隨著環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的日益成熟，環(huán)網(wǎng)供電以其獨特的優(yōu)越性在城網(wǎng)配電系統(tǒng)中廣泛采用。目前城網(wǎng)中普遍采用的是中壓12kV電壓等級的配電方式。在12kV電壓等級配電網(wǎng)中的主設(shè)備——環(huán)網(wǎng)柜，有進(jìn)口的，也有我國自行設(shè)計生產(chǎn)的環(huán)網(wǎng)供電單元，現(xiàn)有產(chǎn)氣式、壓氣式、真空及SF6等型。可是隨著我國電力工業(yè)持續(xù)高速發(fā)展，尤其是城鄉(xiāng)電網(wǎng)的現(xiàn)代化建設(shè)與改造，對電器產(chǎn)品的合理配置提出了更新的要求；用戶也對供電質(zhì)量和可靠性提出了更高的要求。目前我國的配電網(wǎng)很薄弱，絕大多數(shù)為樹狀結(jié)構(gòu)，且多為架空線，可靠性差，尤其在農(nóng)村，送電距離太長，損耗嚴(yán)重，電壓質(zhì)量差。而采用電壓等級較高的電網(wǎng)絡(luò)，具有耗材少，傳輸功率大等優(yōu)點，因而我國城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)中采用的40.5kV電壓等級的配電網(wǎng)絡(luò)已得到供電部門和用戶的充分認(rèn)可。但目前我國40.5kV電壓等級配電網(wǎng)的切換裝置基本上仍使用價格較貴的斷路器，個別場合使用的負(fù)荷開關(guān)尚依賴進(jìn)口，因而40.5kV配電網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)網(wǎng)柜的設(shè)計和發(fā)展前景有待進(jìn)一步的探討。
    環(huán)網(wǎng)柜及負(fù)荷開關(guān)的市場分析
1、負(fù)荷開關(guān)的市場需求
    歐美各國城市電網(wǎng)負(fù)荷密度大，電纜發(fā)展快，中壓電網(wǎng)大都以環(huán)網(wǎng)接線，開環(huán)運行，負(fù)荷開關(guān)使用較多（其在國外已推行了半個世紀(jì)），發(fā)展快，現(xiàn)已開發(fā)了產(chǎn)氣式、壓氣式、真空、SF6等小型化環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜。而我國在“九五”期間，環(huán)網(wǎng)柜才開始有了長足的發(fā)展。為了提高城市供電可靠率，而采用環(huán)網(wǎng)供電方式的地方也越來越多，使負(fù)荷開關(guān)和環(huán)網(wǎng)開關(guān)單元的使用大量增加。據(jù)專家指出，“十五”后三年，隨著電力工業(yè)加速發(fā)展及國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，中壓開關(guān)柜將有較大增長，預(yù)計“十五”末期可達(dá)到21萬面，如果按斷路器柜與負(fù)荷開關(guān)柜、接觸器柜比例約為2:1來測算，則斷路器柜為14萬面，負(fù)荷開關(guān)與接觸器柜為7萬面，中壓主要開關(guān)元件可達(dá)25萬臺。但是我國中壓開關(guān)及開關(guān)柜的產(chǎn)品與國外產(chǎn)品的差距是參數(shù)還不夠高。國外開關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量，特別是真空滅弧室的質(zhì)量穩(wěn)定，開關(guān)產(chǎn)品工藝細(xì)致，外形美觀（如VD4型開關(guān)）。我國高壓開關(guān)行業(yè)“九五”規(guī)劃也指出：相比斷路器而言，負(fù)荷開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易、造價低、運行維護(hù)方便，我國開發(fā)負(fù)荷開關(guān)勢在必行很有必要。
