环保气体环网柜最新设计方案要求
环保型气体绝缘环网柜
1、随着全球气温的升高，温室效应气体越来越受到重视， 作为电力开关柜中大量使用的SF6气体将被限制使用， 因此开发新型的气体绝缘柜越来越重要，N2气作为一种 方向将在电力设备中使用。而且N2气在全寿命周期内对 环境影响最小。
SafeRing Air N2气全绝缘环网柜 二 环保型环网柜结构设计
CF
CV
CCC
CCV
CCF
CCFF
CCVV
HSLM6-12(HB) SafeRing Air N2气全绝缘环网柜
四 环保型环网柜单元与组合方式
侧出方案连接
完全的模块化设计方案可 以和所有的功能单元合并 使用
可以是左,右或是双向 带电指示单元可用
HSLM6-12(HB) SafeRing Air N2气全绝缘环网柜
12kV
2018
SafeRing Air N2气全绝缘环网柜
二 环保型环网柜结构设计
C：负荷开关单元 V: 真空断路器单元
F：负荷开关-熔断器组合电器单元
D/De:母线提升/带接地开关单元 SL: 母线分段开关模块单元（负荷开关） SV：母线分段开关模块单元（真空开关） M：计量柜单元 PT：电压互感器柜单元
真空断路器/负荷开关
真空室灭弧室灭弧 630系列套管 N2气绝缘 3mm 304不锈钢 单独气室宽度仅430mm 三工位双簧操动机构 气箱体 IP67 开关柜 IP4X
HSLM6-12(HB) SafeRing Air N2气全绝 缘环网柜
二 环保型环网柜结构设计
断路器本体和三工位隔离开关
四 环保型环网柜单元与组合方式
可扩展连接
•最小的扩展空间需求 •可选择预扩展连接 •绝缘堵头 •左右两侧扩展 •独立的模块 •达到额定电流
环保气体绝缘环网柜
环保气体绝缘环网柜随着技术的进步，工艺的完善，环保气体绝缘环网柜已成为市场的主流。
主要是干燥空气作为绝缘介质，隔离、接地三工位开关+真空断路器方案已经非常成熟。
采用母线侧隔离接地开关，彻底的解决了接地开关在环保气体中关合困难的问题，母线接地开关通过真空断路器作为关合设备，接地开关无需具备快速的关合速度来满足关合短路电流，减少预计穿烧蚀的问题。
接地开关可以做成和隔离开关一样的，无需过死点快速合闸机构，不论是扭簧机构，还是拉簧机构，结构大大简化。
真空断路器具备接地合闸时避免意外分闸的联锁，机械或电气联锁，保证维修状态时一直处于可靠接地状态，保证人身安全。
开关组件安装在密闭的干燥空气绝缘的IP67防护等级的气箱内部，采用微正压气体，一般0,02MPa，气体的含水率要求较高，相比于SF6作为灭弧介质小于150PPM来说，含水率要求还要高，有的甚至达到5PPM，采用工业化生产的高纯度的氧气和氮气按照21%、79%的气体混合，和自然状态的空气组成成分接近一致，因此颞部高压开关单元及其组成部件和空气绝缘开关设备开关基本一致。
由于SF6绝缘强度是空气的3倍，空气绝缘开关柜的要求可以作为干燥空气绝缘的环保气体开关柜内部一次元件的基本要求。
首先是空气净距要求，按照IEC60071标准，空气中电气净距的要求与开关设备的冲击耐受电压关联，不论额定电压高低或工频电压高低。
IEC60071绝缘配合第1部分: 定义、原则和规则表A.1规定了空气中的电气净距，因此带电裸导体之间及对地需要满足该标准，即对于额定电压17.5kV开关设备的雷电冲击电压95kV，最小空气间隙是160mm，对于相间及相对地都适用。
IEC 60071 附录A的表1，额定雷电冲击耐受电压和最小空气距离之间的关系（海拔1000m），见下表。
