浅谈环网柜在配电网中的应用.pdf

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电力安全技术
第12卷(2010年第7期)
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浅谈环网柜在配电网中的应用
王加臣,吉玉雯,鲁晔
(苏州供电公司,江苏苏州215004
〔摘要〕介绍了我国配电网中环网柜的种类和性质,总结了环网柜在使用过中出现的问题,并对此
提出了在环网柜选型工作中应注意的事项,以保证环网柜在配电网中的安全、可靠运行。
〔关键词〕配电网;环网柜;可靠性
随着经济的发展和技术的进步,城网中采用电体,使电弧冷却而熄灭。产气式负荷开关的特点是
缆化供电已成为配电网发展的必然趋势,而环网供分合的电流越大,电弧越强,分解的气体越多,灭
电以其经济性和可靠性成为配电网络电缆化的首选弧效果也就越好。因此,产气式开关分合较大电流
形式。城市配电网的发展使环网供电在用户供电方的能力较强,相反,分合小电流的能力较弱。另外,
案中占的比例越来越大,而作为环网供电主设备的产气材料可能会耗尽,而其耗尽的时间具有不确定
环网柜,则越来越受到供电部门和用户的重视。环性。
网柜主要应用于配电线路的开闭所、环网室、配电1.2压气式环网柜
所、预装式箱式变电站等,数量大、种类多。
压气式环网柜因采用压气式负荷开关而命名。
气式开关利用压缩空气吹弧,当开关分间时,压
1环网柜的种类和性质
气活塞快速运动,将气缸内的空气压缩;当灭弧触
环网柜的分类,其实质在于其所使用的负荷开头分离产生电弧时,压缩气体经喷口吹向电弧,使
关不同,环网柜因此也是以负荷开关来命名的。负电弧拉长,在电流低点熄灭。
荷开关是介于断路器和隔离开关之间的一种开关电1.3真空环网柜
器,具有简单的灭弧装置,能切断额定负荷电流和
国内多年生产和使用真空断路器及真空开关
定的过载电流,但不能切断短路电流。负荷开关柜,真空技术相对比较成熟。我国厂家自行开发生
的结构,比隔离开关增加了灭弧装置,但比断路器产了各类真空环网柜,多家厂家开发的不同形式的
简单。负荷开关与高压熔断器串联形成组合电器,真空环网柜在型式试验中均表现出较高的性能。虽
可代替价格昂贵的断路器使用。用负荷开关切断负然真空环?柜有较高的技术指标,但始终未能被广
荷电流,用熔断器切断短路屯流及过载电流,这样泛使用,主要有以下2个方面的原因:
就降低了配电装置的成本,而且操作和维护也较简
(1)操作机构不过关。由于真空开关的操作机
单。环网柜的主要性能取决于所使用的负荷开关的构设计较复杂,基于日前国内的原材料、加工工艺
性能。因此,环网柜的发展过程,实质上就是负荷和质量控制水平,国内厂家生产的操作机构质量尚
开关的发展过程。
未真正过关。
环网柜的发展和运用基本上经历了从最初的产
2)运行维护困难。如何检测真空环网柜的真
气式环网柜到压气式、真空式环网柜,以及目前广空度是运行维护中的一大难题。
泛运用的SF。半充气、全充气环网柜
1.4SF环网桓
1.1产气式环网柜
进口SF。环网柜以其性能优良、运行可靠、全
产气式环网柜是我国最早使用的环网柜,主要充气、免维护而受到供电部门和用户的普遍欢迎,
在20世纪80年代末和90年代初应用。产气式负荷典型的SF。环网柜有施耐德RM6、 ABB Safering、
开关利用固体产气材料(如有机玻璃)制成灭弧元件,西门子8DJ20等,但同时也暴露出一些不足:
在开关分合电流电弧的作用下,产气材料分解出气
(1)组合不灵活,只能从厂家所提供的若千方
