全絕緣SF6環網柜擴展的問題研究

季亮 麥偉文

摘 要：本文以南海供電局某業擴工程為例，介紹了全絕緣SF6開關柜的結構、功能和特點，以及在工程實踐中拼柜問題的探討。

關鍵詞：全絕緣開關柜；擴展

隨著經濟發展，電網客戶用電需求也越來越大，目前配電網用戶除了對電能質量要求越來越高外，而且對供電可靠性的要求也越來越高。配電網供電方式由最初的單輻射供電正逐步向環網型供電方式發展，環網供電技術加之配以自動化裝置將是未來電網的發展趨勢。

一、全絕緣SF6開關柜的特點

（一）概述

全絕緣SF6開關柜以負荷開關、負荷開關-熔斷器組合電器、隔離開關-斷路器等主開關構成各功能單元和密封氣箱，它將所有高壓帶電部分如負荷開關、接地開關、母線等密封在充有低壓力SF6氣體的不銹鋼箱體內，以SF6作為滅弧介質和絕緣介質，采用電動或手動儲能彈簧操動機構，在柜體內為獨立氣箱的情況下，其母線通過母線連接器可以在左右方向擴展。適用于中壓配電系統，可以用于配電站、開關站，完成各種的配電任務。

（二）全絕緣SF6開關柜特殊部件

全絕緣SF6開關柜主要有以下幾個特殊的部件：

1.密封箱體

密封箱體內部裝有開關設備和母線，氣箱充以SF6氣體，額定壓力為0.03MPa，采用激光焊接全密封技術，并經過同步抽真空氦檢漏，密封性很強；在整個運行壽命期間不需要重新充氣和更換氣體，因此日常工作中不用對其進行維護。根據開關柜是否可擴展，密封箱體可以分為共箱式和獨立式箱體，只有獨立式箱體才能擴展。

2.泄壓裝置

在密封箱體下部的泄壓通道設有防爆膜，當萬一發生內部燃弧故障時，氣體迅速膨脹，密封箱體內部的高壓力氣體可將防爆膜沖開，釋放壓力，同時引導SF6氣體通過泄壓通道排入地溝以確保操作人員、柜內其他設備、與開關柜同房的其他設備的安全。

3.柜架

柜架（除去密封箱體以外的殼體部分）是所有零部件裝配的基體，同時對密封箱體起支撐和固定作用。柜架可分為三個主要隔室：操作機構室、電纜室和泄壓通道；

（三）全絕緣SF6開關柜的主要優點

1.全密封、全絕緣

所有高壓帶電部分全部密封在充低壓力SF6氣箱內，受外界環境影響較少，可以使用于一般潮濕、污穢等環境。特別適用于珠三角地區等濕度較大地區。

2.柜體小型化

使用三工位負荷開關，有效減少零部件數量。導電部件采用SF6 氣體絕緣與采用空氣絕緣的SF6 半絕緣柜相比結構更緊湊。

3.不受海拔影響

全絕緣主回路元器件內置于充氣箱體內，壓力恒定，不受海拔影響。

4.全絕緣SF6柜的可擴展性

全絕緣SF6開關柜在每一個柜都是獨立氣箱而且母線都預留了擴展接口的情況下，可以利用母線連接器進行擴展。

母線連接器是為各開關柜拓展提供電氣、機械連接的器件。一般由三只硅橡膠接合器組成，安裝在欲連接的各柜的側面上水平排列的內錐套管內，作用是將兩個柜子的母線連接起來而不需要損壞和更換密封箱體，由于其外皮是硅橡膠制成在連接母線的同時也對連接處起到了良好的封閉作用，避免灰塵、水份等雜質進入柜體。

二、全絕緣SF6開關柜拼柜設計方案分析

如何在原有全絕緣SF6環網柜增加電柜是未來幾年我院在設計過程中陸續出現的問題，因為全絕緣SF6環網柜屬于相對新穎的設備，近十年才開始大范圍使用，而由于母線接口沒有國家統一標準，導致如果在原有柜旁邊增加一面或幾面環網柜可能會出現一定的問題；

佛山市南海區X工程描述：某小區內電房現有3面HD開關公司生產的可擴展全絕緣SF6環網柜，其中一面為進線柜，兩面為出線柜。本工程現需要增加一面出線柜并引出一回ZRC-YJV22-3*120電纜電纜至本工程新建戶外開關箱作為報裝用戶的電源點。在設計過程中就產生了如何拼柜的問題，當時有以下幾個方案可供選擇：1）將現有3面可擴展全絕緣SF6環網柜全部更換，但現有全絕緣SF6環網柜全部接有電纜，如果全部更換存在著電纜頭是否可以無損抽出舊柜，無損放入新柜，具有很大的不確定性；如果不能無損抽出，則需要更換電纜，增加了大量的投資；加之現有3面柜投運不超過2年，全部更換的確很浪費；2）增加一面全絕緣柜，由于開關柜屬于供電局甲供物資。如果不采用專招，可能中標單位不是HD開關公司，由于不同柜廠母線接口匹配性不統一，可能導致無法完成拼柜。如果專招由于程序復雜，時間長，不能滿足為業擴客戶的用電需求；3）使用半絕緣SF6柜，并增加一面母線提升柜作為全絕緣SF6柜和半絕緣SF6柜之間聯結的中介，也就是說半絕柜和全絕緣柜拼柜，這方案有一個很致命的缺陷，如果原柜生產廠家不配合，另外的廠家很難實施，因為新舊柜母線的高度可以通過聯絡副柜進行調整，但是全半和全全絕緣開關柜之間的聯接件國內暫沒有一個統一的標準，各個廠家采用的連接件不盡相同，也就是母線如何從舊柜接出至新柜是個相當難處理的問題；因此此方案的前提是原有廠家的大力配合，所以這個方案也是存在很多的不確定因素；4）將現有開關柜進線方向旁邊進線電纜方向加一個半絕緣SF6出線柜，一個半絕緣母線提升柜，原電源進線從原電源進線柜移出接入提升副柜（需要重新做電纜終端頭），并從提升副柜再新建電纜接入原電源進線柜，半絕緣SF6出線柜出一回電纜至新建開關箱；本工程采用第四種方法，巧妙的解決了此工程的拼柜問題，現工程已施工完成，并運行良好。

三、結語

結論：全絕緣SF6開關柜的技術特點是非常明顯的，但由于無統一的接口技術標準，導致不同廠家的環網柜難以直接拼合在一起，本工程第四種方法雖然能解決問題，但實際過程中特別是用戶工程之類不受物資使用限制的工程，盡量采用原柜廠家生產的產品，但一定要確認其是否可擴展（如果是共箱式結構，基本上是無法擴展的）。

參考文獻：

[1] 湯繼東.中低壓電氣設計與電氣設備成套技術.中國電力出版社，2010年2月.