IEC 60071 附录A的表1 额定雷电冲击耐受电压和最小空气距离之间的关系（海拔1000m）IEC60071定义的空气绝缘距离是在不均匀电场情况下的最小间隙，想要进一步缩小环保气体绝缘开关柜尺寸，合理的优化导电回路和电极形状，均匀电场可以起到事半功倍的效果，均匀电场情况下，95kV 的电气间隙可由160mm降低到100mm，可大幅提高开关柜耐受冲击电压的能力，提高安全系数，又可以减少尺寸，节省材料实现成本优化。
环网柜的设计标准有哪些
环网柜的设计标准有哪些
环网柜是一种用于配电和集中控制的设备，其设计标准是确保其性能、安全和使用寿命等方面达到最佳状态的准则。
下面是环网柜的设计标准的一些要点：
1. 相关标准和规范：环网柜的设计应符合相关的国家、行业和地区标准，例如GB、IEC、ANSI等标准。
2. 等级和类型：环网柜的设计应根据需要的电压等级和类型进行选择，例如低压环网柜、中压环网柜和高压环网柜。
3. 外观与尺寸：环网柜的外观应符合美观和统一性的要求，尺寸应适应安装和布线要求。
4. 材料和构造：环网柜的主要材料应具备良好的导电、绝缘、耐腐蚀和耐磨等性能，构造应牢固可靠，以确保环网柜的安全使用。
5. 绝缘和电气性能：环网柜的设计应符合绝缘效果、耐电压、故障短路等性能要求，以保证正常运行和使用的安全性。
6. 热特性：环网柜的热特性设计应考虑导热、散热和承受负荷等因素，以避免过热和损坏。
7. 进出线装置和连接件：环网柜的进出线装置和连接件的设计应符合相应电气设备的要求，确保电流的流畅和连接的可靠。
8. 配电元件：环网柜应包含必要的配电元件，例如断路器、开关、保护装置等，其选型和布置应满足电力系统的需求。
9. 防护和安全性：环网柜的设计应考虑防护和安全性要求，如防尘、防水、防爆、防火等措施。
10. 维护和检修：环网柜的设计应考虑维护和检修的便利性，例如可拆卸和可更换的组件、标识和指示装置等。
总之，环网柜的设计标准是一个全面的准则，用以确保环网柜在性能、安全和使用寿命等方面达到最佳状态，同时还需满足相关国家和行业的标准要求。
环保气体环网柜设计方案要求
环保气体环网柜设计方案要求一、材料选择：1.环保材料：设计方案中应优先选用环保材料，如可回收材料、低污染材料等，以减少对环境的影响。
2.耐腐蚀材料：由于环网柜通常用于户外环境，设计方案中应选用耐腐蚀材料，以提高产品的使用寿命。
3.隔热材料：为了降低环网柜内部温度，减小能耗，设计方案中可以考虑在柜体内部使用隔热材料。
二、能效要求：1.高效节能：设计方案中应考虑有效节能措施，如优化柜体结构，提高隔热性能；采用节能设备，如高效率变压器和低能耗电器等。
2.无功补偿功能：环保气体环网柜设计方案中应包含无功补偿功能，以提高电网的稳定性和效率。
三、环境影响：1.噪音控制：设计方案中应采取措施降低环网柜的运行噪音，如优化柜体结构，选用低噪音设备等。
2.油污控制：由于环保气体环网柜不使用传统的绝缘油，设计方案中应采取措施确保柜体不会产生油污，如安装油水分离器等。
四、安全要求：1.防火阻燃：设计方案中应采用阻燃材料，并考虑到环网柜的使用环境，确保柜体具备良好的防火性能。
2.防雷击电磁兼容：设计方案中应考虑环网柜的防雷击和电磁兼容性能，以提高产品的稳定性和可靠性。
3.人身安全：设计方案中应考虑人身安全，如安装防触电装置、预防蓄能和防警报装置等。
五、可维护性要求：1.易维护：设计方案中应考虑到环网柜的维护便捷性，如合理布局，易拆装设计等，以降低维护成本。
