浅谈10 kV环网柜在城市配电网中的应用

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1、浅谈10kV环网柜在城市配电网中的应用钟志伟冯文胜　　　（广州电力工业局，广东广州510285）  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

2、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

3、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

4、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800A，关合短路电流的能力是40kA，热稳定电流一般是16kA，3s。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

5、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1kA左右，达到50kA的关合短路电流，热稳定电流一般是20kA，3s。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2kA

6、，一般都能达到20kA，4s的短时耐受电流及50kA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

7、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

8、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