固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的認識和思考
發(fā)布時(shí)間：2013-07-24 新聞來(lái)源：固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜專(zhuān)委會(huì )
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)配電設備，主要用于放射性、干線(xiàn)式和環(huán)網(wǎng)供電的開(kāi)閉站、終端配電站以及戶(hù)外箱式配電站等配電設備中。
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，直到現在以環(huán)氧樹(shù)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電連接、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、主母線(xiàn)等主導電回路單一或組合后用固體絕緣介質(zhì)包覆封裝為一個(gè)或幾個(gè)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電或半導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(diǎn)
固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的結構設計是從符合和適應現代堅強智能電網(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(diǎn)。主回路部分采用單相模塊設計，一方面在運行時(shí)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(shí)降低維護成本。
固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜從原理結構上完全取消了SF6氣體以及相應的氣箱零部件，徹底解決了由于氣箱內部開(kāi)關(guān)短路時(shí)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(huì )所需要的環(huán)境友好型開(kāi)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(fēng)沙等惡劣環(huán)境下，適應性更強、更明顯。同時(shí)，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(xiàn)檢測功能，以滿(mǎn)足國內堅強智能電網(wǎng)的要求。
固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的結構
目前國內外均有多家企業(yè)在研究開(kāi)發(fā)固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜，有的已通過(guò)型式試驗，并在各地掛網(wǎng)運行數年。從市場(chǎng)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)柜的結構主要有以下幾種：
1)只有主回路真空斷路器的固體絕緣開(kāi)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(kāi)關(guān)，如伊頓電氣、沈陽(yáng)昊誠、北京雙杰等。
對現行固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的幾點(diǎn)思考
1)固體絕緣材料。在實(shí)際運行中，由于環(huán)境的復雜性、不確定性，我們需要認真考慮環(huán)氧樹(shù)脂的老化、吸潮、絕緣和發(fā)熱等問(wèn)題，同時(shí)在加工生產(chǎn)過(guò)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(huì )高于SF6氣體絕緣環(huán)網(wǎng)柜。
2)腔體的密封問(wèn)題。對于靠空氣絕緣的隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)，我們必須處理好相應的極柱腔體的密封問(wèn)題，否則因此而引起的凝露等問(wèn)題會(huì )大大降低開(kāi)關(guān)的絕緣性能，造成開(kāi)關(guān)故障等事故。
3)固體極柱表面涂覆導電或半導電屏蔽層。據了解，目前廠(chǎng)家在固體極柱表面涂覆主要有：噴鋅、噴鋁、涂半導電漆或包覆半導電橡膠。如果不經(jīng)過(guò)分析、模擬、試驗，而只是簡(jiǎn)單的涂覆，可能會(huì )造成電場(chǎng)分布不均、局部放電不穩定等現象，從而降低固體開(kāi)關(guān)的絕緣性能，導致事故的發(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(huì )事與愿違、適得其反。
4)三工位真空滅弧室的應用。首先需考慮的是真空滅弧室內部各功能部位的絕緣性能及相互關(guān)聯(lián)的問(wèn)題;其次還要考慮真空滅弧室在各個(gè)功能位置上的動(dòng)熱穩定問(wèn)題。
5)對于三工位隔離、接地開(kāi)關(guān)，需認真考慮對應的操作機構，確保其功能位置的準確性和可靠性，并確認此操作機構與斷路器操作機構、柜門(mén)的操縱順序和聯(lián)鎖結構。
6)在固體絕緣開(kāi)關(guān)的單相極柱設計中，要認真分析周?chē)鷮щ婓w磁場(chǎng)對真空滅弧室開(kāi)斷的影響。希望在設計的分析過(guò)程中，利用電磁場(chǎng)分析軟件對整體單相極柱做電磁場(chǎng)模擬分析，合理、優(yōu)化設計結構，以確保電磁場(chǎng)的均勻性和合理性。
固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜是現代技術(shù)產(chǎn)物的結合，從其設計原理和結構特點(diǎn)來(lái)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(chǎng)所使用，它將會(huì )在我國堅強的中壓智能電網(wǎng)中扮演重要的角色。但同時(shí)，作為一種新興的環(huán)網(wǎng)柜，它還不是很成熟和可靠，需要我們設計者和企業(yè)單位去研究、去探索、去驗證。通過(guò)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(wèn)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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