2.长寿命：设计方案中应选用质量可靠的材料和设备，确保环网柜的寿命达到预期要求，并降低更换成本。
六、可扩展性要求：1.设计灵活：设计方案中应考虑到环网柜的可扩展性，使其能够满足未来网络扩展的需求。
2.兼容性：设计方案中应考虑与其他设备的兼容性，以便于将环网柜与其他设备进行配套应用。
以上是环保气体环网柜设计方案要求的一些基本方面，具体实施时还需根据实际情况进行进一步的详细设计。
环网箱(空气)
审核：张大云 编写：刘三亚 日期：2017年10月
目录
气体绝缘环网柜的发展史及优势 HSM6-12系列环网柜概述 HSM6-12环网柜技术参数 技术优势及主要元器件——技术优势 技术优势及主要元器件——主要元器件 生产设备 HSM6-12系列环网柜主要功能模块 产品应用领域
原机电部在1991年为了保证生产SF6开关设备的质量，颁布了《SF6高 压开关设备必备条件》，对35kV及以下高压开关厂提出以几点： 1、应有空气洁净度100万以上，相对湿度低于75%的场地装配，并且有 良好的通风换气条件。（特别在装配密封圈时一定要注意） 2、设有SF6检漏小室、零部件清洗间、干燥装置。 3、有可靠的SF6充放气及回收装置。 4、水压试验和气密性试验装置。 5、必备的检测条件和设备：理化检测、绝缘检测、SF6检测。 6、健全的质量管理、工艺管理制度。
1700 31.5
三、HSM6-12环网柜技术参数
技术参数
额定短时耐受电流4s 额定峰值耐受电流 额定短路关合电流（峰值） 主回路电阻 机械寿命 接地开关寿命 气箱内SF6充气压力（20℃） SF6气体年泄漏率 内部燃弧实验 防护等级 气箱 环网柜
单位
kA kA kA μΩ 次 次 MPa
K模块 负荷开关
三、HSM6-12环网柜技术参数
技术参数 正常使用环境条件
环境温度
最高温度 最低温度 +55 ℃ -40 ℃
耐受内部故障能力实验（燃弧实验）
额定短时耐受电流20kA/4s
防护等级
SF6气室 熔断器筒 开关柜外壳 IP67 IP67 IP3X
湿度
最大平均相对湿度 日平均≤95% 月平均≤95%
环网柜(SF6气体绝缘)
7
负荷开关模块-F 操作面板示意图
气体压力表
主回路操作孔 带电显示器
接地回路操作孔
可视窗口
8
组合电器模块-R 操作面板示意图
气体压力表
主回路操作孔 主回路分闸器 接地回路操作孔
带电显示器
可视窗口
9
负荷开关模块-F 主回路/接地回路
负荷开关后部透视图
负荷开关有合闸、分闸及接地三个位置.当触头(梅花
防止带电挂(合)接地线(接地开关);防止带接地(开关)合闸;防止误入 带电间隔。）操作装置配备有挂锁装置，可实现互为闭锁， HSM6-12(SM6)-F
尤其是为避免误操作，通过可视窗可以清晰看到接地开关 和主开关的动静触头的合分状态位置。 2)触头系统 触头系统采用梅花瓣型触点，触头端部由耐弧材料（铜钨合金）制成，保证了触头的长寿命及关合大故障电流能 力。
公式中： （1-1） b ——O形圈密封圈周长，b=πD0（D0为O圈中径） δ—— O形圈与法兰分离间隙 l —— O形圈压紧时与法兰接触环面宽 η—— 流体的动力粘度 （在101.325KPa,0℃时为0.0142mPa·s） Δ p —— 壳体内外压差， Δ p=p0（压力表示数）
密封
影响密封效果的几个方面
触头)位于分闸位置时,它有足够的绝缘距离.用一个操作手 柄可以分别对主回路及接地回路进行合分操作,主回路和接 地回路之间有机械连锁.
