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浅谈10kV环网柜的性质、种类、应用情况及存在问题 |
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| 浅谈10kV环网柜的性质、种类、应用情况及存在问题 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-26 14:24:31  |
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摘 要：在城市配电网中，环网供电的经济效益、可靠性高，而作为环网供电的主要设备———环网柜现已广泛使用，为此，分析环网柜的性质、种类、应用情况及存在问题。
关键词：配电网 环网柜 负荷开关 可靠性
随着经济的发展和技术的进步，城网中采用电缆化供电已成为配电网发展的必然趋势。从电缆化供电来考虑，环网供电以其经济性和可靠性成为配电网络电缆化的首选形式。城市配网的发展使环网供电的形式在用户供电方案中占越来越大的比例，而作为环网供电的主设备———环网柜，则越来越受到供电部门和用户的重视。广州电力局配电网使用环网柜已有近10年历史，其间环网柜不断改进，不断更新换代。
1 环网柜的性质
环网柜的分类，其实质在于所使用的负荷开关不同，而环网柜种类的命名也是以负荷开关来命名。
负荷开关是介于断路器和隔离开关之间的一种开关电器，具有简单的灭弧装置，能切断额定负荷电流和一定的过载电流，但不能切断短路电流。负荷开关的结构比断路器简单，有着和隔离开关一样明显的可见断开点。与隔离开关不同的是负荷开关有灭弧装置，在过负荷时能通过热脱扣器使负荷开关自动跳闸。负荷开关与断路器的主要区别在于其不能开断短路电流。将负荷开关与高压熔断器串联形成负荷开关和熔断器的组合电器，用负荷开关切断负荷电流，用熔断器切断短路电流及过载电流，在功率不大或不太重要的场所，可代替价格昂贵的断路器使用，可降低配电装置的成本，而且其操作和维护也较简单。
环网柜的主要性能取决于所使用负荷开关的性能，因此，环网柜发展的过程，实质上就是负荷开关发展的过程。
2 环网柜的种类
2．1 产气式环网柜
产气式环网柜是中国最先使用的环网柜，20世纪80年代末和90年代初在全国各地广泛使用，直到1995年8月，由机械部重大装备司、原电力部安全监察及生产协调司联合发文公布有关文件后才停止使用 。
产气式负荷开关是利用固体产气的材料（如有机玻璃）制成灭弧元件，开关分合电流时，在电弧的作用下，产气材料分解出气体，使电弧冷却而熄灭。
产气式负荷开关的特点是分合电流越大，电弧越强，分解的气体越多，灭弧效果越好。因此，产气式开关分合较大电流的能力较强，相反，分合小电流的能力较弱；另一个缺点是产气材料可能会耗尽 ，而且难以知道究竟什么时候耗尽。产气式开关一般转移电流约800 A，关合短路电流的能力是40kA，热稳定电流一般是16 kA，3 s。
2．2 压气式环网柜
压气式环网柜因采用压气式负荷开关而命名。压气式开关是利用压缩空气吹弧，分闸时，压气活塞快速运动，将气缸内的空气压缩，当灭弧触头分离产生电弧时，压缩气体经喷口吹向电弧，使电弧拉长，在电流低点熄灭，压气式负荷开关一般转移电流在1 kA左右，达到50 kA的关合短路电流，热稳定电流一般是20 k A，3 s。
2．3 真空环网柜
随着经济的发展和电网的不断进步，对环网柜的要求越来越高，因此，国内众多厂家都在研究开发更高级的环网柜，1996年以来，陆续推出各种真空环网柜。
中国厂家自行开发真空环网柜的依据是国内已有多年生产和使用真空断路器及真空开关柜的经验，真空技术相对比较成熟，是开发真空环网柜的有力支撑。
多家厂家开发的不同形式的真空环网柜在型式试验中均表现出较高的性能：转移电流一般都大于2 kA，一般都能达到20 kA，4 s的短时耐受电流及50 kA的短路关合能力。
虽然真空环网柜有较高的技术指标，但始终未能广泛使用，原因有以下几个方面：
