固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的認識和思考
發(fā)布時間：2013-07-24 新聞來源：固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜專委會
環(huán)網(wǎng)柜(即環(huán)網(wǎng)供電單元，RMU)是近幾年一種新興的、發(fā)展較快的智能電網(wǎng)配電設(shè)備，主要用于放射性、干線式和環(huán)網(wǎng)供電的開閉站、終端配電站以及戶外箱式配電站等配電設(shè)備中。
環(huán)網(wǎng)柜的絕緣介質(zhì)經(jīng)歷了空氣絕緣、空氣和SF6氣體混合絕緣、SF6氣體全絕緣，直到現(xiàn)在以環(huán)氧樹脂和真空絕緣為主的固體絕緣。
固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜，是采用固體絕緣材料作為主絕緣介質(zhì)的環(huán)網(wǎng)柜，將真空滅弧室及其導(dǎo)電連接、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、主母線等主導(dǎo)電回路單一或組合后用固體絕緣介質(zhì)包覆封裝為一個或幾個具有一定功能，并可再次組合和擴展的具備全絕緣、全密封性能的模塊，人可觸及的表面涂覆有導(dǎo)電或半導(dǎo)電屏蔽層并可直接可靠接地的環(huán)網(wǎng)柜。
固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的特點
固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計是從符合和適應(yīng)現(xiàn)代堅強智能電網(wǎng)的要求出發(fā)，具備全絕緣、全密封、模塊化、小型化等主要特點。主回路部分采用單相模塊設(shè)計，一方面在運行時可以完全避免相間短路故障的發(fā)生，另一方面在極大提高維修效率的同時降低維護成本。
固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜從原理結(jié)構(gòu)上完全取消了SF6氣體以及相應(yīng)的氣箱零部件，徹底解決了由于氣箱內(nèi)部開關(guān)短路時因壓力上升而引起爆炸所造成的事故，完全避免了SF6氣體分解、泄漏而造成的有害氣體的排放，真正成為社會所需要的環(huán)境友好型開關(guān)產(chǎn)品。
固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜比SF6環(huán)網(wǎng)柜具有更突出的抗惡劣環(huán)境的能力，在嚴寒、高原、潮濕、強風沙等惡劣環(huán)境下，適應(yīng)性更強、更明顯。同時，固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜還具備絕緣、溫升、機械特性等方面的在線檢測功能，以滿足國內(nèi)堅強智能電網(wǎng)的要求。
固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的結(jié)構(gòu)
目前國內(nèi)外均有多家企業(yè)在研究開發(fā)固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜，有的已通過型式試驗，并在各地掛網(wǎng)運行數(shù)年。從市場上的固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜可以看出，目前，固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的結(jié)構(gòu)主要有以下幾種：
1)只有主回路真空斷路器的固體絕緣開關(guān)，如美國G&W公司。
2)真空斷路器+空氣絕緣的三工位隔離、接地開關(guān)，如伊頓電氣、沈陽昊誠、北京雙杰等。
對現(xiàn)行固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的幾點思考
1)固體絕緣材料。在實際運行中，由于環(huán)境的復(fù)雜性、不確定性，我們需要認真考慮環(huán)氧樹脂的老化、吸潮、絕緣和發(fā)熱等問題，同時在加工生產(chǎn)過程中，我們必須嚴格審核和把關(guān)固體極柱的生產(chǎn)工藝水平和生產(chǎn)工藝流程。否則，固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的絕緣隱患、故障概率及危害性可能會高于SF6氣體絕緣環(huán)網(wǎng)柜。
2)腔體的密封問題。對于靠空氣絕緣的隔離開關(guān)、接地開關(guān)，我們必須處理好相應(yīng)的極柱腔體的密封問題，否則因此而引起的凝露等問題會大大降低開關(guān)的絕緣性能，造成開關(guān)故障等事故。
3)固體極柱表面涂覆導(dǎo)電或半導(dǎo)電屏蔽層。據(jù)了解，目前廠家在固體極柱表面涂覆主要有：噴鋅、噴鋁、涂半導(dǎo)電漆或包覆半導(dǎo)電橡膠。如果不經(jīng)過分析、模擬、試驗，而只是簡單的涂覆，可能會造成電場分布不均、局部放電不穩(wěn)定等現(xiàn)象，從而降低固體開關(guān)的絕緣性能，導(dǎo)致事故的發(fā)生。所以對固體極柱表面涂覆，我們要慎之又慎，仔細分析研究，確保真正的可靠性，否則會事與愿違、適得其反。
4)三工位真空滅弧室的應(yīng)用。首先需考慮的是真空滅弧室內(nèi)部各功能部位的絕緣性能及相互關(guān)聯(lián)的問題;其次還要考慮真空滅弧室在各個功能位置上的動熱穩(wěn)定問題。
5)對于三工位隔離、接地開關(guān)，需認真考慮對應(yīng)的操作機構(gòu)，確保其功能位置的準確性和可靠性，并確認此操作機構(gòu)與斷路器操作機構(gòu)、柜門的操縱順序和聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)。
6)在固體絕緣開關(guān)的單相極柱設(shè)計中，要認真分析周圍導(dǎo)電體磁場對真空滅弧室開斷的影響。希望在設(shè)計的分析過程中，利用電磁場分析軟件對整體單相極柱做電磁場模擬分析，合理、優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)，以確保電磁場的均勻性和合理性。
固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜是現(xiàn)代技術(shù)產(chǎn)物的結(jié)合，從其設(shè)計原理和結(jié)構(gòu)特點來看，固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜是一種安全、環(huán)境友好型的新型環(huán)網(wǎng)柜，并且特別適合在高海拔、高溫差、污穢潮濕的場所使用，它將會在我國堅強的中壓智能電網(wǎng)中扮演重要的角色。但同時，作為一種新興的環(huán)網(wǎng)柜，它還不是很成熟和可靠，需要我們設(shè)計者和企業(yè)單位去研究、去探索、去驗證。通過我們共同的努力，將固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜演練成堅強中壓智能電網(wǎng)中的真正主角。
對于固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜目前存在的一些問題和不足，筆者希望能和同行、同仁們一起探討和研究。
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