    現(xiàn)使用的開關(guān)產(chǎn)品種類不少，但從起主要保護(hù)控制功能及配用高壓開關(guān)柜情況來看，主元件有斷路器、負(fù)荷開關(guān)及接觸器。目前國外負(fù)荷開關(guān)與接觸器在中壓電網(wǎng)中使用數(shù)量顯著高于斷路器，而我國則相反。近幾年我國的裝備政策也正逐步調(diào)整，在12kV配電網(wǎng)中，負(fù)荷開關(guān)與接觸器使用比例也將日趨上升。40.5kV級主開關(guān)元件目前雖仍以斷路器為主，但隨著今后的技術(shù)研發(fā)和提升，如能設(shè)計和生產(chǎn)智能化、小型化、高可靠性、操作簡單、少維護(hù)方向發(fā)展的負(fù)荷開關(guān)，則將憑借其自身的優(yōu)勢取代斷路器，獲得一個較大的市場量。“十五”期間，40.5kV主開關(guān)元件總數(shù)約16500臺，預(yù)計將以2.1%的年增長率上升，由此看來40.5kV電壓等級的負(fù)荷開關(guān)市場需求量較大，有很大的發(fā)展?jié)摿Α?br /> 2、國內(nèi)外環(huán)網(wǎng)柜的技術(shù)發(fā)展
    近幾年來，國外環(huán)網(wǎng)柜技術(shù)發(fā)展很快，性能逐步提高。主要體現(xiàn)在技術(shù)參數(shù)和壽命的逐步提高，體積減小，故障率低。如：西門子、ABB、美國通用電氣( GE)、西屋公司等國外廠家的產(chǎn)品，最大容量指標(biāo)為：
    12kV柜：額定電流5000A，額定短路開斷電流63kA。
    40.5kV柜：額定電流2500A，額定短路開斷電流40kA。
    采用良好的絕緣材料防潮、防塵、減少運行故障；高可靠性，特別是以真空開關(guān)柜尤為突出；較多產(chǎn)品的機械壽命達(dá)到3萬次，個別達(dá)到6萬次，10年以上不需潤滑，免維護(hù)。
    我國自20世紀(jì)80年代以來，隨著引進(jìn)消化國外產(chǎn)品，技術(shù)水平迅速提高，品種也迅速增加到幾十種。在12kV電壓等級上，空氣環(huán)網(wǎng)柜占據(jù)一定市場，其特點是生產(chǎn)加工方便，維修簡單，成本和價格低。40.5kV級環(huán)網(wǎng)柜的使用起步較晚，開始基本依賴進(jìn)口（價格很高）。近幾年來國內(nèi)生產(chǎn)廠家引進(jìn)元件組裝和采用聯(lián)合開發(fā)的方法，相繼推出了國產(chǎn)化的環(huán)網(wǎng)柜，其產(chǎn)品技術(shù)水平、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及其適用性與國外先進(jìn)水平相比，還存在較大差距。目前40.5kV級的環(huán)網(wǎng)柜產(chǎn)品還遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今電網(wǎng)改造的需要，它的可靠性以及生產(chǎn)工藝水平有待于提高。真空和SF6環(huán)網(wǎng)柜由于性能指標(biāo)高，具有技術(shù)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢，是40.5kV級環(huán)網(wǎng)柜發(fā)展的趨勢。
    特別是電網(wǎng)中變電所負(fù)荷急劇增加和小型發(fā)電機組并網(wǎng)運行，導(dǎo)致大額定電流、大短路開斷電流以及頻繁操作、低過電壓等專用型的技術(shù)需求，環(huán)網(wǎng)柜元件質(zhì)量的提高尤為重要，因而今后40.5kV級環(huán)網(wǎng)柜的開發(fā)應(yīng)達(dá)到的總目標(biāo)應(yīng)是：發(fā)展高可靠、免維修、智能化、小型化、操作方便、外觀精美、供貨周期短、成本低的產(chǎn)品。
環(huán)網(wǎng)柜及其負(fù)荷開關(guān)的特點分析
1、高壓環(huán)網(wǎng)柜的型式及特點
    環(huán)網(wǎng)柜是一組高壓開關(guān)設(shè)備裝在鋼板金屬柜體內(nèi)或做成拼裝間隔式環(huán)網(wǎng)供電單元的電氣設(shè)備，其核心部分采用負(fù)荷開關(guān)和熔斷器，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、價格低、可提高供電參數(shù)和性能以及供電安全等優(yōu)點。它被廣泛使用于城市住宅小區(qū)、高層建筑、大型公共建筑、工廠企業(yè)等負(fù)荷中心的配電站以及箱式變電站中。