a）设计不完善。虽然多个厂家推出不同形式的产品，但至今为止，还没有一个产品令人满意。
b）机构不过关。由于真空开关的操作机构设计较复杂，基于目前国内的原材料、加工工艺和质量控制水平，还没有一家的操作机构是真正过关的。
c）维护困难。真空环网柜如果普遍在配电网中运行，如何检测其真空度的问题则成为运行维护的一大难题。
2．4 进口SF6环网柜
20世纪90年代以来，深圳、珠海等经济特区，由于信息广、规划长远、资金充足等因素影响，已开始广泛使用进口的SF6环网柜。进口SF6环网柜以其性能优良、运行可靠、全封闭、免维护而受到供电部门和用户的普遍欢迎，同时也暴露出一些不足：
a）组合不灵活，只能按厂家所提供的若干方案中选取，难以满足用户各种不同的需求；
b）电房设备运行后，无法扩展；
c）电缆头等均需要专用配件，成本较高；
d）安装要求严格，如安排达不到要求，则无法达到其应有的性能。
随着进口SF6环网柜的推广使用，原来的全封闭型SF6环网柜逐渐被可扩展型的SF6环网柜所取代。可扩展型的环网柜基本上解决了上述全封闭型柜的不足，使用灵活，易于扩展，安装简易。使用较多的有MG的SM6环网柜，ABB的RGC（半扩展）环网柜、西门子的8DH10环网柜和F＆G的GE型环网柜等。
3 环网柜使用中的一些经验和存在问题
3．1 环网柜的价格和性能状况
在各种环网柜中，价格最低的是国产空气式开关（包括产气、压气式）的国产环网柜，但性能指标较低，体积较大，可靠性不高；性能指标最好、可靠性最高、体积最小的是进口SF6环网柜，但价格最高；真空环网柜性能指标较高，但操作机构的可靠性不高，体积也相对较大。真空和SF6环网柜由于性能指标高，是发展的趋势。目前无论是国产真空负荷开关还是SF6负荷开关，都还普遍存在着操作机构不过关、可靠性较低的问题，而国产SF6开关的气体泄漏问题是否已得到很好的解决，有待于运行的检验。
目前，运行最可靠的是进口的SF6环网柜，像北京配电网大量使用西门子、F＆G的SF6环网柜，广州 、深圳、珠海等地区大量使用MG的SM6，RM6环网柜和ABB的 Uniswith，RGC型SF6环网柜，都是进口SF6环网柜推广使用的良好例子。
3．2 环网柜的使用经验
总结广州电力局多年使用环网柜的情况，归结起来，有以下几点经验：
a）SF6环网柜可靠性最高，维护量最小，建议在条件许可的情况下，基于长远利益（确保长期可靠运行、供电，减轻维护费用，免除二次投资等）的考虑，尽量一步到位使用SF6环网柜；
b）可扩展型的环网柜组合灵活，安装简易，易于扩展，是SF6环网柜的使用方向；
c）两工位开关存在安全操作上的隐患，建议以选用三工位开关为原则；
d）从便于维护的角度来看，SF6负荷开关最好装有能监测SF6压力的监测装置，否则，应通过零表压开断试验。
e）基于广州地区的气候及电房条件，应选用通过凝露试验的产品；
3．3 进口SF6环网柜存在的问题
虽然进口SF6环网柜是目前环网柜中档次最高、性能最可靠的柜型，然而，在实际运行中，也还存在着以下问题：
a）对电房条件和施工水平要求较高。进口设备对电房条件和施工水平的要求，要比目前广州电力局的实际水平要高，如果达不到设备对环境和施工
b）进口设备一般都是定型通用设备，难以达到不同电房各自的特殊要求。
c）供货期较长，成本较高。
4 结束语
广州电力局通过局内部的修造厂集中订购SM6环网柜的尝试，对我们解决以上存在问题是一个很好的启示。这样做的好处有：
a）集中订货，可形成规模效益，得到优惠价格，减少交易成本，有利于降低全局使用进口SF6环网柜的成本。
b）修造厂可保持适量存货，解决进口设备供货期长的问题。
c）由修造厂生产进口设备的配套柜型和加装用户要求的各种特殊装置，使进口SF6环网柜能适应用户各种不同的特殊要求。
多年的实践证明，广州电力局找到了一条推广使用进口SF6环网柜的路子，有利于提高配电网的可靠性，把配电网水平提到一个新的高度。
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