电力科技 《华东科技》 2020·12 279 SF 6 6 气体绝缘环网柜与 固体绝缘环网柜对比探讨 张 莉 （江苏大全长江电器股份有限公司，江苏 镇江 212211） 摘要：尽管 SF 6 气体环网柜经过多年的发展和质量改进，但由于其绝缘介质是 SF 6 ，所以运行过程中任旧存在气体泄漏问题，又因为这一问题本身正是产品的基础原理，所以没办法从根本上予以解决。固体绝缘环网柜使用的是绝缘套筒固化开关部件，各回路用封闭母线进行连接，实现了全封闭的整体绝缘，安全性更高。本文比较了 SF 6 气体绝缘环网柜和固体绝缘环网柜的特点。 关键词：固体绝缘环网柜；SF 6 气体绝缘环网柜；对比 固...

  电力科技 《华东科技》 202012 279 SF 6 6 气体绝缘环网柜与 固体绝缘环网柜对比探讨 张 莉 （江苏大全长江电器股份有限公司，江苏 镇江 212211） 摘要：尽管 SF 6 气体环网柜经过多年的发展和质量改进，但由于其绝缘介质是 SF 6 ，所以运行过程中任旧存在气体泄漏问题，又因为这一问题本身正是产品的基础原理，所以没办法从根本上予以解决。固体绝缘环网柜使用的是绝缘套筒固化开关部件，各回路用封闭母线进行连接，实现了全封闭的整体绝缘，安全性更高。本文比较了 SF 6 气体绝缘环网柜和固体绝缘环网柜的特点。 关键词：固体绝缘环网柜；SF 6 气体绝缘环网柜；对比 固体绝缘环网柜实现了外固封技术、绝缘母线技术、组合单元小型化技术的相互结合，开关和高压带电部件使用的是环氧树脂整体浇注的方式，将环氧树脂固封作为带电体对地与相间绝缘。固体绝缘环网柜是一种新型的配电设备，实现了对传统 SF 6 气体绝缘环网柜的巨大创新与超越，同时也是我国中压开关设备的未来发展的新趋势。2011 年，《国家电网公司第一批重点推广新技术目录》中精确指出，把固体绝缘环网柜纳入选型设备，2015 年之后，固体绝缘环网柜在新建与改造项目中的使用量至少占到新增数量的 1/4，可见这一新型设备的普及推广速度之快。 1 SF 6 气体绝缘环网柜简介 1.1 SF 6 气体的性质 SF 6 气体具有极其稳定的化学性质，纯净的 SF 6 气体无臭、无色的卤素化合物，基本无毒。SF 6 气体不具有助燃性，在空气中不会燃烧，和氨、硫酸、水、强碱、盐酸等物质也不会产生反应，在相同状态下，SF 6 气体是空气相对密度的五倍，通常以液态的形式存放在钢瓶内，为运输、存储提供方便。在温度＜150℃的环境下，SF 6 气体会表现出化学惰性，为溶于醇，不会与电气设备中的金属、有机材料等产生化学作用。 1.2 应用局限性 SF 6 气体绝缘环网柜的使用需要购置一系列辅助设备，资金投入较大。 （1）需配备 SF 6 气体泄漏的监测设备，用来监测 SF 6 气体的浓度、氧气含量、微水含量等。 （2）需配备 SF 6 气体回收设备，在 SF 6 灭弧过程中，气箱内会形成一些副产物，比如 SF 4 ，寿命期之后，除了要回收剩余的 SF 6 气体，还要专门采取一定的措施处理有毒的副产物。 （3）需配备 SF 6 气体进化设施，使其净化后再次利用。 （4）应用于变电站时，需要配置通风设备。 使用 SF 6 气体绝缘环网柜必须做到以下三点： （1）减少 SF 6 气体的泄露，当 SF 6 气压下降时进行开断操作会给操作人员的人身安全造成威胁，而且还会缩短设备的常规使用的寿命。 （2）进入变电站之前，工作人员一定做强排风处理，并穿戴好专业的防护装备。 （3）由于 SF 6 气体绝缘环网柜的使用规程、操作方式十分复杂，为了能够更好的保证安全性，工作人员一定接受长期、系统、反复的培训。 