一、概述

空氣絕緣的應用歷史悠久，且技術已經非常成熟，空氣資源豐富，但因 空氣的絕緣性能所限，空氣絕緣開關柜體積較大，占地面積大，且易受環(huán)境 影響，不穩(wěn)定因素較多。所以，空氣絕緣開關柜通常應用于戶內環(huán)境。

氣體絕緣當前主要是 SF6 氣體，也有一部分 SF6 與 N2 或 CO2 的混合氣 體(基本處于試驗階段，未能大規(guī)模應用)。SF6 氣體化學性質非常穩(wěn)定，具有 優(yōu)異的絕緣和滅弧性能， 在電力設備中應用十分廣泛， SF6 氣體絕緣開關柜的 體積小，結構緊湊，不受外界環(huán)境因素的影響，適應性極強。但是，SF6 氣體 是國際公認六種溫室氣體之一，從環(huán)境保護的角度，應當少用或不用 SF6 氣 體;另外，《聯(lián)合國氣候變化公約》和《京都議定書》對溫室氣體排放均有明 確的限制要求和減排目標，我國作為簽約國，在減少溫室氣體排放方面也承 擔著義不容辭的責任與義務，因此，國內 SF6 氣體的使用會受到越來越多的 限制，逐步減少并最終停止使用 SF6 氣體是國際社會的共識。另外，SF6 絕 緣開關柜的泄漏問題也是一個不可回避的現(xiàn)實問題。

為了彌補 SF6 充氣柜的缺點，近幾年在國內外市場上出現(xiàn)了固體絕緣開 關柜。所謂固體絕緣就是將數(shù)組開關和相關帶電部件整體采用環(huán)氧樹脂進行 澆注，通過自動壓力凝膠技術設計制造了固體絕緣供電設備。該種供電設備 無任何有毒物質的排放，完全符合環(huán)保要求。這樣一來使開關內部相間及對 地的安全絕緣距離從空氣絕緣的 125mm 縮短到 6-8mm， 大大減小了開關柜的 體積。 由于開關內部部所有連接部分采用環(huán)氧樹脂澆注，與前兩種開關柜相 比連接部位的強度加強了很多。這種開關柜和 SF6 充氣柜一樣，可用在環(huán)境 惡劣的地方使用，并且真正做到了免維護。

二、國家電網對固體絕緣環(huán)網柜的政策法規(guī)

2011 年 8 月 31 號，國家電網公司發(fā)布了《國家電網公司第一批重點推廣 新技術目錄》(國家電網科[2011]1285 號)，文件指出：“從技術可靠性和 環(huán)保要求更加嚴格的發(fā)展趨勢看，固體絕緣環(huán)網柜具有全面取代 SF6 氣體絕 緣環(huán)網柜的趨勢。但是，固體絕緣環(huán)網柜的工藝要求高于 SF6 氣體絕緣環(huán)網 柜，若工藝手段不完善，則絕緣隱患、故障概率、危害性高于 SF6 氣體絕緣 環(huán)網柜，需要確保原材料質量及工藝水平”。

10 月 22 日， 中國電科院產業(yè)公司北京電研華源電力技術有限公司建設的 國內首條智能固體絕緣環(huán)網柜自動化生產線建成投產。智能固體絕緣環(huán)網柜 自動化生產線是中國電科院智能配電產業(yè)產能提升項目的核心部分，是目前 國內技術水平最高、規(guī)模最大、工藝最先進的環(huán)網柜自動化生產線，專業(yè)生 產華源公司自主研發(fā)、具有完全知識產權的新一代智能環(huán)保型環(huán)網柜。

2012 年3 月2 日，國家電網公司發(fā)布了企業(yè)標準 Q/GDW730-2012《12kV 固體絕緣環(huán)網柜技術條件》，起草單位有中國電力科學研究院、北京市電力 公司、上海市電力公司、浙江省電力公司。

三、國內外行業(yè)對固體絕緣環(huán)網柜的分析

隨著國家電網公司企業(yè)標準《12kV 固體絕緣環(huán)網柜技術條件》的出爐， 作為國家電網公司“十二五”的一大技術革新推廣，固體絕緣環(huán)網柜越來越 受到行業(yè)的關注和青睞。業(yè)內專家探尋固體絕緣環(huán)網柜對上一代的通用產品 ——SF6 環(huán)網柜的超越與革新。

據(jù)了解，北京雙杰電氣股份有限公司從 2005 年 10 月開始進行固體絕緣 環(huán)網柜項目的研發(fā)，歷時 2 年 7 個月研制成功，固體絕緣環(huán)網柜為國內首創(chuàng)、 具有國際發(fā)明專利產品。經過四年的穩(wěn)定運行，其安全、智能、環(huán)保、靈活、固體絕緣環(huán)網柜的前期調研 適合惡劣環(huán)境等優(yōu)勢一一得到確證。整理內業(yè)權威人士的言論，總結出固體 絕緣環(huán)網柜對 SF6 環(huán)網柜實現(xiàn)五大超越。

