电设备中。
环网柜的绝缘介质经历了空气绝缘、空气和SF6气体混合绝缘、SF6气体全绝缘，直到现在以环氧树脂和真空绝缘为主的固体绝缘。
固体绝缘环网柜，是采用固体绝缘材料作为主绝缘介质的环网柜，将真空灭弧室及其导电连接、隔离开关、接地开关、主母线等主导电回路单一或组合后用固体绝缘介质包覆封装为一个或几个具有一定功能，并可再次组合和扩展的具备全绝缘、全密封性能的模块，人可触及的表面涂覆有导电或半导电屏蔽层并可直接可靠接地的环网柜。
二、固体绝缘环网柜的特点固体绝缘环网柜的结构设计是从符合和适应现代坚强智能电网的要求出发，具备全绝缘、全密封、模块化、小型化等主要特点。
主回路部分采用单相模块设计，一方面在运行时可以完全避免相间短路故障的发生，另一方面在极大提高维修效率的同时降低维护成本。
固体绝缘环网柜从原理结构上完全取消了SF6气体以及相应的气箱零部件，彻底解决了由于气箱内部开关短路时因压力上升而引起爆炸所造成的事故，完全避免了SF6气体分解、泄漏而造成的有害气体的排放，真正成为社会所需要的环境友好型开关产品。
固体绝缘环网柜比SF6环网柜具有更突出的抗恶劣环境的能力，在严寒、高原、潮湿、强风沙等恶劣环境下，适应性更强、更明显。
同时，固体绝缘环网柜还具备绝缘、温升、机械特性等方面的在线检测功能，以满足国内坚强智能电网的要求。
三、固体绝缘环网柜的结构目前国内外均有多家企业在研究开发固体绝缘环网柜，有的已通过型式试验，并在各地挂网运行数年。
从市场上的固体绝缘环网柜可以看出，目前，固体绝缘环网柜的结构主要有以下几种：1）只有主回路真空断路器的固体绝缘开关，如美国H&W公司。
SF6气体绝缘环网柜与固体绝缘环网柜对比分析顾宏【摘要】介绍了环网供电及环网柜的特点和类型,以及使用SF6和减少温室气体排放的矛盾,分析比较了气体绝缘环网柜和固体绝缘环网柜的特点,指出固体绝缘环网柜是未来发展的趋势。
【期刊名称】《电器与能效管理技术》【年(卷),期】2014(000)023【总页数】5页(P65-68,70)【关键词】环网供电;环网柜;SF6;减排;SF6气体绝缘环网柜;固体绝缘环网柜【作者】顾宏【作者单位】穆勒电气（上海）有限公司,上海200335;【正文语种】中文【中图分类】TM5910 引言中国经济和建设的飞速发展使电网负荷激增，为此配电方式需不断改进以满足配电网稳固、高质量的技术要求，环网供电方式成为应用愈发广泛的配电方式之一。
随着技术和工艺的改进与提升，作为环网供电主设备的环网柜也不断改良并推陈出新。
目前，市场主流产品是SF6气体绝缘环网柜(以下简称“SF6环网柜”)，但SF6气体是国际公认的主要温室气体之一，对环保减排而言，需要减少并限制使用。
固体绝缘环网柜的出现解决了SF6环网柜的问题，并增添了许多新特点。
1 环网供电和环网柜“城市化”进程对配电可靠性的要求不断提升，更多用户要求有两路(或两路以上)电源进行供电［1-2］。
如采用“放射式供电”，会出现线路敷设困难、故障不易查排、电网升级和改扩建不便等问题;而“环网供电”能方便地为重要负荷提供两路(或以上)电源，简化了配电线路，方便线路敷设、减少开关设备、降低故障率并容易查找故障点。
1.1 环网供电环网供电指在不同变电站或同一变电站不同母线的两路(或以上)出线，相互间连接形成环路进行供电的方式。
其优点有:每一条配电支路既可以从其左侧干线取得电源，也可以从其右侧干线取得电源，即任意一侧干线出现故障，可以从另一侧继续供电。
