1.华佗电力设备集团有限公司，河南平顶山467000。
2.华北水利水电大学机械工程学院，河南郑州450045。
摘要:环网柜因其良好的安全性和可靠性，在输配电系统中得到了广泛的应用。本文首先介绍了环网柜的功能和用途，并简要分析了环网柜的工作原理、分类、型号和组成，***后探讨了环网柜的发展趋势。
【关键词】环网柜；功能；作文；发展趋势
随着电子、通信、网络和计算机技术的发展，电气设备的智能化和自动化程度逐年提高。利用自动控制系统记录电气设备的运行数据，进行统一的事故监视，并对其进行控制和保护，已成为必然的发展趋势。环网柜就是在这种趋势下发展起来的一种输配电网络设备。
1.环网柜的功能和用途
环网柜环网柜主要用于工厂企业、城市居民区、大型高层建筑的中心配电站及各种箱式变电站。其主要作用是联络环网线路，保护回路由熔断器和负荷开关室两个核心部件组成，用于保护变压器，限制短路电流，降低变压器遭受突然短路电流故障的概率，提高环网线路的供电可靠性。这种设备在短时间内广泛应用于各行各业。它的优点是不需要高频操作负荷开关，结构简单，体积小，不加油减少火灾隐患，在保证长期连续稳定供电的情况下，建设成本和运行维护成本相对较低。
图1环网柜示意图
环网柜是环网供电和终端供电的重要输配电设备。环网柜具有进线和馈线、保护、母线段和电压互感器的功能。常规电网具有配电变电站一级的远程监控功能。除上述四种功能外，环网机柜的辅助开关柜一般还提供远程监控功能，以实现更智能、更快速的操作和维修[1]。
2.环网柜的工作原理
如图2所示，环网即环网，通常指环形配电网，是由供电干线形成的闭合回路。电源始终向外部环形干线供电，配电支路也接入环形干线取电。这样做的好处是，每个配电支路可以从其左右干线获得电力；当右干线发生故障时，可以从左干线取电，反之亦然。因此，即使主电源是单回路电源，从每个配电支路，可以获得类似于双电源?的好处，从而提高供电的可靠性。
图2环形网络示意图
由于环网柜的额定电流不大，环网柜的高压开关一般不采用结构复杂的断路器，而采用结构简单的开关，一般采用带高压熔断器的高压负荷开关。环式主机用负荷开关操作正常电流，用保险丝切断短路电流。熔断器和负荷开关共同作用，在一定容量下代替断路器。
这种开关设备也可用于非环网结构的配电系统。因此，随着这类开关柜的广泛应用，“环网柜”已经跳出了环网配电的范畴，通常指负荷开关。这样就形成了一种以负荷开关为主开关的高压开关设备[2]。
3.环网柜的分类和型号
3.1环网机柜的类别
环网柜:一般有五个分类标准，包括负荷开关类型、整体结构、安装场所、气箱结构、绝缘材料类型。①开关柜:按负荷开关的分类进行分类，主要包括负荷开关、气体绝缘金属封闭开关和断路器开关。②整体结构:按整体结构可分为美式和欧式。③风箱结构:按风箱结构可分为普通箱式和单元式。④按安装地点可分为室内环网柜和室外环网柜。⑤保温材料:根据保温材料的种类，有固体、空气和SF6保温类型。
美式环网柜一般设计在室外，体积小，有免维护的优点。线缆配件可以是美式，也可以是欧式。美式环网柜多采用共箱设计，一箱多条进出线，结构紧凑，可靠性高，开关组合灵活。外壳多采用不锈钢或绿盒，坚固的内外壳具有很强的抗冲击防爆性能。这种环网机柜的电缆接头多采用进出电缆全封闭预制形式，安装方便，连接稳定。
共箱式欧洲环网柜的外壳由独立的功能室组成，如主母线、负荷开关和组合电器单元。充气舱由3.0毫米不锈钢板氩弧焊而成。负荷开关和母线连接密封在SF6气体中；自由组合，方便扩展。
气囊式欧式环网柜采用独特的开关设计，柜体采用不锈钢材质的负荷开关外壳划分成不同的隔间，自由组合，方便扩展。负荷开关的密封方式与普通欧洲环网柜相同。外壳采用不锈钢冷锻工艺，保证了产品的高品质。
3.2环网柜型号
环网柜型号一般格式为:(H)XGW/N□-12(F或F R)/630-20。这些字母都是汉语拼音的首字母，其中X代表箱，G代表固定，W代表室外，N代表室内，F代表带负荷开关的总开关，F R代表带负荷开关和熔断器的总开关，有时会在***个位置标注“H”，代表环网柜的意思。
4.环网柜的组成
环网柜主要由四部分组成，即开关室、操作机构室、熔断器室和电缆室。
4.1开关室
开关室不仅仅分布在金属外壳内的一部分空间，而是由内部电路加上电路之间的公共线(即母线)组成，所以开关室实际上是分布在金属外壳内的。
