小型環(huán)網柜改造方案分析

王玉濤，邢 亮，陳 亮

(石家莊供電公司，石家莊 050051)

1 小型環(huán)網柜的運行要求及存在的問題

1.1 運行要求

小型環(huán)網柜是環(huán)網柜中投入時間最早，應用廣泛的一類柜型。根據小型環(huán)網柜的運行特點，結合石家莊供電公司橋東分局運行經驗以及用電負荷的性質，認為小型環(huán)網柜應滿足以下基本要求。

a.小型環(huán)網柜采用全密封,全絕緣結構，防護等級應達到IP67。

b.小型環(huán)網柜內置負荷開關或斷路器,按規(guī)范相關要求應具有可靠的“五防”系統(tǒng)，并設置接地隔離開關，實現可靠電氣及機械閉鎖。

c.小型環(huán)網柜的開關室與母線室應明確分開，環(huán)網柜內部采用氣體或固體絕緣。

d.所選用斷路器具有電動分、合閘功能，并預留遙控、遙信接口，以適應遠方監(jiān)控需要。

e.繼電保護采用就地、微機保護方式，設過流,速斷和低電壓保護。

f.小型環(huán)網柜應滿足戶外運行的條件，寬溫限(-30～65 ℃)，防塵、防潮、防凝露的性能較高，期望壽命30年。

1.2 存在的問題

小型環(huán)網柜是配電設備中重要組成部分，擔負著客戶電能的供給和分配。石家莊供電公司配電最早投運的環(huán)網柜是施耐德公司生產的RM6型環(huán)網柜，1993年投運。后來陸續(xù)投運北京科銳公司生產的XGW型環(huán)網柜，河南許繼生產XGW型、廣州億盛生產的SF6型、亞洲電力環(huán)網柜SRM16等多種，其普遍的特點是體積小、操作簡便、設計靈活，適于城市繁華區(qū)狹小地段運行，但其主要的運行特點全部需要大量充氣運行，而部分產品無絕緣氣體無氣壓表，不能有效監(jiān)測絕緣，給運行帶來不便，并且受運行環(huán)境的影響，小型環(huán)網柜不能滿足防潮、高抗塵能力、外形美觀等要求，所以需要對小型環(huán)網柜進行改進。

2 改造方案及實施步驟

2.1 改造方案

為確保城市電網的安全性、減小小型環(huán)網柜充氣對環(huán)境影響，提高小型環(huán)網柜運行的可靠性，結合城市特點，采用固封極柱緊湊型小型環(huán)網柜是理想的選擇。由于固封極柱絕緣在VS1、ZN65、VD4等型斷路器上已使用多年，具有成熟的經驗，將其應用于小型環(huán)網柜中，可以使小型環(huán)網柜制作的更加緊湊、并且提高其防潮、防塵、防凝露能力，增強其運行可靠性。負荷開關及斷路器采用手動和電動操作機構，并配備與其分合狀態(tài)位置相符的檢測接口，具備遠程控制斷路器分合條件。對小型環(huán)網柜內部絕緣應用固封極柱技術，簡化小型環(huán)網柜結構，滿足小型環(huán)網柜運行要求。

根據改造方案，與LKE公司合作開發(fā)該產品，對設備進行了如下改進：

a.對小型環(huán)網柜中所有導電部件，包括可延伸式的母線系統(tǒng)進行全絕緣、全封閉改進，使其完全不受濕度、腐蝕和污染等環(huán)境的影響[1]。

b.對小型環(huán)網柜真空斷路器采用固封式技術，其具有25 kA的開斷電流能力，額定電流630 A，電氣壽命滿足10 000次。

c.簡化結構，緊湊布局，斷路器真空泡的動端采用獨特的滑動觸頭系統(tǒng)與母線系統(tǒng)相連，使整個開關柜體積減小，使單個真空斷路器單元或負荷開關單元柜寬度<300 mm，更加適于狹小環(huán)境運行。

d.在負荷開關氣體內充28 kPa的低壓SF6氣體，充氣氣壓降低，確保設備及操作人員安全[2]。

e.斷路器單元可配數字保護裝置，加設電動操作機構，加裝開關位置檢測裝置，能較好配合配網自動化實施。

2.2 實施步驟

2.2.1 現場研制樣機

根據現場實際,選擇1個一進三出4個單元配置方案，由斷路器與負荷開關2種單元組成，負荷開關由三工位SF6負荷開關組成，開關的觸頭及其導電部分密封于SF6氣室內，有“合閘”、“分閘”和“接地”3種工位。真空斷路器單元斷路器部分處于氣室以外，并采用固封極柱技術將所有導電部分全絕緣、全封閉。改進后的開關柜單元尺寸僅為800 mm×265 mm×1 600 mm(深×寬×高)。

2.2.2 進行型式試驗

西安高壓試驗研究所對樣機進行型式試驗，試驗后各種開關單元滿足以下技術要求。負荷開關單元主要技術參數見表1。

表1 負荷開關單元主要技術參數

斷路器單元主要技術參數見表2。

表2 斷路器單元主要技術參數

2.2.3 掛網試運行

試驗后選擇廣安大街地下購物廣場作為首選的試運行地點，一方面廣安大街位于城市中心地區(qū)，場地極為狹小；另一方面，廣安大街地下購物廣場位于地下，經常處于潮濕環(huán)境，運行環(huán)境惡劣，適合改進后的小型環(huán)網柜試運行。

2.3 實施效果

經過改進后的固封式小型環(huán)網柜，于2010年6月在廣安大街宇東房地產項目中正式投運，其運行環(huán)境較為惡劣，位于地下6 m，環(huán)境濕度經常在70%左右，經觀測其運行情況良好，無受潮凝露以及銹蝕情況出現。運行實踐證明改進后的小型環(huán)網柜完全滿足空間比較狹窄、環(huán)境潮濕、多塵場地運行。

3 結束語

隨著配網自動化改造的展開，一些不具備自動化要求的小型環(huán)網柜成為改造的重點，而這種體積小、適于范圍較廣的固封式小型環(huán)網柜是改造中理想的產品，在惡劣環(huán)境以及在自動化改造中將發(fā)揮該產品的作用，提高了小型環(huán)網柜運行可靠性，滿足多種環(huán)境的要求。

[1] 毛遠翱.配電電纜自動化改造方案的分析[J].沿海企業(yè)與科技，2009(8)：73-75.

[2] 羅學琛.SF6氣體絕緣全密封組合電器(GIS)[M].北京：中國電力出版社，2007.

本文責任編輯：王麗斌