主回路合闸
两回路分闸
接地回路合闸
10
气体绝缘环网开关设备—模块式方案
方案1 方案2 方案3
FFF
FFR
FRR
11
气体绝缘环网开关设备—模块式方案
HSM6-12(SM6)紧凑式开关柜
环保气体环网柜
环保气体环网柜随着双碳目标逐步推进，电气领域去SF6化发展迅速，低电压小电流的环网柜首当其冲，12kV环保气体环网柜已经不是新鲜的产品，超过百家企业可以供货，某省网招标130多家环保气体厂家参与投标。
LK、GDY等配套供应商均可提供开关机芯(断路器+三工位开关)及其操动机构，并提供柜体、气箱图纸，成套厂主要按图生产，组装开关单元就成为一套环保气体绝缘环网柜。
环保机芯主要有几种，一是GDY式，采用环保绝缘材料压铸的真空灭弧室极柱+绝缘主轴三工位开关。
二是LK式，绝缘屏蔽真空灭弧室，三工位开关加大电气间隙加绝缘罩，六角尼龙棒主轴。
三是在SF6开关的基础上适当加大开距、爬距，并增加均压环等措施实现环保气体绝缘开关单元。
环保气体绝缘环网柜国网标准柜宽度420mm，最新标准化标准统一为上隔离接地三工位开关，这也是结合实际情况定义的，下三工位开关需要具备接地关合能力，一般要求最少E1级2次关合，优质则要求E2级5次，对于SF6气体绝缘环网柜，SF6具有较强的绝缘性能、灭弧能力，因此首先接地开关的断口间隙很小，一般60mm左右，触臂长度短，接地开关转动惯量小，操动机构弹簧做功的能量转换为角速度，因此合闸速度大; 而干燥空气或氮气气体的绝缘强度只有SF6的1/3，需要很大的电气间隙即一般大于150mm，也就是说和空气绝缘开关柜使用的接地开关如JN15-12等尺寸接近，而环网柜操动机构弹簧远低于JN15合闸弹簧的做功能量，因此合闸速度低于关合短路电流所需要合闸速度。
其次空气中击穿距离大，关合过程很早会击穿引起触头烧蚀，电弧不易熄灭。
SF6绝缘性能、灭弧性能则使击穿距离很小，电弧快速熄灭。
因此关合短路电流更容易。
采用合成气体C4+CO2等混合气体，绝缘强度与SF6相近，因此接地开关开距可以很小，合闸速度快，但电弧会导致合成气体分解，从而绝缘强度降低，因此采用上三工位开关接地关合通过断路器实现短路是非常好的方案，真空灭弧室可以满足多达30次的短路关合能力，因此接地开关本身无需具备关合能力，只需满足动热稳定即可。
12kV环保气体环网柜结构设计
12kV环保气体环网柜结构设计发布时间：2021-05-14T14:27:37.373Z 来源：《中国电业》2021年2月第4期作者：苏杭[导读] 根据输配电系统的市场需求，设计了一种12kV环保气体环网柜苏杭（1俊郎电气有限公司，浙江温州 325604）摘要：根据输配电系统的市场需求，设计了一种12kV环保气体环网柜。
根据应用需求，对气体环网柜的三个主要模块部件：开关单元（主回路+操作机构）、低压室、柜体钣金部件进行了整体设计。
关键词：气体环网柜；12kV；结构设计；1、概述开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备，开关柜内的部件主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置等组成，开关柜的分类方法很多，如通过断路器安装方式可以分为移开式开关柜和固定式开关柜；或按照柜体结构的不同，可分为敞开式开关柜、金属封闭开关柜、和金属封闭铠装式开关柜，根据电压等级不同又可分为高压开关柜，中压开关柜和低压开关柜等，主要适用于发电厂、变电站、石油化工、冶金轧钢、轻工纺织、厂矿企业和住宅小区、高层建筑等各种不同场合。
为提高供电可靠性，使用户可以从两个方向获得电源，通常将供电网连接成环形。
这种供电方式简称为环网供电。
所使用高压开关柜一般习惯上称为环网柜。
用于分合负荷电流，开断短路电流及变压器空载电流，一定距离架空线路、电缆线路的充电电流，起控制和保护作用，是环网供电和终端供电的重要开关设备。