尽管是单路供电，但对每一条配电支路来说得到了类似双路供电的效果，可靠性大大提高。
我国规定城市环网供电主接线遵循“N－1安全准则”，即如果线路上有N个负荷，当任何一个负荷发生故障，它都能接受转移过来的负荷，保证其余“N－1”个负荷继续安全供电，不会引起停电或限电。
关于对固体绝缘环网柜的认识关于对固体绝缘环网柜的认识一、固体绝缘环网柜概述环网柜是一种能够实现环网供电的开关柜，由制造厂按照一次主接线的要求将几个（单回路）的开关柜组合成一面柜子或者将多个开关元件集成为一面有多个回路的柜子，这种组合或集成的成套供应的金属封闭开关设备在我国主要用于10kV的二次配电系统，在国外用于36kV及以下环网供电系统，故常称为环网柜。
目前国内中压环网柜90%以上都依靠SF6气体作为绝缘介质。
SF6气体化学性质非常稳定，具有优异的绝缘和灭弧性能，在电力设备中应用十分广泛。
SF6气体绝缘开关设备的体积小，结构紧凑，不受外界环境因素的影响、适应性极强。
但是这种气体在充气、运行、回收中不可避免地会存在泄漏和排放，成为大气环境中的一大污染源。
SF6气体是国际公认六种温室气体之一，从环境保护的角度应当少用或不用SF6气体。
另外《联合国气候变化公约》和《京都议定书》对温室气体排放均有明确的限制要求和减排目标。
我国作为签约国，在减少温室气体排放方面也承担着义不容辞的责任和义务，因此逐步减少SF6气体排放是国际社会的共识。
2013年，我国各地多次出现雾霾天气，也给我们敲响了环保的警钟，治理大气污染刻不容缓。
近年来，国内外很多公司都在开展无SF6气体的环保型固体绝缘环网柜的研究和应用。
并且有些产品已在电网上安全运行七年以上。
固体绝缘环网柜从原理制造上完全与SF6气体无关，为配电网设备领域的减排环保提供了基础保证，非常符合智能电网建设要求。
固体绝缘技术主要是指中压开关设备主回路的带电部分由固体材料进行包覆、封闭，或者将高的电场强度转移到固体绝缘材料的内部，让固体材料承担更高的电位，降低空气中的场强。
固体绝缘环网柜是采用固体绝缘材料为主绝缘介质，辅以真空灭弧室，将主回路高压带电体全部封闭，外表面覆有半导电或导电接地层，排除了外界环境的影响，并使得开关柜体积小、结构紧凑。
由于隔绝了空气水气、灰尘及冷热气源，可有效减少设备的维护次数，降低运行成本，延长开关机开关柜的使用寿命。
固体绝缘环网柜应用研究
摘要：固体环网柜作为新一代的配电产品除具有良好的环保性能外，还有具有体积小，灭弧能力强，安全可靠性高，易操作和免维护等特点；作为SF6气体绝缘环网柜的替代产品具有广泛的应用前景和价值。
关键词：环网柜固体绝缘真空灭弧室
一、产品概述
环网柜作为一次变配电设备的应用历史已有40多年，早期的环网柜产品多为空气绝缘，充油式、产气式和压气式负荷开关；20世纪80年代出现了3工位SF
6
负荷开关使得负荷开关柜的结构更加简单，负荷开关和接地开关的联锁变的简单；此时的负荷开关柜主要以空气作绝缘介质，它们具有配置灵活，便于自由扩展，组合功能单元便利、维修方便等优点。
近10年来，对供电设备可靠性要求的不断提高以及占地空间减小的要求使
以SF
6
为主绝缘的环网柜，得到进一步发展，产生了新型的全封闭全绝缘共箱式环网柜；该柜箱体采用2.5～3.0mm不锈钢板密封焊接而成，寿命周期一次性充
SF
6
气体密封；提高了设备运行的可靠性和稳定性；减少了运行和维护费用，实现了设备的小型化和免维护。
