浅谈10kV环网柜在城市配电网中应用.pdfVIP

第三届电力安全论坛 2008年第3辑 论文集(第二分册输变电安全) (总第117辑) 浅谈1OkV环网柜在城市配电网中的应用 王加臣 (苏州供电公司，江苏省苏州市215000) 摘要：随着我国城网建设和改造的不断深入发展，负荷开关设备在lOkV配电系统的环网供电和终端送电 的应用越来越多，由最初广东、北京、上海、天津等地逐步向全国推广。作为环网供电的主要设备一一环 网柜现已广泛使用，为此，分析和掌握环网柜的性质、种类、应用情况以及存在的问题，对保证这类设备 的长期安全运行大有益处。 关键词：配电网；环网柜；负荷开关；可靠性 随着经济的发展和技术的进步，城网中采用电缆化供电已成为配电网发展的必然趋势。从电缆化供电 来考虑，环网供电以其经济性和可靠性成为配电网络电缆化的首选形式。城市配网的发展使环网供电形式 在用户供电方案中占越来越大比例，而作为环网供电主设备的环网柜，则越来越受到供电部门和用户的重 视。环网柜也经历了不断改进，不断更新换代的过程。 1环网柜的性质 环网柜的分类，其实质在于所使用的负荷开关不同，因此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，比起隔离开关增加了灭弧装置，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，可代替价格昂贵的断路器使用，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，降低了配电装置的成本，而且其操作和维护也较简单。环网柜的 主要性能取决于所使用负荷开关的性能，因此，环网柜发展的过程，实质上就是负荷开关发展的过程。 2环网柜的种类 环网柜的发展和运用基本上经历了从最初的产气式环网柜到压气式、真空式环网柜以及目前广泛运用 的SF6半充气、全充气环网柜。 (1)产气式环网柜 产气式环网柜是中国最先使用的环网柜，20世纪80年代末和90年代初在全国各地广泛使用，直到1995 年8月，由机械部重大装备司、原电力部安全监察及生产协调司联合发文公布有关文件后才停止使用。产 气式负荷开关是利用固体产气的材料(如有机玻璃)制成灭弧元件，开关分合电流时，在电弧的作用下， 产气材料分解出气体，使电弧冷却而熄灭。产气式负荷开关的特点是分合电流越大，电弧越强，分解的气 体越多，灭弧效果越好。因此，产气式开关分合较大电流的能力较强，相反，分合小电流的能力较弱；另 126 浅谈10kV环网柜在城市配电网中的应用 一个缺点是产气材料可能会耗尽，而且什么时候耗尽具有不确定性。产气式开关一般转移电流800A，关合 短路电流的能力是40kA，热稳定电流一般是16kA，3s。 (2)压气式环网柜 压气式环网柜因采用压气式负荷开关而命名。压气式开关是利用压缩空气吹弧，分闸时，压气活塞快 速运动，将气缸内的空气压缩，当灭弧触头分离产生电弧时，压缩气体经喷口吹向电弧，使电弧拉长，在 电流低点熄灭。压气式负荷开关一般转移电流在lkA左右，关合短路电流能力达到50kA，热稳定电流一 般是20kA，3s。 (3)真空环网柜 随着经济发展和电网建设的不断进步，对环网柜的要求越来越高，这种形式下催产了真空环网柜。1996 年以来，中国厂家自行开发生产了各种真空环网柜，其依据是国内多年生产和使用真空断路器及真空开关 柜的经验，真空技术相对比较成熟，是开发真空环网柜的有力支撑。多家厂家开发的不同形式的真空环网 柜在型式试验中均表现出较高的性能：转移电流一般都大于2kA，一般都能达到20kA，4s的短时耐受电 流及50kA的短路电流关合能力。虽然真空环网柜有较高的技术指标，但始终未能被广泛使用，原因有以 下两个方面： 1)设计上存在缺陷，操作机构不过关。由于真空开关的操作机构设计较复杂，基于目前国内的原材料、 加工工艺和质量控制水平，还没有一家厂家生产的操作机构是真正过关的。 2)运行维护困难。真空环网柜如果普遍在配电网中运行，