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什么是固体绝缘环网柜

    中压开关柜的绝缘主要有空气绝缘和气体绝缘。空气绝缘的应用由来已久,且技术已经成熟,但空气绝缘的开关柜体积较大,易受环境影响,不稳定因素较多;气体绝缘当前主要是SF6气体,也有一部分SF6与氮气或二氧化碳的混合气体(基本处于试验阶段,未能大规模应用)。SF6气体化学性质非常稳定,具有优异的绝缘和灭弧性能,在电力设备中应用十分广泛,SF6气体绝缘开关柜的体积小,结构紧凑,不受外界环境因素的影响,适应性极强。
    SF6气体是国际公认六种温室气体之一,SF6气体一个分子对温室效应的影响为二氧化碳分子的25000倍,同时,排放在大气中的SF6气体寿命约为3400年,它对环境的影响不容小视,因此,从环境保护的角度,应当少用或不用SF6气体;从国际义务的看,《联合国气候变化公约》和《京都议定书》对温室气体排放均有明确的限制要求和减排目标,我国作为签约国,在减少温室气体排放方面所面临的国际压力越来越大,SF6气体的使用会受到越来越多的限制,逐步减少并最终停止使用SF6气体是国际社会的共识。
    国内外的科技人员在寻找合适的绝缘材料方面付出了辛勤的劳动,做了大量的试验,如将二氧化碳或氮气与SF6混合使用,以减少SF6气体的用量,虽取得了一定的进展,但效果还不尽如意。但迄今为止,大家尚未找到比SF6气体性能更好的气体和混合气体。由于近几年对绝缘材料研究取得很大的成就,固体浇注工艺和设备也大为改进,于是,人们把目光投向固体绝缘材料和技术,采用固封极柱技术,将真空灭弧室、隔离开关、主导电回路、绝缘支撑等有机结合为一整体,实现全绝缘、全密封、免维护结构。这就是固体绝缘开关柜(SIS)。固体绝缘开关柜选用环氧树脂作为主要的绝缘材料,它体积小,结构紧凑,符合环保要求,是开关柜制造行业的发展方向。
    纵观各厂家固体绝缘环网柜,在整体上大多采用分相式结构,各相独立浇注成型,这种结构大大降低了相间发生故障的概率,另外,在三相结构设计上,尽可能采用相同的结构,各相主要部件可以互换,这不仅减低设计费用和模具成本,而且降低了生产和备货的难度,同时,避免了因单一回路或单一相故障直接造成整台装置报废的问题,这也是使用部门对固体绝缘环网柜最为担心的问题之一。
    固体绝缘开关柜的具体布局方案多种多样,各有特点,如EATON公司的SVS环网柜,采用下母线的方式,隔离开关前后垂直布置;韩国英泰克的固体绝缘环网柜也是母线下置,但它采用了水平布置的真空接地开关,这一点在其它固体绝缘开关柜是没有的,其优势是带电误合接地开关时,可以确保足够的短路关合能力,但这种设计必然带来成本的增加,这种设计是否为国内市场所接受还有待观察。
    固体绝缘开关柜的母线通常为圆型,一般采用铜管。母线的绝缘有二种:一是硅橡胶绝缘或三元乙丙橡胶绝缘,表面敷以半导体层;二是采用环氧树脂浇铸方式。母线两端均有全绝缘的连接措施,确保与各相主回路的链接的可靠性。
与普通环网柜一样,固体绝缘环网柜柜的主要开关元件有:负荷开关、断路器、熔断器、隔离开关。固体绝缘环网柜均采用真空负荷开关和断路器均,真空灭弧室外层有真空浇注填充物,外部以环氧树脂浇注密封,这种结构加强了对真空灭弧室的保护。断路器操作机构可采用弹簧操作机构或永磁机构。真空灭弧室应选用知名企业产品,严把产品质量关,在浇注前后分别对灭弧室进行全面检验,进行耐压试验。
    终上所述,与气体或空气绝缘环网柜相比,固体绝缘环网柜的优势明显,小型化,免维护,环保,而且其技术越来越成熟,代表了中压环网柜的发展方向,并在实际运行中取得了可贵的实际经验,必将成为中压环网柜的主流产品。
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