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10kV 环网箱(固体绝缘) 摘 要：高压开关柜的绝缘能力是决定开关柜能够安全稳定运 行的重要因素。本文主要从高压开关柜的绝缘材料及其结构、固体 绝缘技术方面进行讨论，指出了固体绝缘开关柜在高压领域的优 势。 关键词：开关柜；固体绝缘；红申集团；HSM6-12； 一、引言 随着电力网络的高速发展，在提高对供电质量要求的同时，同样 也要求降低设备长期的检修、维护运行费用。此外，城市供电迅速 发展，地铁、高层建筑等设备安装场所都对开关柜的绝缘技术要求 进一步提高。这样就对开关柜的可靠性和实用性提出了更高要求， 固体绝缘技术成为一种发展趋势。 二、绝缘技术的重要性 高压金属封闭开关设备功能多样，其中的遮蔽功能、隔离功能、 绝缘功能和控制、保护功能均需依靠绝缘结构实现。因此高压开关 柜的绝缘技术在高压金属封闭开关设备中起着至关重要的作用。 根据日本对7.2kv、1200a、20ka 馈线的高压金属封闭开关设备 的价格统计，绝缘结构占总价格的48%。所以，仅仅从经济角度来 看，选择合理的绝缘材料、设计出合理的绝缘结构以及确定正确的 绝缘方式对高压开关柜的价值来说是十分关键的。 从高压金属封闭开关设备的另一热点—小型化出发，欧洲自上个 世纪四十年代初期以来不断推出新的绝缘方式并不断研究开发，也 包括真空断路器等小型断路器的不断推出。根据日本的统计，高压 金属封闭开关设备体积只有四十年前的五分之一，现今高压金属封 闭开关设备的价格只为四十年前的五分之一。 在开关柜中，通常的绝缘结构形成不均匀电场。在这样的电场中， 不能仅靠增大距离来提高绝缘强度，还需要优化电场结构，改善电 场均匀性。 三、绝缘材料及结构 高压金属封闭开关常用的绝缘材料按形态大小可以分为：气体绝 缘材料、液体绝缘材料、半固体绝缘材料、固体绝缘材料和真空绝 缘材料五类，其中固体绝缘材料应用最广，本文主要探讨高压开关 柜的固体绝缘技术。 （一）环氧树脂的沿革 环氧树脂是固体绝缘高压金属封闭开关设备的主要绝缘材料， 1930 年环氧树脂在欧洲首先合成。环氧树脂以高绝缘强度、高机械 强度、浇注硬化时体积变化小和便于机械加工等优点著称。 （二）对作为主绝缘的环氧树脂的要求 1、优良的耐长时期电压和短时间过电压的绝缘特性。 2、优良的抗拉伸、抗压缩和抗弯曲的机械特性，以满足操作力、 电磁力和抗地震的要求。 3、优良的耐热、热膨胀和热传导特性。 4、耐水分及紫外线照射。 5、不燃性或难燃性。 为了满足不同的要求，在固体绝缘设计和制造工艺方面必须慎重 加以考虑，如材料选择、电极及各种金具的设计、模具设计及制造、 浇注工艺等。在材料选择方面由环氧树脂主材料、硬化剂、增韧剂、 增塑剂、填充剂、着色剂等，此处不予详述。 四、固体绝缘技术 固体绝缘高压金属封闭开关设备的优点是抗外界环境、维修省里 化及超小型化。其实，大气绝缘或气体绝缘高压金属封闭开关设备 等也都是使用固体绝缘的支持绝缘子、绝缘拉杆、套管、灭弧室和 屏障、覆盖等。固体绝缘高压金属封闭开关设备则指的是高压带电 部分的绝缘几乎完全由浇注环氧树脂制品承担，并在浇注环氧树脂 制品外喷涂锌层并接地。环氧树脂浇注高压电工产品在1960 年开 始投入市场。固体绝缘高压金属封闭开关设备则在1965 年开始在 市场出现。 （一）固体绝缘高压金属封闭开关设备的主要优点 1、固体绝缘高压金属封闭开关设备占用面积只为大气绝缘高压金 属封闭开关设备的10%-20%，是超小型产品。 2、树脂浇注件的外表面用接地金属层覆盖，安全性好。 3、由于同样原因，无相间短路发生。 4、维修省力。 （二）固体绝缘高压金属封闭开关设备也有下述不足 1、主回路完全由浇注件构成，柔性不足。 2、高电压时，高压金属封闭开关设备重量过大。 五、结论 固体绝缘、复合绝缘技术的应用使高压开关设备的小型化程度大 为提高，环境适应能力得到了很大改善。局部放电、老化试验的研 究提高了开关设备的可靠性。新技术、新材料、新工艺的采用将极 大地改善高压开关设备的电气性能、提高绝缘的耐电压等级、大大 提高产品的寿命和可靠性，有力地促进电力工业的发展。 参考文献： ［1］王寿泰.纳米绝缘材料［j］.绝缘材料,2001,(3):13-17. ［2］李建基.高压开关设备实用技术［m］.北京:中国电力出版 社,2005. 附红申公司设计方案 固体柜，首选HSM6-12.