环网柜是什么(一文打尽｜10kV配电环网柜基础知识)

1、环网柜概述

1.1

什么叫环网柜

实际上，如果柜型按照开关设备分类，有负荷开关柜、断路器柜、GIS等，并无环网柜。 环网柜是一个约定俗成的叫法，原指的是负荷开关柜用于环网式供电，现在经常被人当作负荷开关柜的代名词，而不管是否被用于环网式供电，如有些线路要合环运行（俗称手拉手），或有可能进行负荷割接（将一条线上的负荷切换到另一条线上）实现这些功能的配电柜就叫环网柜。故环网柜是一种能实现环网供电的开关设备，常用于环网供电系统，故俗称环网柜，也称“户外箱式环网柜”、“开闭器”。

负荷开关柜可以用于环网式供电、中压分界室派接、中压末端变电室供电，各地区供电部门对允许使用负荷开关加熔断器保护的变压器的规格要求不一，象北京一般要求变压器容量不大于 1000KVA，深圳地区可能是 1600KVA。 负荷开关柜构造简单，成本较低，体积较小，多数可以靠墙安装，一般只有熔断器保护而无继电保护。 负荷开关柜主母线载流量一般小于等于 630A，负荷开关额定开断电流一般小于等于 630A（少数达到 1700A），变压器柜（出线柜） 额定电流（熔断器）一般不大于 125A，高档负荷开关的转移电流可以达到 2800A。部分负荷开关柜可以安装专用真空断路器、SF6 断路器或采用压气等灭弧方式，短路分断能力接近或达到开关柜水平。

环网柜根据气箱结构分为共箱式与单元式；根据整体结构分为美式与欧式；根据绝缘材料分为固体绝缘式、空气绝缘式与SF6气体绝缘式；根据户内外分户内环网和户外环网。

1.2.1 美式环网柜

坚固的内壳体和外壳体， 抗外力和防爆能力强， 外壳采用不锈钢或绿色箱体。

美式传统共箱式设计， 多路进出线在一个箱体中，结构紧凑，可靠性高。

1.2.2 欧式环网柜

环网柜的壳体由独立的功能小室组成 ，主母线、负荷开关、组合电器单元都独立成室； 环网柜的充气隔室用3.0mm不锈钢板用氩弧焊焊接而成。负荷开关及母线连接均密封在SF6气体里。组合自由，扩展方便。

1.2.2.2 气包式欧式环网柜

环网柜由一般由开关室、熔断器室、操动机构室和电缆室（底架）四部分组成。

负荷开关采用压气内吹式结构，灭弧能力强，且不影响相间及对地绝缘，动、静触头均带有弧触头，大大提高了开断次数。

操动机构室位于环网柜正面，在每个功能回路中，负荷开关配有人力（或电动）储能弹簧操动机构，接地开关配有人力储能弹簧操动机构，面板上有分别用于负荷开关合闸操作和手动分闸旋转钮及接地开关的分、合闸操作孔，负荷开关分、合闸位置指示灯和电动分、合闸按钮，并设有模拟线、开关状态显示牌及加锁位置，负荷开关和接地开关的操作具有联锁装置，以防止误操作。

1.4

型号意义

XGW/N□-12（F 或 F · R）/630-20

X -- 箱式

W --户外

F --主开关配负荷开关

有的企业在最前面增加“H”，表明“环网”的意思。

1.5

主要技术参数

2.1

工作原理及特点

▲ 环网

环网是指环形配电网，即供电干线形成一个闭合的环形，供电电源向这个环形干线供电，从干线上再一路一路地通过高压开关向外配电。这样的好处是，每一个配电支路既可以从它的左侧干线取电源，又可以从它右侧干线取电源。当左侧干线出了故障，它就从右侧干线继续得到供电，而当右侧干线出了故障，它就从左侧干线继续得到供电，这样一来，尽管总电源是单路供电的，但从每一个配电支路来说却得到类似于双路供电的实惠，从而提高了供电的可靠性。

这些环网柜的额定电流都不大，因而环网柜的高压开关一般不采用结构复杂的断路器而采取结构简单的带高压熔断器的高压负荷开关。也就是说，环网柜中的高压开关一般是负荷开关。环网柜用负荷开关操作正常电流，而用熔断器切除短路电流，这两者结合起来取代了断路器。当然这只能局限在一定容量内。