环网柜在国外已有40多年的历史，产品已由空气绝缘和浸油式环网柜发展为共箱式SF6 环网柜和可自由扩展的SF6 环网柜、配装真空灭弧室的环网柜。
国内环网柜是在20 世纪90 年代才逐得到发展，产品已由早期的配装产气式、压气式负荷开关环网柜，走向发展配装真空或SF6 负荷开关环网柜，随着城市电网提倡的免维护、小型化的要求，SF6气体全绝缘环网柜也得到的较大的发展。
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环保气体环网柜最新设计方案要求
这两日，2022版《12千伏环网柜(箱)标准化设计方案》修编说明在朋友圈霸屏，摘录如下：12kV环网柜(箱)标准化设计方案延续了原2020版方案中一次接口、二次接口及关键元器件等要求，主要在以下方面进行了深化完善。
一是设备选型方面，方案中删去了SF6气体绝缘环网柜的相关内容
二是典型结构方案方面，删去了负荷开关柜、负荷开关-熔断器组合电器柜的相关内容，环网箱、预装式变电站中环网柜的组合方案均采用断路器间隔。
三是绝缘介质方面，环保气体绝缘环网柜中绝缘气体可采用自然气体(如氮气、干燥空气等，禁止充入微量 SF6气体)、合成气体(如C4、C5及其混合气体等)。
四是三工位开关描述及布置方案方面，三工位开关均采用母线侧布置方案并将其描述改为母线侧组合功能接地开关。
五是母线侧组合功能接地开关的联闭锁方面，当组合功能接地开关在母线侧由断路器合闸实现电缆侧接地的功能时，应具有防止断路器手动和电动分闸的机械闭锁和电气闭锁功能。
六是环网柜、环网箱壳体厚度方面，厚度要求改为公称厚度2mm 及以上，并完善了引用标准和相关要求。
七是额定参数方面，给出了环网柜、环网箱的主要参数。
八是试验细则方面，删去了SF6气体绝缘环网柜的型式试验内容
上述修编说明体现了国网在环网柜上去SF6化的动作，"2030碳达峰，2060碳中和"需要行业各方共同努力实现。
据统计2021年，环网柜SF6用量约775吨，相当于1800万吨CO2。
因此在低电压(12kV)，小额定电流、开断电流（630A)下使用环保气体势在必行
中国能源研究会发布的T/CERS 0002—2018《3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备（环保气体）》团体标准规定，对充有环保气体的充气隔室，额定充
入压力不超过 0.05 MPa(相对压力)时本标准适用。
意味着40.5kV加大充气压力到0,25Mpa不被接受。
环保气体environment-friendly gas
是指一种或多种无毒无害的气体组合，应具有良好的绝缘性能和稳定性，在混合或加工的过程中、设备运行中、在电弧、水汽等因素作用下及分解转化过程中，均不产生对人和环境有毒有害的物质，并且温室效应系数不大于 CO2。
如干燥空气、氮气等。
意味着C4/C5等混合气体不符合标准。
4.12 交流金属封闭开关设备和控制设备（环保气体）的绝缘气体额定充入水平应不大于0.05MPa相对压力。
交流金属封闭开关设备和控制设备(环保气体)的主开关装置应为真空灭弧室、三工位开关、采用全密封结构、以环保气体为绝缘，以少量固体绝缘作支撑件、正常运行时充气隔室的气压不高于 0.05MPa 相对压力，零表压下确保额定绝缘水平，但不能持续运行，运行连续性不低于LSC2 的气体绝缘金属封闭开关设备。
交流金属封闭开关设备和控制设备(环保气体)主要元器件的局放值应小于 5pc。
交流金属封闭开关设备和控制设备(环保气体)当采用干燥空气充入时，干燥空气宜采用人工合成气体，其合成用氮气 (N,) 和氧气(O)的技术要求符合 GB/T 8979 表高纯氮及 GB/T 8982 表1 医用氧的质量要求气室外采用非人工合成气体，空气中的固体颗粒和含油等级应满足 GB/T 13277.1 中的2 级要求，微水含量及其他指标符合标准要求。