1997年《京都议定书》把SF
6列为温室气体；一个SF
6
分子对温室效应的影
响是一个CO
2气体分子的25000倍，且SF
6
气体衰减周期很长（约3400年）；全
球产生的SF
6
气体约50%用于电力行业，其中80%用于高压开关设备；目前排放到
大气中的SF
6
气体，正以8.7%的速率在增长。
国内所运行的全密封环网柜有90%
以上都靠SF
6
气体作为灭弧和绝缘介质，我国每年配电领域消耗SF6气体达4500
吨，相当于1.2万亿吨CO
2
排放。
随着全球限制温室气体的呼声越来越高，针对
大量应用的SF
6环网柜，国内、外企业都在积极研制替代产品，在保持原SF
6
环网
柜小型化的基础上，达到环保要求。
于是采用更新型、更安全、更环保的固体绝
缘环网柜的研发已提上议程。
固体绝缘环网柜是一种集绝缘母线、组合单元小型化、外固封三种技术一体，将开关及高压带电部件采用环氧树脂等固体绝缘材料进行整体密闭包封，以固体
绝缘材料作为带电体对地及相间主绝缘，并将其外表面的导电或半导电屏蔽层可
靠接地的一种新型配电设备。
二、关键元器件介绍
1.真空灭弧室：真空灭弧室是利用真空度为10-4Pa的高真空作为内绝缘和灭
弧介质，具有直径较小，绝缘强度高，燃弧时间短，灭弧能力强，电气寿命高等
优点。
其具有良好的开断性能：额定短路开断次数均在20~100次，甚至更高，
开断失败率极低；触头开距（9±1mm）及接触行程小、操作功率小，机械寿命可
高达20000次以上，具有稳定可靠的电寿命；开断额定短路开断电流后，动、静
触头间仍具有较高的绝缘水平；开断过程中不产生燃弧，高气压，因此操作危险
性小，无污染、噪音低；适用于频繁操作、工作条件比较苛刻的场所；动作机构
的故障率低，运行稳定可靠；具备使用操作简单安全、免维护等优点。
2.固体绝缘：固体绝缘技术是将电气一次回路全包裹在环氧树脂绝缘筒内，
同时优化了断路器的绝缘支撑结构，简化零件数量和压缩了断路器的体积，可以
实现集成模块化；具有易安装、免维护、体积小、耐压稳定可靠等特点。
真空灭
弧室外层采用真空浇注弹性绝缘材料填充，降低温度膨胀影响；真空灭弧室室、
电气主回路、绝缘支撑等部件有机地结合为一体固封集成极柱。
固封极柱采用采
用环氧树脂自动压力凝胶成型工艺（APG工艺）将真空灭弧室和上、下出线座等
载流元件密封成一个整体，由于选用性能优异的环氧树脂，不仅保证产品的机械，电气和耐热老化等性能，还具有良好密封性能，绝缘可靠性、耐高低温冲击和机
械冲击等性能；具有免维护、易安装等优点。
尤其更适合用于高海拔、高污染等
环境下使用。
3.母线系统：目前母线系统主要采用三元乙丙橡胶绝缘，外加半导电屏蔽层，是一种高可靠，且可触摸式屏蔽型绝缘母线。
三元乙丙橡胶适用温度：-65 ℃～250℃（结晶温度：-65 ℃，玻璃化温度：250 ℃）
拉伸强度：≥7.0MPa
伸长率：≥250%
撕裂强度：≥26.0 kN/m
拉伸永远变形：≤8%
交流电击穿强度：20～30 MV/m
这种材料具有耐高温、耐辐射和耐臭氧性能，抗环境老化，极适宜于户外等
环境。
母线采用螺栓连接，安装方便，易维护，性能稳定可靠。
4.操动机构：固体绝缘环网柜的操动机构主要有两种类型：弹簧操动机构及
永磁操动机构。
弹簧操动机构由弹簧贮存分、合闸所需的所有能量，并通过凸轮机构和四连
杆机构推动真空灭弧室触头动作。
