胡晨刚，茅静，沈杰辉，杨艳菁，叶伟
（杭州市电力设计院有限公司）
摘要：本文结合作者自身工作经验和自己所具备的专业知识，从空气绝缘环网柜故障率较高、开关柜型号厂家众多、不同厂家开关柜规格尺寸不统一的实际情况出发，基于施耐德SM6空气绝缘环网柜，开发一种连接装置，适用于和任意厂家的空气绝缘环网柜拼接，当某一厂家的空气绝缘环网柜出现故障，需要紧急换柜时，不管故障柜为何品牌，均可以采用通用型母排连接SM6空气绝缘环网柜到开关柜排列中，替换故障柜体。
关键词：通用型；母排；环网柜
1引言
开关站内主要电气设备即环网柜，它是综合性的成套设备，对配电线路起到控制和保护的作用。它发生故障造成的后果往往很严重，当一台环网柜出现故障，会殃及整段母线或相邻柜子。环网柜按绝缘方式主要分为空气绝缘柜和气体绝缘柜，从运行数据结果分析得出，空气绝缘柜运行情况不容乐观，由于柜体受潮严重，母线室有明显放电声和放电痕迹，故障率较高。由于开关柜型号及厂家众多、不同厂家开关柜规格尺寸不统一，一旦空气绝缘柜单一单元发生故障后，不同型号开关柜无法进行拼接，对快速事故处理会造成极大障碍。每当开关站有个别间隔有事故发生，需要更换环网柜时，往往没有对应厂家的备用柜，无法完成短时间内的紧急事故抢修，影响至用户的通电时间，直接影响到用户正常生产、生活，给居民带来生活上的不便，给企业造成经济和信誉方面的损失。
2国内外研究情况概述
目前，国内由于开关设备供应商众多，既有众多的进口品牌，如ABB/西门子/施耐德/欧玛嘉宝等，也有数不胜数的国产设备；产品型号和规格繁多。造成在运行中的设备五花八门，不同供应商之间基本没有可完全并柜或连接的柜型。另外，由于国情需要，国内各地区的开关站是以千、万计。如此庞大数量的开关站，主管部门考虑成本因素，只能选择数量大的供应商进行备件准备。国内曾经考虑柜子的标准化设计，在招标规范中不但明确了开关柜外形尺寸和地基要求，而且对主母线/接地等位置的尺寸均有了明确要求，甚至于二次低压箱的排布；此标准化的要求，可以在新投运的开关站中解决不同柜子/供应商间互换问题，但对已投运开关站出现故障进行抢修时出现的问题得不到解决，而且此要求也增加了各供应商的开发成本，按照GB和DL的标准要求，对主母线及外形尺寸的更改，需要重新对开关柜进行型式试验。
国内对不同型号及供应商的开关柜的互换，解决方法有：
1.增加转接柜；利用转接柜完成不同型号/供应商开关柜的连接；
此方法检修周期为1～2周，增加转接柜成本在5万以下，但站内需要预留布置转接柜的预留位置
2.采用电缆连接；将不同型号/供应商的开关柜用电缆进行连接，但需要增加倒线柜将电缆倒至母线。此方法需要增加倒线柜，因此成本相比转接柜要高，但可将柜子布置在不同的排列和不同站内。
3.特殊定做开关柜，满足并柜要求；
此方法成本最高，周期最长，但可在原地基上进行检修。
3研究理论和实践依据
此项目旨在开发一种可用于不同供应商/型号的开关柜母线连接装置。不同型号柜子的母线位置不同，但国内常用的空气绝缘环网柜的布置，基本按照前中后的布置：
1、 主母线布置在开关柜的顶部，且由后向前布置成A/B/C三相
2 、通过不同形式负荷开关连接柜子顶部主母线和柜子底部的电缆连接
3 、负荷开关机构布置在开关柜前部
如下图所示，是国内二个合资品牌供应商的柜子布置：
考虑母线布置的统一性，虽然各厂家/型号柜子尺寸不一样，可以利用
1 可调高度底架，保证母线高度统一
2 开发通用型母线连接，保证不同厂家/型号柜子的主母线连接
4研究内容和实施方案
4.1研究内容
4.1.1数据采集
需要尽可能考虑满足不同型号的柜型/供应商的产品，因此需要收集各产品的基本结构和布置的详细数据。至少满足80％以上柜型可应用此成果。这些基础数据包括：各供应商产品的详细结构及尺寸、各产品的母线结构、各产品的母线室顶板结构以及各产品的其他相关数据。
4.1.2数据分析
针对以上各产品的基础数据，分析各产品的差别，选择合适的通用型柜子的外形尺寸和各功能隔室的尺寸以满足大部分产品的尺寸要求。同时，在满足柜子电气性能的前提下，绝缘性能、污秽等级等，选择最终外形尺寸和功能隔室尺寸。
4.1.3 可调高度底架研发
基于确定的柜子外形尺寸，研发可调高度底架，应考虑：
满足所有柜子高度的补偿
载重满足最大柜子的重量
达到补偿高度后，可靠锁定
4.1.4通用母线的研发
基于确定的柜子外形尺寸和功能隔室的尺寸，应考虑：采用标准矩形母线进行连接；减量减少连接母线的长度的种类，标准化连接母线；研发可安装在不同柜型母线顶部的绝缘屏蔽罩。需要满足：电气性能要求，如42KV工频；温升要求：630A*1.1倍；局放要求：单个屏蔽罩≤2PC；高低温要求，满足-25°C和高温70°C的冷热循环5次；安装要求，便于安装。
4.1.5研发可满足不同柜型母线连接的绝缘屏蔽罩，可适用于：管型母线、矩形母线、可连接各厂家柜子母线、满足电气性能要求，如温升、绝缘等 ?
安装方便、不需要更换原柜子零件 ?
4.2实施方案
本项目将选择开关站作为现场试点，先从使用数量较多的产品上进行试点
4.2.1收集各柜型的参数，主要包括；柜子外形尺寸，长/宽/高；柜子各隔室的尺寸；柜子母线的位置尺寸；柜子母线规格和结构，如矩形排或圆排等；母线顶板结构。
4.2.2分析收集数据，选择合理参数，满足大部分产品的要求。
4.2.3按照此参数，设计套管和连接，确定可触摸母线的规格和长度。
4.2.4联合供应商进行设计验证，包括绝缘、温升等常规试验。
4.2.5选择开关站进行试运行，保证可靠性。
4.2.6大面积推广。
5结语
本项目从空气绝缘环网柜故障率较高，开关柜型号厂家众多、不同厂家开关柜规格尺寸不统一的实际情况出发，基于施耐德SM6空气绝缘环网柜型，开发一种连接装置，适用于和任意厂家的空气绝缘柜拼接，当某一厂家的空气绝缘柜出现故障，需要换柜时，不管故障柜为何品牌，均可以采用通用型母排连接空气绝缘柜替换故障柜体，提高事故抢修效率，减少停电时间，亦可以解决备品备件型号单一无法匹配的问题；提高供电可靠性和供电质量；提高整个配电系统的管理水平和工作效率。
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