固體絕緣環網櫃

固體絕緣環網櫃( Solid － Insulated Ring Main Units) 是採用固體絕緣材料作為主絕緣介質的環網櫃。

將真空滅弧室及其導電連線、隔離開關、接地開關、主母線、分支母線等主導電迴路單一或組合後用固體絕緣介質包覆封裝為一個或幾個具有一定功能、可再次組合或擴展的具備全絕緣、全密封性能的模組，人可觸及的模組表面塗覆有導電或半導電禁止層並可直接可靠接地的環網櫃。

基本介紹

• 中文名：固體絕緣環網櫃
• 外文名： Solid － Insulated Ring Main Units
• 主要：12kv

優缺點

與氣體絕緣環網櫃比較，它有其自身優缺點：

1） 無氣體泄漏及溫室效應風險，環保性能好，免維護；

2） 環氧樹脂整體澆注的全密封絕緣結構，絕緣性能可靠，環境適應性強；

3） 模組化設計，體積小，產品靈活，利於現場拼裝；對於道路交通情況不佳的偏遠地區，可以分拆運輸，之後再組裝，使得運輸及安裝方式多樣化；

4） 新興產品，成本高，配套不完善；

5） 生產工藝不成熟，廢品率高；

6） 智慧型監控技術不成熟，檢測結果有效性尚待改善。

典型網櫃

典型固體絕緣環網櫃中能電氣是國內較早進行研究固體絕緣環網櫃的企業，經過公司多年的努力開發出了兩款產品，分別對應兩大派系：①第一代固體櫃主迴路為真空斷路器或真空負荷開關+真空絕緣的隔離/接地開關；②第二代固體櫃主迴路為真空斷路器或真空負荷開關+帶可視斷口的空氣絕緣的隔離/接地開關。

優點主要包括：①產品與環境和諧，主迴路採用固體材料進行絕緣，隔離接地三工位開關採用固體絕緣或空氣絕緣後，整櫃不使用SF₆氣體，不產生溫升氣體、不破壞臭氧層；②高性能環氧樹脂材料的套用，可以使主迴路結構更加簡化，實現小型、輕量化；③簡易化的操作機構設計及產品模組化設計，零件數量少，生命周期內取消氣體壓力監視，減少維護量，甚至免維護。

1、一代固體櫃技術特點

中能電氣第一代固體櫃主體結構為第二派系產品，即真空斷路器或真空負荷開關+真空絕緣的隔離/接地開關結構。

VSS-12一代產品是在目前固封成形和真空絕緣技術的基礎上，採用環氧樹脂（APG工藝）將斷路器/負荷開關真空滅弧室和三工位真空滅弧室分相澆注在環氧樹脂材料中，並通過一次導電件將其連線在一起構成單相開關單元，最後由絕緣母線等絕緣連線件組裝在一起構成全絕緣、全封閉、防凝露的固體絕緣環網開關設備。固體開關的密封設計為整體式澆注式全封閉設計，可使固體開關的防護等級達到IP67，使產品性能達到不受外界環境變化的影響，開關結構為各相分離設計，進而具有完全避免相間短路的能力。

2、二代固體櫃技術特點

中能電氣第二代固體櫃主體結構為第一派系產品，即真空斷路器或真空負荷開關+空氣絕緣的隔離/接地開關結構。

與第一代固體櫃相比，其結構特點是採用固體絕緣材料將三相斷路器真空滅弧室澆注在殼體中三工位開關（隔離、接地）採用同軸刀閘式旋轉結構，並做有觀察窗，可以直接觀察隔離斷口，用電更加安全可靠。

解決的問題

1、絕緣件禁止技術及絕緣表面噴塗技術

由於主開關單元禁止作用的好壞直接影響設備的使用性能，固體絕緣環網櫃在這方面尤為明顯，所以在實際設計和生產中要解決其表面禁止技術，即絕緣材料表面金屬化。目的是為了更好地使固體開關單元可靠接地，使環境因素對產品的影響降到最低，提高固體櫃的使用範圍。現在市場上很大一部分固體絕緣環網櫃絕緣件表面未作處理，產品的局放指標較高。

