摘要：隨著城市的負荷密度不斷增加，各類負荷對用電需求量與用電可靠性的要求日益提高。環網柜作為常用的配電開關設備，在中低壓配電網得到廣泛應用。本文對環網柜的配置、應用和智能化發展進行了介紹，為相關設計工作中環網柜的配置選型提供參考。

　　關鍵詞：環網柜;配置選型;智能化

　　0 引言

　　近年來，隨著電網建設不斷推進，環形配電網得到了廣泛的應用。環形配電網通過將兩個電源點之間的供電網絡連接成環，使得網架中的每個負荷節點均能從兩個方向獲得電源，供電可靠性大為提升[1]。

　　以負荷開關、熔斷器為主要元器件的配電開關設備即環網柜在配電網中得到了廣泛應用。環網柜構造簡單、體積小、價格低。隨著性能不斷優化提升，很多針對特定應用場景的環網柜也被研發和投用[2]。

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　　1 環網柜的類型

　　環網柜主要有以下幾種分類方式。

　　(1)按絕緣介質劃分

　　根據絕緣介質的不同，可將環網柜分為空氣絕緣環網柜、SF6絕緣環網柜、環保氣體絕緣環網柜、固體絕緣環網柜。

　　目前使用較多的是空氣絕緣環網柜和SF6絕緣環網柜。

　　環保氣體絕緣環網柜采用環保氣體作為絕緣介質。常用的環保氣體有干燥空氣、氮氣、混合氣體等。隨著環保要求提高，環保氣體絕緣環網柜作為一種綠色環保的解決方案正在被逐漸推廣。

　　固體絕緣環網柜采用環氧樹脂作為絕緣介質，也具有較好的環保性。但由于其經濟性較差、生產工藝尚不成熟等原因，固體絕緣環網柜尚未被大量使用[3]。

　　(2)按開關配置劃分

　　環網柜開關配置類型主要包括負荷開關柜、負荷開關+熔斷器柜、負荷開關+斷路器柜。

　　負荷開關具有合閘、分閘、接地三個工作位，可以看作隔離開關和接地開關的整合。它具有接通和斷開負荷電流的功能，不具備斷開短路電流的能力。

　　負荷開關+熔斷器組合電器的環網柜能夠實現短路保護。負荷開關用于投切工作負荷，熔斷器用于實現對變壓器回路的短路保護和過載保護，同時具備了配電系統中正常操作和故障保護的能力。

　　由于熔斷器在保護生效后需要更換熔絲，因此部分環網柜采用斷路器代替熔斷器承擔保護的功能。。

　　(3)按氣箱結構劃分

　　根據獨立氣箱和共用氣箱結構不同，環網柜又分為單元式和共箱式。戶內安裝的環網柜為了便于運維檢修，通常采用單元式環網柜。戶外環網箱或預裝式變電站單元式與共箱式均有采用[4]。

　　2 環網柜與環網單元

　　環網柜主要由四個部分組成：開關室、熔斷器室、操動機構室和電纜室。開關室內封裝有負荷開關、母線等部件，開關室的正面設置有觀察窗，用于查看開關的接地狀態;高壓限流熔斷器與負荷開關聯動構成變壓器保護回路，熔斷器熔斷觸發負荷開關分閘;負荷開關設置有手動操動機構和彈簧儲能電動操動機構，分別用于實現就地和遠方的分合閘操作。

　　環網柜在應用中通常以組合的形式出現，每個環網柜組合稱為環網單元(Ring Main Unit，RMU)。最基本的環網單元由環進柜、環出柜、饋線柜組成。

　　1 基本環網單元接線圖

　　FEEDER1和FEEDER2為環進(出)柜，分別引至環網串中相鄰環網單元的環進(出)柜。TEE OFF為饋線柜，可直接引至負荷或經變壓器降壓后進行配電。

　　3 環網柜的智能化配置

　　近年來智能電網快速發展，對配電設備的智能化水平提出了越來越高的要求。各種功能的傳感器等智能化裝置被應用到環網柜中，以使環網柜具備物聯網感知功能[5]。這些裝置通過傳感元件等方式檢測環網柜的電氣量、狀態量等數據，采集到的各類信息經智能采集終端進行匯聚，再根據不同需要將信息直接或預處理后上傳。

　　各智能配置的功能分別如下：

　　(1)電子眉頭：可視化電子眉頭，用于就地顯示故障信息。

　　(2)物聯終端：匯集終端將開關設備的運行狀態、溫度、局放、電能質量等匯集后統一通過交換機上傳至內網主站或外網APP后臺。

　　(3)局部放電監測：通過局放監測設備監測一次開關設備及其內部的局部放電。

　　(4)機械特性監測：對一次開關的分合閘位置指示、分合閘線圈電流波形、儲能電機電流波形、分合閘時間、動作次數等實時監測。

　　(5)氣體壓力監測：監測開關設備氣壓泄漏情況，同時提供低氣壓報警信號及閉鎖。

　　(6)電纜頭測溫技術：電纜頭搭接處及母線搭接處安裝無源測溫傳感。

　　(7)融EVT技術：進線柜配置EVT，用于進線柜備自投自恢復功能。

　　(8)高可靠性電源管理系統：后備電源狀態監測及管理，為蓄電池全生命周期提供數據支撐。

　　4 總結

　　環網柜不僅在箱變、公共配電站、終端電力用戶、可再生能源等場景中得到了廣泛應用，而且隨著新能源、微電網、數據中心等的發展將發揮更重要的作用;同時5G、傳感器、人工智能等技術的進步，將給環網柜發展帶來新的機遇。

　　參考文獻：

　　[1] 李建基. 環網柜與負荷開關的發展[J]. 江蘇電器,2008,(11):1-5.

　　[2] 楊明輝. 環網柜狀態監測與故障告警系統的設計與實現[D]. 電子科技大學,2012.

　　[3] 張爾劍. 淺談固體絕緣環網柜的發展狀況及關鍵技術[J]. 信息系統工程,2015(06):65-66+68.

　　[4] 周君,駱祥華,許金亮,黨景濤. 12kV共箱式氣體絕緣環網柜氣箱的優化設計[J]. 電氣技術與經濟,2018(01):15-18.

　　[5] 李珊,周鳳珍,宋寧希. 物聯網技術在配網設備監測中的應用[J]. 智能電網,2015,3(01):60-66.

　　作者：周蕓 1 薛開陽 2