(1)空气绝缘环网柜。以空气作为绝缘介质，占地面积大，体积大，易受环境影响。

  (2)SF6环网柜。以SF6气体作为绝缘介质，主开关封装在一个充满SF6的密闭金属壳体内，操作机构置于金属壳体外。由于壳体封闭，不受外界环境影响，体积比一般空气绝缘环网柜小很多，是目前使用最多的环网柜。

  (3)固体绝缘环网柜。采用固体在允许电压下不导电的材料作为主绝缘介质，将开关和所有带电部分用环氧树脂等在允许电压下不导电的材料进行包裹、浇注，由于开关内部相间及对地安全绝缘距离缩小，尺寸和体积与SF6环网柜相似，并且无SF6排放，可实现免维护。

  环网供电指在不同变电站或同一变电站不同母线的两路(或以上)出线，相互间连接形成环路进行供电的方式。其优点有:每一条配电支路既可以从其左侧干线取得电源，也可以从其右侧干线取得电源，即任意一侧干线发生故障，可以从另一侧继续供电。尽管是单路供电，但对每一条配电支路来说得到了类似双路供电的效果，可靠性大幅度的提升。我国规定城市环网供电主接线安全准则”，即如果线路上有N个负荷，当任何一个负荷出现故障，它都能接受转移过来的负荷，保证其余“N－1”个负荷继续安全供电，不会引起停电或限电。

  联合国政府间气候平均状态随时间的变化专门委员会(IPCC)和美国环境保护署(EPA)都将SF6列为极度有害、影响最大的温室气体;欧盟F-Gas法规(2006)规定:除没有可行替代品的电力开关柜外，禁止在绝大多数领域使用SF6。

  (1)购置监测SF6泄露装置。用于SF6气体检漏、SF6浓度和氧气含量监测、微水含量检测等。

  随着生产结构的一直在优化和产品生产标准化程度的逐步的提升，固体绝缘环网柜的产品质量越来越稳定，价格也逐步降低。有些国家为减少SF6的使用和排放，对不采用SF6的产品给予5%～10%的奖励，这样用户在决策过程中不仅仅考虑购买成本;也可以借鉴国外做法，在一些对环境要求高的项目和新项目中优先使用固体绝缘环网柜，如居住小区、公共建筑、市政建设等，同时逐步减少SF6环网柜的使用;可根据厂家承诺寿命逐步淘汰并替代即将到期或运行中的SF6环网柜，并对使用环保型固体绝缘环网柜的用户给予一定的补贴，以支持环保型产品。随着用户环保意识的增强，以及对产品整个寿命期总投入的考量，固体绝缘环网柜前景广阔。

  1.2 环网接线)普通环形接线。单一电源供电，由电缆本身构成环式，保证某段电缆故障时其余各个负荷可靠供电，如图1所示。

  图1 普通环形接线)不同母线出线的环式接线:此类接线方式中有两个电源，一般开环运行，供电可靠性较高，运行方式比较灵活，如图2所示。

  图2 不同母线)单环形接线。电源取自不同变电站或两段母线，网路中任一段电缆检修时，不会造成任意一个负荷停电，如图3所示。

  SF6是造成大气温室效应的主要气体之一，但SF6具有理想的电学性能(绝缘、灭弧、冷却性能好)，负电性强，热传导性和热稳定性好，可循环使用，对周围环境(潮湿、污染和高海拔)不敏感，使用空间小等优良特性，因而作为绝缘和灭弧介质被普遍的应用于电气设备中，以实现更紧凑的柜体尺寸。SF6在电力工业中用量最大，据统计每年生产的SF6气体中80%用于电力设备。

  (2)配备SF6回收装置。SF6灭弧过程中在气箱内会产生SF4等副产物，因此寿命期后不仅要回收剩余的SF6气体，更要对残留的有毒副产物进行特殊处理。

  (1)尽可能的避免SF6泄漏。SF6环网柜采用过压密封腔体，不可避免存在气体泄漏现象，在SF6气压降低时进行开断操作可靠性低，直接威胁操作人员的安全，同时设备寿命也相应减少。

  环网柜指用于环网供电的开关柜，柜型包括负荷开关、断路器、负荷开关熔断器、组合电器、母联、计量、压变等，或是这几者的任意组合或扩展。

  环网柜结构紧密相连、占地少、价格低、安装便捷、投运时间短等，满足“设备小型化”要求，大范围的应用于居住小区、公共建筑、中小企业变电站、二级开闭所、箱式变电站、电缆分支箱等。

  图3 单环形接线)双环形接线。每个负荷都可从一个独立环网取得电源，可靠性非常高，如图4所示。

  图4 双环形接线)双电源双“T”形接线。两回电缆线分别接自不同分段的母线，每个负荷可以从两回电缆上取得电源，这样的形式对双电源用户基本做到不停电，非常适合于某些重要用户，如图5所示。

  图5 双电源双“T”形接线)真正免维护。固体绝缘环网柜取消了SF6能承受压力的容器，开关本体的内绝缘与灭弧采用真空介质，外绝缘采用绝缘筒等固体在允许电压下不导电的材料介质。绝缘筒采用固封技术，将真空灭弧室、主导电回路和绝缘支撑等结合为一体，密封在金属封闭箱体中，不受外界环境影响。由于整体采用全绝缘、全密封结构，且不存在SF6泄露检测、充气、废物回收处理等问题，所以做到线 环网供电和环网柜

  “城市化”进程对配电可靠性的要求不断的提高，更多用户想要有两路(或两路以上)电源进行供电［1-2］。如采用“放射式供电”，会出现线路敷设困难、故障不易查排、电网升级和改扩建不便等问题;而“环网供电”能方便地为重要负荷提供两路(或以上)电源，简化了配电线路，方便线路敷设、减少开关设备、降低故障率并容易查找故障点。