其分合闸速度不受电源电压波动的影响，性能
稳定，通过调整弹簧的压力能够获得满足要求的分合闸速度。
其缺点是机械零件多；零件的材质、加工精度和装配精度都直接影响机构的可靠性。
弹簧机构的出
力特性，基本上就是储能弹簧的释能下降特性，为改善匹配，设计中采用四连杆
机构和凸轮机构来进行特性改善。
目前弹簧操动机构技术成熟，运行稳定的可靠，成本低廉，使用量较大。
永磁机构是一种全新的操动机构，它利用永磁保持、电子控制、电容器储能。
其优势是结构简单、零件数目少，工作时的主要运动部件只有一个，无需机械脱扣、锁扣装置。
永磁机构分为两种类型：单稳态永磁机构和双稳态永磁机构。
永
磁机构尚需经受考验，需解决好电容器的寿命问题、永久磁铁的保持力及电子器
件的可靠性等问题。
目前其应用前景较为广阔，具有较大的发展空间。
5.保护装置及智能化：固体绝缘环网柜的断路器单元可以配置相应的微机保
护装置，保护装置具有过流、速断和接地保护等功能；主要实现以下功能：
（a）SCADA功能（数字量、模拟量、脉冲量采集与检测）
（b）故障告警及参数设定
（c）系统接线图（直观显示一次系统图）
（d）事件记录
（e）遥控操作
（f）组网通讯
四、产品特点
（1）适用范围广
（a）模块化设计，各单元模块可任意和扩展，适应范围广；
（b）不使用有毒有害气体，无漏气、爆炸和内部燃弧的隐患，可以再地下室、隧道内、船舶上、以及户内户外等全工况下使用；
（c）具有绝缘性能高、环境耐受能力强、体积小、容量大、整体强度高、组合灵活、等特点；
（d）高压仓内，可填充干燥氮气，适应以下恶劣条件：高海拔、强风沙、低温、严寒、高环保要求、频繁操作场所、安全防爆场所、高烟雾、凝露条件下的安全使用性。
（2）环保
（a）产品制造中所选用的材料全部是无毒无害物质；
（b）使用中也不会排出任何有毒有害物质；
（c）材料可以再回收利用。
（3）免维护
高压开关部位处于全密封状态中（操作机构除外），免于清扫和维护，降低运维成本。
（4）安全性高
（a）所有一次带电体不外露，不产生任何可吸入颗粒物和有毒气体及温室
气体，采用插拔式扩展母线，全绝缘全屏蔽，人体可直接接触；
（b）完善的联锁，互锁系统，降低误操作可能性；
（c）三相隔离断口清晰可见，避免了误操作事故的发生；
（d）强化相间隔离结构，避免相间或多回路短路而扩大或引发爆炸事故；
（e）采用具有防爆性能的真空灭弧室。
（5）易操作
（a）操作界面友好，确保操作人员和维护人员准确操作；
（b）主回路设有观察窗和照明灯，可以监视主开关、接地开关触头的位置；
（c）一次线路模拟单线图，直观显示开关设备内部状态，使操作简捷、安全。
五、应用前景
目前固体绝缘环网柜已经正式列入《国家电网公司重点推广新技术目录(2014版)》；按照推广应用计划，2014-2016年，在国家电网公司新建或改造项
目中，固体绝缘环网柜的使用量为新增总量的15%-20%;2017-2019年，在国家电
网公司新建或改造项目中，固体绝缘环网柜的使用量为新增总量的25%-35%；固
体绝缘环网柜技术从技术可靠性和环保要求更加严格的发展趋势看，固体绝缘环
气体绝缘环网柜的趋势；
网柜具有全面取代SF
6
随着产品技术和可靠性的提高，未来固体环网柜在海上风电，光伏等新能源
领域具有广泛推广和应用前景。
参考文献：
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