3.1 實現(xiàn)全絕緣

SF6 氣體環(huán)網柜是以六氟化硫作為絕緣介質的，雖然經過數(shù)年的發(fā)展，不 斷提高質量，但實際運行過程中，經常會遇到漏氣的問題，氣體泄漏會對開 關的運行造成極大的隱患和危險。而漏氣這個問題受限于產品的設計原理， 是無法根本解決的。而相對高壓 GIS 設備集中便于管理，充氣環(huán)網柜因其分 布廣，實際運行中難以進行全方位的監(jiān)督管理，也給運行帶來隱患。固體絕 緣環(huán)網柜在結構原理上完全取消了 SF6 氣體及相應氣箱部件， 采用絕緣套筒固 化開關部件，由封閉母線連接各個回路，整體實現(xiàn)全封閉全絕緣。從制造上 來講，相與相是分隔的;從電氣學來講，相間不會短路。它沒有壓力氣箱、 泄壓閥、防滑部件等，真正實現(xiàn)了免維護。

3.2 智能升級

隨著 2010 年智能電網被寫入《政府工作報告》，智能電網建設正式成為 國家的基本發(fā)展戰(zhàn)略。配網自動化的改造，自動化控制必須要實現(xiàn)電動控制。 充氣環(huán)網柜手動與電動結構完全不一樣，將手動模式改為電動模式，極為困 難。目前諸多的充氣 SF6 環(huán)網柜無法適應配網自動化改造的需要。固體絕緣環(huán) 網柜極具智能性，現(xiàn)場可以根據(jù)用戶需求引接 PT 電源。電纜接頭可實現(xiàn)在線 監(jiān)測，給用戶現(xiàn)場的溫度值，同時數(shù)據(jù)到達控制終端，運行維護加強，為用 戶解決很多實用問題。雙杰固體絕緣環(huán)網柜的負荷開關采用三工位負荷開關， 傳統(tǒng)模式是先儲能再利用彈簧去釋放能量，而儲能是一個過程，實現(xiàn)配網自 動化是不合理的。固體絕緣環(huán)網柜負荷開關瞬時分斷，為多級配網自動化提 供保障。

3.3 杜絕 SF6 污染

據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)在所運行中壓全密封環(huán)網柜 90%以上都依靠 SF6 氣體作為絕緣 介質，這種氣體在充氣、運行、回收中不可避免地會存在泄漏和排放，成為 大氣環(huán)境中的一大污染源。根據(jù)《聯(lián)合國氣候變化框架公約》和《京都議定 書》，在導致全球變暖的六種溫室氣體中，以 SF6 的溫室效應值(GWP)最高， 是 CO2 對大氣影響的 23900 倍。世界各國紛紛立法，減少甚至禁止在電力設備 中的 SF6 的使用。固體絕緣環(huán)網柜從原理制造上完全與六氟化硫氣體無關，在 配電網設備領域的減排環(huán)保提供基礎保證。

3.4 靈活方便

傳統(tǒng)的 SF6 的環(huán)網柜是把幾組開關封裝在一個氣箱里面， 如有一個回路有 問題或者某一回路回路的一項有問題， 那就意味著這個 SF6 環(huán)網柜不能再使用 了，造成用戶的極大浪費。傳統(tǒng)的環(huán)網柜中，充氣環(huán)網柜和單元環(huán)網柜都各 有優(yōu)點。而固體絕緣環(huán)網柜具有拼裝組合結構，靈活性非常強，兼具充氣環(huán) 網柜和單元環(huán)網柜的優(yōu)點。運行中，任意環(huán)網柜發(fā)生問題，都可以及時設計 回路更改方案，當場進行回路更換，對用戶的使用提供了極大的方便性和靈 活性，降低客戶的運營和維護成本。

3.5 抗惡劣環(huán)境

固體絕緣環(huán)網柜相比 SF6 環(huán)網柜具有突出的抗惡劣環(huán)境能力，在嚴寒、高 原、潮濕、強風沙等惡劣環(huán)境下，適應性優(yōu)勢明顯。如在零下 40 多度的嚴寒 地帶 SF6 氣壓會降低，容易出現(xiàn)氣體液化，用戶想在寒冷期繼續(xù)使用就必須在 冬天來臨時及時充氣保證箱體內氣壓在正常值范圍內。固體絕緣環(huán)網柜因為 不使用 SF6 氣體，所以完全沒有這方面的顧慮。在高原地區(qū)，傳統(tǒng)的 SF6 環(huán)網 柜由于大氣壓力的減小箱體會自動膨脹，容易導致漏氣，只能保障在海拔固體絕緣環(huán)網柜的前期調研 1500-2000 米以內使用， 一旦在海拔超過 3500 米充氣環(huán)網柜則不能正常使用。 而固體絕緣環(huán)網柜無壓力氣箱，即使在超過海拔 4000 米以上的高原都能穩(wěn)定 運行。在強風沙地帶，風沙很容易破壞氣體環(huán)網柜的傳動設備,如將齒輪和鏈 條卡死，導致柜子固化，影響設備的使用。而固體絕緣環(huán)網柜把整個機構全 封裝，外面沒有傳動部件，在強風沙環(huán)境中可放心使用。在沿?；蛘吒叱睗?地區(qū)環(huán)網柜最怕彈簧、齒輪等生銹導致設備的無法使用，固體絕緣環(huán)網柜通 過鹽霧試驗箱，模仿高鹽高潮濕情況下的生銹測試，最后證明二十年、三十 年內不會出現(xiàn)生銹狀況。

四、國內主要生產企業(yè)

4.1 北京電研華源電力技術有限公司

4.2 北京雙杰股份有限公司

4.3 北京清暢電力技術股份有限公司

4.4 揚州北辰電氣設備有限公司

4.5 珠?？禃x電氣有限公司

4.6 沈陽昊誠電氣股份有限公司

4.7 河北箱變電器有限公司