环网柜的应用

环网柜的应用

摘要：本文主要阐述环网柜由来和定义，环网柜的分类及应用，主要介绍SF6环网柜组成、原理，在工程中应用以及经验。

关键词：环网柜高压开关柜三工位负荷开关转移电流

1、环网柜和高压开关柜

高压开关柜及其控制、信号、测量、保护及调节装置的配套组合，以及内部的机械金属构件的成套设备称为高压成套开关设备，称为高压开关柜。环网柜在《工厂常用配电设备手册》中成为环路供电装置表述：是一种将10kV供电装置，将10kV进线柜、出线柜、配电柜与计量柜成套组合在一起的配电装置。环网开关柜是高压开关柜的一个重要分支，在工厂企业、港口、高层建筑、城市及农村的小型变配电站均得到了十分广泛的应用。环网开关柜主要适用于10kV环网供电、双电源供电和终端供电系统。由于其成套性强，体积小，负荷开关作为其核心元器件，无爆炸和燃烧危险，具有“五防”功能，所以应用非常广泛。

环网柜成套选用时，适用于环路供电，就环网柜本身实质而言，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。

所谓“环网柜”就是每个配电支路设一台开关柜（出线开关柜），这台开关柜的母线同时就是环形干线的一部分。就是说，环形干线是由每台出线柜的母线连接起来共同组成的，每台出线柜就叫“环网柜”，实际上单独拿出一台环网柜是看不出“环网”的含义的。

2、环网柜的命名分类

实际上，如果柜型按照开关设备分类，有负荷开关柜、断路器柜、GIS等，并没有什么环网柜。环网柜是一个约定俗成的叫法，原指的是负荷开关柜用于环网式供电，现在经常被人当作负荷开关柜的代名词，而不管是否被用于环网式供电。负荷开关柜可以用于环网式供电、中压分界室派接、中压末端变电室供电，各地区供电部门对允许使用负荷开关加熔断器保护的变压器的规格要求不一，北

京一般要求变压器容量不大于1000kV A，深圳地区是1600kV A，通常为800kV A。

目前国内环网柜有十余种产品，一般是成套才能称为环网，单个柜子是没有意义的。环网柜由三个间隔组成：电缆室、进出间隔、变压器回路间隔。主要元器件是负荷开关、熔断器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等，而负荷开关又分为产气式、压气式、真空式、SF6式，当然在大容量环网柜中，主开关也有采用真空断路器或SF6断路器的。

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，众多厂家都在研究开发更高级的环网柜。真空环网柜和SF6环网柜是现在的主流产品。真空环网柜在型式试验中均表现出较高的性能：转移电流一般都能达到20kA，4s的短时耐受电流及50kA的短路关合能力。进口SF6环网柜以其性能优良、运行可靠、全封闭、免维护，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、环网柜在工程中应用

目前环网柜产品种类很多，如HK-10、MKH-10、8DH-10、XGN-15、SM6和FOX-HD系列。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，目前应用很少或不用，可靠性不高；高级一点的环网柜一般分为空气绝缘和SF6绝缘两种，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，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。柜体中配SF6绝缘的负荷开关为SF6式，由于SF6气体封闭在壳体内，它形成的隔断断口不可见。环网柜中的负荷开关，一般要求三工位，即切断负荷，隔离电路、可行靠接地。产气式、压气式和SF6式负荷开关易实现三工位，而真空灭弧室只能开断，不能隔离，所以一般真空负荷环网开关柜在负荷开关前再加上一个隔离开关，以形成隔离断口。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。真空环网柜和SF6环网柜由于性能指标高，是现在的主流。

4、环网柜的使用经验

总结工程中多年使用环网柜的情况，归结起来，有以下几点经验：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；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；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；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。

进口SF6环网柜同样在工程中也存在的问题，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：对施工水平要求较高，如果达不到设备对环境的要求施工，则不能满足正常应用；进口设备一般都是定型通用设备，难以达到不同用电条件的特殊要求；另外一般供货期较长，成本较高。

5、结语

工程中环网柜的尝试，以及关于环网柜应用中，解决工程中存在的各种难题、环网柜不断进步发展，都是有益启示，工程中使用进口SF6环网柜的路子，目前有利于提高配电网的可靠性，同时提高配电网水平。随着工程实践推广，国产SF6环网柜也必将提高水平，工程降低成本，必将在工程中成为越来越重要的角色。