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案中选取,难以满足用户各种不同的需求
正常可靠分闸,而无法使故障变压器失电,造成变
(2)电房设备运行后,无法扩展;
压器故障扩大,造成严重损坏。事故发生的原因就
(3)需要电缆头等专用配件,成本较高;
是操作机构控制分闻动作的拉线行程过大,导致熔
(4)安装要求严格,如安装达不到要求,则无断器顶针的冲击力无法让负荷开关的分闸机构顺利
法达到其应有的性能
完成分闻操作。但此类缺陷可以通过调节分闻拉线
由于全充气环网柜组合不灵活,致使可扩展型螺母松紧度进行解决,同时将主变単元的熔断器模
的半充气SF环网柜在配电网中的用量増大。半充拟试验纳入验收投运前的必做试验之一。
气环网柜每个单元均有独立的气包,易于扩展,安2.4均压罩的材质问题
装、更换方便。目前使用较多的环网柜有施奈德的
半充气环网柜不采用可触摸式电缆头搭接,
SM6环网柜,ABB的 Uniswitch环网柜、西门子的般使用均压單去解决电缆头联接处相间距离不够的
8DH10环网柜等。随着国内生产厂家对SF。负荷开问题。但是铝质均压罩极易受潮湿环境的影响,尽
关技术的逐步掌握,国产SF。环网柜的数量和质量管配合使用防止凝蕗的加热器,但其在潮湿区域效
也得到稳步提高。但目前,国内10kV、20kVSF。果并不明显。在20kV配电网系统中,均压軍锈蚀
环网柜的市场土要还是由国外公司(如施耐德、AB严重,表面不平整和白色粉末状锈蚀物使得均压罩
等)占据
表面电场不均匀,反而失去了均压作用。由于均压
罩相间距离小,加上日夜气温差异,在气包底部形
2SF。环网柜存在的问题
成凝露并回流至均压罩部位,形成放电通道,而气
2.1SF。气体的微水含量问题
包底部伞群部位环氧材质遭电腐蚀严重,最终引起
无论进口还是国产SF环网柜,很少提供SF。微相间放电。放电使均压罩间及气包底部表面绝缘形
水含量试验报告。作为设备运行单位,供电公司也成放电通道,最后形成表面绝缘击穿,整个放电贯
无法对微水含量进行测量。SF。环网柜气包内气体通是个缓慢过程。苏州配电网20kV系统曾发生过
较少,如果用目前常用的DP19做微水试验,气包气多次环网柜均压貿相间放电现象,环网柜所在变电
体几乎会被放空。以目前的设备和技术条件,无法站多已运行5年以上,周边环境潮湿,环网柜室内
进行微水测量。但SF。气体水分含量的高低直接影设备单元较少,没有可靠、持续的加热器电源,凝
响SF。灭弧性能及设备的安全操作性能。对于运行露现象较严重。针对凝露情况,供电公司采取了积
多年的SF。环网柜,如何判断其灭弧性是道难题。极措施,进行环网柜均歴罩的改型,改用硅橡胶材
2.2SF泄漏问题
质绝缘作为电缆头护罩,护罩内部采用半导层,仍
SF。环网柜可能存在密封不严的气体泄漏问题。能起到均压作用。改进型环网柜已经通过凝露、耐
苏州供电公司配电网使用的多数半充气环网柜往往压试验,即将进入配电?进行试运行。
不设SF。压力指示,而实际运行情況表明,进口设
备虽然具有良好的密封性能,但也有漏气现象发生。3SF环网柜的选型
由于没有气体隘视装置,即使漏了气用户也不知道,
结合以上运行经验,做好环网柜的选型工作应
容易成为事故隐患,特别是环网柜在零表压下的性注意以下3点
能(绝缘、投切等)和耐内部电弧故障性能。而此类产
(1)选用可扩展型的环网柜,组合灵活,安装
品往往多用手动机构,运行人员与设备是面对面地简易,易于扩展,是SF。环网柜的使用方向;
操作,一且发生事故,后果不堪设想。目前半充气
2)从便于维护的角度来看,SF负荷开关最好
环网柜带压力指示已成为硬性指标纳入SF。环网柜装有能监测SF。压力的监测装置,否则,应通过零