2 固体绝缘环网柜简介 2.1 特点 固体绝缘环网柜的主绝缘介质是固体在允许电压下不导电的材料，可以把真空灭弧室及其接地开关、导电连接、主母线、隔离开关等一系列导电回路进行单一或者组合，然后用固体绝缘介质将其封装起来，形成全绝缘、全密封、可再次组合与扩展的模块。在人非间接接触的表面覆盖了导电或者半导电屏蔽层，具有直接、可靠的接地性能。从原理结构上来看，固体绝缘环网柜彻底取消了 SF 6 气体和有关的气箱零部件，并解决了因气箱内部开关短路引起的压力上升、爆炸等安全事故，有效杜绝了 SF 6 气体泄露而产生的有害于人体健康的物质，具有安全、环保、可靠等突出优势。 2.2 应用现状 固体绝缘环网柜的制造工艺较为复杂，对工艺的要求也比 SF 6气体绝缘环网柜更高，相应的成本价格更高，这也是普及受到限制的重要原因。如果工艺技术不完善，就会提高故障率，埋下绝缘隐患，危险性比 SF 6 气体绝缘环网柜更大。在接线方式方面，固体绝缘环网柜的灵活性并不高，特别是计量柜和 PT 柜等功能单元的连接方式比较单一，可供用户选择的余地较少，这也在很大程度上限制了固体绝缘环网柜的推广。 3 固体绝缘环网柜和 SF 6 气体绝缘环网柜的对比 二者在绝缘介质、灭弧介质、绝缘结构、主回路的开关元件数量、并柜结构、温升、对环境的影响、制造工艺、安全性、可靠性、成本与可回收性、应用场景范围等方面各有优劣势，详细情况如表 1 所示。 表 1 固体绝缘环网柜和 SF 6 气体绝缘环网柜的对比 对比 固体绝缘环网柜 SF 6 气体绝缘环网柜 绝缘介质 固体在允许电压下不导电的材料、空气 SF 6 气体 灭弧介质 线 气体/真空 绝缘结构 隔离、接地断口采用空气和沿着绝缘表面的并联，有泄露电流的可能，沿面绝缘较多 隔离、接地断口采用了气体间隙，结构相对比较简单 主回路的开关元件数量 开关元件的数量与单元柜一致或者更多 通过组合开关能够大大减少元件数量 并柜结构 各功能单元都需要并柜，数量多于充气柜，所需要的材料多、工作量大 可共气箱不并柜或者需要并柜的数量少，所需要的材料少，工作量小 温升 较大，不易散热 散热性能好 对环境的影响 绿色环保 易引起空气污染 制造工艺 绝缘件数量多、模具工艺复杂、控制难度大 工艺成熟，易控制 安全性 安全性高，几乎不会发生爆炸 SF 6 气体泄露风险高，泄露后可能会导致爆炸 可靠性 绝缘壳体的内部空腔存在积水和凝露的可能，绝缘壳体外表面局部放电不稳定 较高 成本与可回收性 成本比较高，环氧树脂和金属剥离难度大，回收价值较低 成本低，SF 6 气体的回收费用较高，但其他材料可以分类回收 应用场景范围 对温度和海拔较为敏感，但现场可拓展，适合使用的范围广 不适应高寒与高温地区，现场可扩张性略差 4 结语 综上所述，由于 SF 6 气体绝缘环网柜将机组开关统一封装在一个气箱内，其中一个回路或者一相出现一些明显的异常问题，设备就无法接着使用。固体绝缘环网柜采用的是组合结构，灵活性更强，任何一个环网柜出现一些明显的异常问题，都能重新调整回路。而且固体绝缘环网柜对恶劣环境的适应能力更强，即使是在潮湿、高原、强风沙、严寒地区也可使用。综合比较，固体绝缘环网柜具有乐观的应用前景，是未来的主流发展的新趋势，大有替代 SF 6 气体绝缘环网柜的可能。 参考文献： [1]黄杨珏,徐晓刚,张晓星,等.模拟SF 6 环网柜气室局部放电分解特性研究[J].高压电器,2018,54(10):106-111,119. [2]徐立新,周柏杰,谭东现.干燥空气绝缘环网柜中的复合绝缘工频特性研究[J].高压电器,2019,55(4):52-59. 作者简介： 张莉（1985.12.13-），女，汉，江苏，本科，中级工程师，研究方向：SF 6 气体绝缘环网柜。