环网柜一般由三个间隔组成，即 2 个 环缆进出间隔和一个变压器回路间隔。SF6 负荷开关是近年来不少用户体会到的一种优良负荷开关，除电寿命长，开断力强等与真空负荷开关有共同的优点外，其突出优点是容易实现三工作位(接通、断开和接地)，小电流(电感、电容)开断，抗严酷环境条件能力强。适宜在城乡中压配电网推广应用。负荷开关是带有简单灭弧装置的一种开关电器，使用 SF6 气体作为绝缘和灭弧介质的负荷开关称为 SF6 负荷开关，它可以作为关合和开断负荷电流及过载电流用，亦可以作为关合和开断空载线路、空载变压器及电容器组等，凡具有接通、断开和接地功能的三工作位负荷开关，都有结构简单、价格便宜的特点。只是负荷开关不能断开短路电流。 SF6 负荷开关+熔断器组合电器是由 SF6 负荷开关来承担过载电流(此过载电流对 SF6 负荷开关来说仍在负荷开关额定开断电流的范围以内)和正常工作电流的关合和开断，并且还要求承担"转移电流"的开断。而变压器高压侧的短路保护和过载保护由 高压限流熔断器来承担。这时一组 SF6 负荷开关及三个带触发器的熔断器，只要任何一个触发器动作，其联动机构会使负荷开关三相 同时自动分闸。 两者有机的结合起来， 就可满足配电系统各种正常和故障下运行操作保护的要求。

环网供电的方案一般采用一路环进，一路环出，两到三回做做出线回路，即形成手拉手的环网供电模式。为保证供电的可靠性，连续性，采用两个进线供电，这就形成了一个环.采用 SF6 负荷开关，3 工位(合闸，分闸，接地)，分线路，变压器。 单独一个柜子构不成环网只有是三个柜子两进一出加上电源就构成一个环。这可是最基本的环网供电了。

户外环网柜一般采用真空开关作为开断装置，SF6气体共箱式绝缘，结构紧凑，占地面积小，外形美观，可与周围环境协调配合。由于采用了全密封、全绝缘理念，RVAC环网柜内所有开关部分，含所有高压带电体及机构部分完全密封于主箱体内，不受凝露及外界污秽环境影响；主箱体防护等级可达IP67，配备库柏防水型可触摸电缆头，能有效防御雨水多发区的偶发性洪水侵害。

2.2.1 组成

▲ 柜体组成

▲ 开关柜结构

▲ 断路器柜结构

2.2.2 开关分类

负荷开关具有一定的带载分断能力，也就是说在轻载时是可以带电拉闸的，但不可频繁操作，一般的负荷开关都带熔断器，且其灭弧能力强于隔离开关。

2）隔离开关

由于断路器触头位置的外部指示器既缺乏直观，又在有些情况下不能保证它的指示与触头的位置相一致，所以用隔离开关把有电与无电部分明显的隔开是必要的。

能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。

4）接地开关

高压配电柜的接地开关，一般为输出负荷侧接地，当我们检修高压配电柜负荷侧时（如：紧固螺栓、拆装电缆等），就要分断开关，同时合上配电柜的接地开关，这样可以防止突然来电引起触电事故，另外可以放尽剩余电荷，有利于检修安全。

2.2.3 开关类型

▲ 断路器柜

2.2.5 间隔

▲开关间隔

▲母线间隔

▲操作结构间隔

2.2.7 SF6断路器

▲SF6断路器

2.2.8 连锁结构

▲连锁机构

2.2.9 微机保护及显示器

▲微机保护

▲ 故障显示器

3.1

功能单元

▲ 进出线柜

▲ 保护柜

▲ 专用柜

3.2

配电自动化

▲ 自动化图

环网柜及其DTU终端是配电自动化的基本单元，是构成整个配电自动化系统的重要组成部分。

3.2.1 配电自动化功能

▲ 自动化柜

1）实时监测运行工况

远程监测线路的负荷，实时掌握各支线、分段线路的负荷情况，及时发现重超载线路，提升电网规划的精益化水平。

2）遥控功能使用

对热备用的线路联络开关的操作实现了负荷的快速转供，实现了配电网网络运行方式快速、灵活调整。

3）FA功能

故障查找时间由大约2小时缩短至2分钟左右。

▲ 示例

4、操作维护

▲ 贮存

4.2

安装及试验

▲ 环网柜配电方案

a.安装使用说明书；

c.产品合格证；

e.装箱单；

地面基础施工应符合“电力建设施工及验收技术规范”中的柜与槽钢连接的规定。

环网柜底部设有电缆接线端子，将三芯电缆或单芯电缆压接上接线端子，并与环网柜的接线端子连接后用螺栓拧紧。

环网柜的主接地与配电室的接地线连接，该连接应能承受短路引起的热机械应力，能保证接地回路的连续性。

外观检查

机械操作和机械特性测量试验

主回路1min工频电压试验

“三遥”检测（自动化环网柜）

蓄电池试验

4.2.4 维护

▲ 维护

1)满负荷操作100次后，应对负荷开关的主回路电阻及绝缘水平进行检查，并视情况可送制造厂大修；

3.定期检查环网柜是否有不正常情况，一经发现请及时采取措施。

4.2.5.1 送电前检查

负荷开关应在合闸位置，接地开关处于分闸位置，前门板处于闭合状态。

4.2.5.3 电缆故障时

应先分闸该柜内的负荷开关，此时，可打开前门板入内检修。上部主母线处于带电状态，熔断器若需更换，仍按上述操作顺序进行。