  【关键词】环网供电;环网柜;SF6;减排;SF6气体绝缘环网柜;固体绝缘环网柜

  中国经济和建设的快速的提升使电网负荷激增，为此配电方式需一直在改进以满足配电网稳固、高质量的技术方面的要求，环网供电方式成为应用愈发广泛的配电方式之一。随技术和工艺的改进与提升，作为环网供电主设备的环网柜也不断改良并推陈出新。目前，市场主流产品是SF6气体绝缘环网柜(以下简称“SF6环网柜”)，但SF6气体是国际公认的主要温室气体之一，对环保减排而言，需要减少并限制使用。固体绝缘环网柜的出现解决了SF6环网柜的问题，并增添了许多新特点。

  表1 SF6环网柜与固体绝缘环网柜的比较项 目 内 容 SF6环网柜 固体绝缘环网柜初期投资 购买成本 低 较高运行环境 装备额外的SF6气体监测、报警、通风设施等 必需 无维护 SF6测漏、补气等 必需 无人员防护 相应的SF6防护器具等 必需 无培训 操作规程，专业技术人员培训等 复杂 简单寿命期后处理成本 相关装置对剩余SF6气体进行回收处理 必需 无柜内残余的SF6有毒副产物需要额外的特殊处理 必需 无温室气体排放 SF6排放 多 无安全性 SF6压力低时，操作开关的安全性等 低 高常规使用的寿命 存在SF6泄露等问题运行维护成本短长

  (6)隔离断口可视化。通过可视观察窗，便于观察内部三工位隔离开关的触头状态，实现现场断口可见，更确保操作人员的安全。

  (7)智能化。比SF6环网柜更易实现配电自动化。在安装开闭所监控终端(DTU)和通信装置后可以很方便地实现状态量采集和监控、“四遥”、通信、自诊断、记录上报等功能。

  目前，固体绝缘环网柜的普及受制于价格较高，及复杂的制造工艺。其工艺技术要求高于SF6气体绝缘环网柜，若工艺手段不完善，则绝缘隐患、故障概率、危害性要高于SF6环网柜，需要确保原材料质量及工艺水平。另外，固体绝缘环网柜的接线方式不够灵活，尤其是PT柜、计量柜等功能单元连接方式比较少，用户选择余地有限，这也在某些特定的程度上制约了固体绝缘环网柜的应用与发展。

  SF6环网柜对环境的潜在威胁限制了其逐步发展，寻找SF6替代品一直是各国研究的课题。固体绝缘环网柜最早由美国伊顿公司于上世纪90年代末开发并推出，其运行中不会产生任何有毒害气体，对环境无影响、可靠性更高，线)结构紧凑。在保证柜体安全和操作方便的基础上，设计得尽可能小巧，占地面积和体积甚至比SF6环网柜还小，帮助用户减少占地面积，可带来直接的经济效益。

  (5)防内部燃弧设计，更安全可靠。Enexis报告数据显示:对于主要和次要的开关设备，因内部电弧造成的巨大损失每年至少发生一次［3］。固体绝缘环网柜大都采用了防内部燃弧设计，当有内部电弧出现时，对环网柜的影响会尽可能降低，保证了设备正常运行更安全、可靠。

  固体绝缘环网柜是指将真空灭弧室及隔离开关、接地开关、主母线、分支母线等主导电回路单一或组合，然后用环氧树脂等固体在允许电压下不导电的材料包覆封装于具有一定功能、可再次组合或扩展的全绝缘、全密封的模块里，人可触及的模块表面涂覆有导电或半导电屏蔽层并可直接可靠接地。

  (1)环保型设计。不使用SF6作为绝缘和开断介质，而以真空作为开关灭弧介质，采用对环境无影响、可反复循环使用的环保材料作为主绝缘介质。而且尽可能减少元器件的数量，确保运行期间能耗低，故障点少。

  固体绝缘环网柜在技术上与SF6环网柜相当并具有一些SF6环网柜不具备的特点，如无有害化学气体排放、真正免维护、总投入更少等，慢慢的受到用户的关注和青睐。国家电网公司2011年发布的《国家电网公司第一批重点推广新技术目录》中指出:从技术可靠性和环保要求更加严格的发展的新趋势看，固体绝缘环网柜具有全面取代SF6环网柜的趋势;2012年国家电网公司正式对外发布的《12 kV固体绝缘环网柜技术条件》指出:固体绝缘环网柜技术上可完全胜任各种复杂的要求，代表了环网柜新的发展趋势，可以予以推广。这标志固体绝缘环网柜已得到行业和专业技术人员等认可。固体绝缘环网柜作为SF6环网柜的替代产品之一，将逐渐取代部分SF6环网柜，从而得到普遍应用，具有非常好的应用前景。

  【摘 要】介绍了环网供电及环网柜的特点和类型,以及使用SF6和减少温室气体排放的矛盾,分析比较了气体绝缘环网柜和固体绝缘环网柜的特点,指出固体绝缘环网柜是未来发展的趋势。

  ［2］ 程浩忠，姜祥生.20 kV配电网规划及改造［M］.北京:中国电力出版社，2010.

  (3)性能好价格低。虽然固体绝缘环网柜初期投入比SF6环网柜略高，但在整个寿命期的总投入远小于SF6环网柜，两者比较如表1所示。用户对安全风险、电网质量、成本控制和可持续性等问题的考虑日益全面，而不仅是初期购买价格，还关心总投入成本。SF6环网柜在寿命期内的维护、加气、处理泄露和最终回收等所需的成本接近于购买成本，而固体绝缘环网柜一次投入无任何后续成本。所以长久来看，采用固体绝缘环网柜的经济效益要远优于SF6环网柜。