2、“假斷口”問題

現行氣體絕緣的隔離開關、接地開關，本質上是將隔離（接地）斷口兩端的導電件安裝於同一個絕緣件上，過去常稱這種斷口為“假斷口”。當隔離開關處於分閘狀態時，斷口的導電件之間的絕緣性能就由斷口之間的氣體和支撐絕緣件的沿面爬離共同影響。同樣固體絕緣環網櫃也存在這種問題，所以在設計時要對”假斷口”進行電場分析和最佳化，採用有效的技術手段使產品的電場更均勻，降低產品工作時的電場強度。

3、運行、維護經驗不足

固體絕緣環網櫃是近幾年推出的新技術產品，前期沒有對掛網試運行進行科學合理的布局設計，使得目前掛網運行的數量還不是很多，運行累計時間也比較短，掛網運行的省份區域不夠全面。比如：高寒高海拔地區、高溫高濕地區、沿海區域、多雨和晝夜溫差變化大的地區等，要全面積累全國不同地區的運行經驗，根據實際使用中出現的問題，有針對性和前瞻性的對固體絕緣環網櫃進行改進，才能不斷提高產品的安全性和穩定性。

未來發展趨勢

隨著國家對環網櫃性能要求越來越高，高可靠性的環境友好型環網櫃越來越受到重視，可將固體絕緣環網櫃技術未來的發展趨勢劃分為以下4個方面。

1、新的高性能絕緣材料的開發

作為固體絕緣環網櫃使用的絕緣材料——環氧樹脂，雖然其性能非常優越，但是還存在著對陶瓷真空滅弧室進行澆注後，產生原件開裂的問題，因此，必須開發出完全超過已有環氧樹脂特性的高性能可降解的環氧樹脂。

2014年，《科學》雜誌刊發了一篇關於發現了一種可循環利用的新型熱固性聚合物的文章，可循環利用的熱固性塑膠領域迎來了重大進展，這種材料名為“聚六氫三嗪”。論文中指出這種新型聚合物可以溶解於強酸中，進而破壞聚合物原有的物理特性，使其可以有效地進行降解，進而分離出單個分子結構，然後通過新的加工工藝生產出新的產品，實現該材料的循環利用。這種聚合物具有優越的可循環利用的特性，其將有可能在5年內取代不可循環利用的熱固性塑膠。未來10年內生產的新產品將全部使用可循環利用的熱固性材料。

2、高效率澆注技術的開發

傳統環氧樹脂的澆注工藝費時費力，效率低下，成本昂貴。為了解決高成本、低效率的問題，必須開發高效率的澆注技術。該技術除對催化劑做了改良外，還運用了流動硬化解析技術。通過最佳化樹脂催化劑成分和控制金屬模溫度，使金屬模內的樹脂從距離注入口最遠的上部開始順次發生良好反應，對硬化中發生的樹脂收縮，用未硬化的液狀樹脂從注入口給予壓力補充，從而獲得不變形的澆注件。實現了一天可澆注8～12次的高效率澆注技術，一個金屬模就可以最多製作出14個澆注件，與過去相比，生產性能提高了8～160倍。通過這些技術開發，可以在短時間內製作出多個價廉的高質量澆注件。

3、內置元件間界面連線方式的開發

固體絕緣環網櫃因是採用固絕緣件將主迴路導體及放置元件的主迴路部分澆注成型，所以內置元件之間的連線沒有靈活性，因此，必須使連線各種澆注元件的連線導體標準化，使環網櫃的整體構成合理化。該連線導體也必須用環氧樹脂澆注，因而就需要一種和澆注體的連線部位保持一定自由度的合理化產品。為此，開發出了在澆注體和連線導體的連線部位將矽橡膠壓縮後連線的界面連線技術。採用這種可縮小連線部位尺寸的界面連線方式，就可以實現將各收納原件組合在一起的連線導體的標準化，合理地配置收納元件，從而實現了固體絕緣環網櫃整體結構的小型化。