SF6全绝缘环网柜的工程设计

SF6全绝缘环网柜的结构特点和工程设计

黄冬玥

（上海天灵开关厂有限公司上海 201800）

[摘要]

本文以上海天灵LMG/LCG-12环网柜为例，主要介绍了SF6全绝缘环网柜的结构、功能和特点，并论述了SF6全绝缘环网柜在10kV配网供电系统中如何进行工程设计。

[关键词]

10kV；SF6；全绝缘；环网柜

1 引言

随着国家经济建设的快速发展，城市电网负荷越来越大，密度越来越高，城市电网供电方式逐步向环网型供电方式发展。环网供电技术以其独特的优越性在城网配电系统中得到了广泛运用，在配电网系统中发挥着控制和保护作用。

SF6全绝缘环网柜是一种以低压力SF6气体作为绝缘和灭弧介质的开关柜，与SF6半绝缘环网柜相比，更具安全可靠，免维护，结构紧凑，小型化，易扩展，方案组合灵活多样等优越性，是环网供电和终端供电的重要开关设备，因此在国内已得到普遍使用。LMG/LCG-12系列环网柜是由上海天灵和加拿大雷泽瑞奇公司合资生产的开关设备。综合这一产品的结构、性能和特点，就SF6全绝缘环网柜在10kV配网供电系统中如何进行工程设计作以下详细的论述。

2 SF6全绝缘环网柜的结构特点

2.1概述

SF6全绝缘环网柜以负荷开关、负荷开关-熔断器组合电器、隔离开关-断路器等主开关构成各功能单元和密封气箱，它将所有高压带电部分如负荷开关、母线侧接地开关、母线等密封在充有低压力SF6气体的不锈钢箱体内，以SF6作为灭弧介质，采用电动或手动储能弹簧操动机构，其母线通过母线连接器可以在左右方向任意扩展。适用于中压配电系统，可以根据不同的设计方案，任意排列，完成不同的配电任务。

2.2 SF6全绝缘环网柜的类型

图 1 SF6全绝缘环网柜的9种基本柜型

1、SF6全绝缘环网柜按用途可分为以下9种基本类型（见图一）：

①负荷开关柜（C）

主要应用于：电缆进出线连接、分支、分段和控制等。

②负荷开关+熔断器组合电器柜（F）

主要应用于：二次配电网容量在1250kVA及以下的终端配电变压器的控制和保护。

③断路器柜（V2）

不仅可应用于：电缆进出线连接、分支、分段和控制等。

也可应用于：较大容量配电变压器的控制和保护。

④电缆引入柜（B）

SF6气体绝缘，高压部分在SF6气体内。

主要应用于：电缆进线的引入。

⑤计量柜（M2）

空气绝缘。

主要应用于：供电部门进线计量。

⑥母联柜（I）

主要应用于：两段母线的分段与联络。

⑦电缆引入柜（A2）

空气绝缘，电缆接头与母线直接相连，有金属保护外壳。

主要应用于：电缆进线的引入。

⑧压变柜（CPT）

带负荷开关的PT柜，可以拖动电机照明设备，便于PT维护和检修。

⑨压变柜（APT1）

空气绝缘。

PT最大容量为5000VA，可以拖动电机照明设备。

2、SF6全绝缘环网柜按结构可分为模块式（LMG-12）和共箱式(LCG-12)两大类。

①模块式（LMG-12）：气箱为单气箱，即每间隔只有一个气箱。

②共箱式(LCG-12)：气箱为共气箱，即几个间隔（两至四间隔）共用一个气箱。共箱

式每个模块最多具有四个功能单元（四个单元中C、F功能任意组合，如CC、CF、CCF、CCC、CFF、CCCC、FCCF、CFFF等）。

2.3 SF6全绝缘环网柜的主要特点

1、全密封、全绝缘

所有高压带电部分全部密封在充低压力SF6气箱内，不受外界环境影响，如：污秽、潮湿、盐雾、小动物等。

2、柜体尺寸小

使用三工位旋转式负荷开关，有效减少零部件数量，实现了机械五防联锁。真空断路器充以SF6 绝缘气体使整体结构更紧凑。限流熔断器也向小型化发展，两者结合，柜体越来越小。

3、模块化的设计

采用模块化的设计方案，其基本模块单元为负荷开关模块、负荷开关-熔断器组合电器模块、隔离开关-断路器模块及其他特殊功能模块任意组合，任何模块之间都可以利用硅橡胶母线连接器实现任意扩展和连接。

4、绝缘性能高

气箱采用进口3mm不锈钢板激光焊接完成，保证设备在运行中的高强度要求，防腐蚀，防涡流影响，防护等级可达IP67。气密性非常好，可保证30 年不漏气。

5、零表压下耐压

即使发生漏气，或漏到零表压，仍能确保设备的绝缘和开断性能，正常使用。

7、激光焊接

防止长期使用中，气箱焊缝因温差变化引起的气箱呼吸效应使得焊缝疲劳开裂。

8、全屏蔽电缆进出线

电缆连接采用标准DIN标准型的电缆套管，安装方便、可靠。

2.4 SF6全绝缘环网柜的结构特点

2.4.1 总体结构

SF6全绝缘环网柜总体结构分为两大部分，充气的密封箱体部分

和控制室、电缆室、框架、泄压通道等不充气部分。高压主回路置于

充气的密封箱体内，机构室位于正面的上方，电缆室位于正面的下方，

泄压通道位于后下方。用全屏蔽电缆终端进出线。

图 2 柜体结构

2.4.2部件结构

2.4.2.1密封箱体

气箱充以SF6气体，采用全焊接密封技术，并经过同步抽真空氦检漏。在整个运行寿命期间不需要重新充气而能保持安全操作。

2.4.2.2三工位负荷开关

安装在充气壳体内的负荷开关是三工位负荷开关，有合闸、分闸及接地三个位置。当动刀片位于分闸位置时，它有足够的绝缘距离。用一个操作手柄可以分别对主开关和接地开关进行合分操作，主开关和接地开关之间有机械联锁。

图 3 三工位负荷开关

合闸状态分闸状态接地状态

图 4 三种开关位置状态