外壳一般由钢板焊接而成，如冷轧钢板或不锈钢板，以达到一定的牢固性。外壳内有很多功能电路，但都是由负载开关和接地开关组成。负荷开关通常包括一个上下垂直移动的移动触点和一个在较低位置的固定触点。打开开关后，动触头下移与静触头接触，此时负荷开关接通。环网柜一般采用氩气内吹负荷开关，灭弧能力强，触头采用电弧触头，比一般触头分断次数多，也是大容量电容器组的常见结构。接地开关用于释放设备和电路的静电荷， 从而保护维修人员的人身安全。其部件主要有静触刀和动触刀。借助弹簧，接地开关可以快速接通。整个外壳上开关室周围有很多工艺孔，柜体前方还设置了观察窗，让工作人员在操作前可以清楚地观察到接地开关是否接通。
4.2操作机构室
操作机构类似于熔断器，其功能也应与功能电路相协调。为了进一步保证安全性和稳定性，一般设计为双操作机构。除了一个人体储能机构，还会组装一组充电机构。接地开关的设计要求与负荷开关相同，也需要相应地配备手动储能弹簧操作机构。在操作室的前面板上，有一个接地开关的操作孔，安装有负荷开关的旋转按钮，用于关闭和打开。同时还安装了电动操作机构的操作按钮和开闭位置指示灯。此外，还有闭锁装置、开关状态显示板和模拟线路。为了防止错误操作， 接地开关和负荷开关的操作也会有联锁装置，可以很好的降低事故率。
4.3保险丝室
熔断器室主要是放置熔断器的空间，但正常工作时并不单独工作，而是与负荷开关配合形成变压器保护回路发挥作用。如果使用冲击熔断器，它通常安装在铸造绝缘外壳中。当电流过大，保险丝熔断时，原本紧绷的撞针失去张力弹出，从而断开连接的负荷开关。
4.4电缆室(底架)
电缆室位于环网柜底部，有两个用途，一方面方便电缆连接，另一方面宽敞的空间可以用来安装熔断器、接地开关等元件[3]。柜门设有观察窗和安全联锁装置。
5.环网柜的发展趋势
在市场和技术的推动下，全球电网系统正在发生深刻的变化，如智能电网等新理念，为电力系统中的开关柜带来了新的设计理念和方向[4]。
环网柜虽然出现的时间比较短，但已经广泛分布在城镇的各个地点。主要是因为城市化进程的加快，在工业用地、企业用地、住宅用地上修建了大量的建筑物。从供配电的角度来看，大部分住宅采用的是小容量配电变压器，高压开关不常使用，需要稳定供电和长期维护，其容量一般不会超过1250 kV a，因此对于这类用户需求，现有环网柜的性能已经可以满足。然而，随着城市化的进一步深入，大型商业建筑和企业建筑的楼层越来越多。这些楼层不仅高，而且对电力的需求也很大， 而变电站往往位于楼下。当这种高压变电设备放置在城市中心时，其消防要求也相应提高，其占地面积和位置也会受到限制，因此小型化和安全性的趋势是必然的。所以也出现了环网柜，配合真空断路器和干式变压器。这些设备可以直接安装在每栋楼里，环网柜与路边的环网柜相比，结构更简单，具有更高的负载性能和更小的空间尺寸等突出优势。因此，新型高负载开关的诞生提高了负载性能，也推动了环网主机的技术进步。现在的环环主机不仅性能***，而且系列化。从而扩大了环网柜[5]的应用范围。
当今世界对环保节能产品的需求越来越大，现在大部分环网柜都采用SF6气体介质绝缘。据研究，六氟化硫(SF6)气体的降解周期约为3400年。因为制造、运输、安装过程中总会有排放和泄漏，空气污染会长期存在，而固体绝缘介质相比气体型***大的优势是环保和安全，所以固体绝缘环网柜将是未来的一个发展方向。
参考
[1]e . Morskieft；R. TroostJ. DragtE. Jasperse，环网柜中的无线远程控制:智能电网中的经验[A]，第22届国际配电会议与展览(CIRED，2013)[C]，瑞典斯德哥尔摩，2013。
[2]李建基。环网柜和负荷开关的发展[J].江苏电器，2008，(11):1-5。
DL/T 404-2007，3.6 kV ~ 40.5 kV交流金属封闭开关设备和控制设备[S]。北京:崔景春，袁大路，***橙宇，2007。
[4]A .皮克特，创新环主单元设计:安全性和可用性方面[A].第三届IEE输配电网可靠性国际会议(RTDN 2005)[C]，英国伦敦，2005 P135-139。
杨明辉。环网机柜状态监测与故障报警系统的设计与实现[D].电子科技大学，2012。
作者:***艳菊性别:男:韩出生日期:1989年8月1日出生于河南省郏县学历:本科学历:否研究方向:电气设备设计与开发单位:华佗电力设备集团有限公司
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