    環(huán)網(wǎng)柜一般分為空氣絕緣和SF6絕緣兩種，用于分合負(fù)荷電流，開斷短路電流及變壓器空載電流，一定距離架空線路、電纜線路的充電電流，起控制和保護(hù)作用，是環(huán)網(wǎng)供電和終端供電的重要開關(guān)設(shè)備。柜體中，配空氣絕緣的負(fù)荷開關(guān)主要有產(chǎn)氣式、壓氣式和真空式，配SF6絕緣的負(fù)荷開關(guān)為SF6式，由于SF6氣體封閉在殼體內(nèi)，它形成的隔斷斷口不可見。環(huán)網(wǎng)柜中的負(fù)荷開關(guān)，一般要求三工位，即切斷負(fù)荷、隔離電路、可靠接地。產(chǎn)氣式、壓氣式和SF6式負(fù)荷開關(guān)易實現(xiàn)三工位，而真空滅弧室只能開斷，不能隔離，所以一般真空負(fù)荷環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜在負(fù)荷開關(guān)前再加上一個隔離開關(guān)，以形成隔離斷口。
2、負(fù)荷開關(guān)的技術(shù)性能對比
    (1 )12kV負(fù)荷開關(guān)戶內(nèi)12kV負(fù)荷開關(guān)有以下四種：產(chǎn)氣式、壓氣式、真空式和SF6式。現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的是SF6負(fù)荷開關(guān)，采用SF6負(fù)荷開關(guān)制成的環(huán)網(wǎng)供電單元因體積小，開斷性能好受到了許多大城市如北京、深圳、廣州等電力用戶的青睞，但此類開關(guān)價格昂貴，在一般大城市和中等城市市場有限。產(chǎn)氣式開關(guān)的環(huán)網(wǎng)供電單元只能用于開斷容量小，不頻繁操作的場合，此外，其體積大，使用受到限制。真空負(fù)荷開關(guān)環(huán)網(wǎng)供電單元在國內(nèi)應(yīng)用也較普遍，其價格較SF6負(fù)荷開關(guān)環(huán)網(wǎng)供電單元低近30%，開斷能力優(yōu)良，但是體積較大。
    (2) 40.5kV負(fù)荷開關(guān)目前40.5kV負(fù)荷開關(guān)主要有SF6和真空兩種多為戶外使用。由于產(chǎn)氣式或壓氣式負(fù)荷開關(guān)的開斷能力不足，當(dāng)主變壓器發(fā)生重瓦斯故障和當(dāng)熔斷器單相熔斷時，負(fù)荷開關(guān)因沒有足夠的開斷轉(zhuǎn)移電流的能力而無法跳閘，不能實現(xiàn)缺相保護(hù)，這對于無人值班變電所是不允許的。如變壓器運行中出現(xiàn)過負(fù)荷電流，此電流大于負(fù)荷開關(guān)的額定開斷電流而小于熔斷器的熔斷電流時，就有可能存在保護(hù)“死區(qū)”，這種情況已有許多省份的運行人員提出來，所以目前的40.5kV級首選SF6和真空負(fù)荷開關(guān)。它們最突出的特點是開斷性能好，能滿足轉(zhuǎn)移電流的要求和使用壽命長，且都屬于免維護(hù)檢修或少維護(hù)檢修類型的開關(guān)。
     在我國農(nóng)網(wǎng)建設(shè)和改造中更適合農(nóng)村地域環(huán)境的負(fù)荷開關(guān)應(yīng)數(shù)真空負(fù)荷開關(guān)。它適用于戶外架空配電網(wǎng)和戶外變電站，適用于城網(wǎng)和架空線路和終端供電設(shè)備。真空負(fù)荷開關(guān)的特點是重量輕、體積小，在開斷電流過程中無強烈的聲光現(xiàn)象，對真空滅弧室的觸頭采用了銅鎢或銅碲硒鐵的合金材料，大大降低了截流值和強化了抗熔焊能力，無火災(zāi)爆炸危險，不需檢修；其機械壽命和電壽命大大超過了一般的負(fù)荷開關(guān)，可達(dá)到2000次以上的操作次數(shù)；在分閘狀態(tài)有明顯的可見斷口，隔離刀與三相真空滅弧室聯(lián)動，通過動作時序配合，真空滅弧，而隔離刀在分?jǐn)嗪完P(guān)合過程中不起弧；全敞開式；不需密封、不充油、不充氣；可手動、電動操作。它可以分合負(fù)荷電流，亦可開斷變壓器空載電流，一定距離的架空線路、電纜線路和電容器組的電容電流。具有分段、隔離、連接、切換等功能．結(jié)構(gòu)如圖所示，其參數(shù)如表所示。
    戶內(nèi)負(fù)荷開關(guān)采用SF6壓氣式滅弧方式，具有優(yōu)良的開斷性能和關(guān)合短路電流的能力。分?jǐn)嗫蛰d變壓器不產(chǎn)生截流過電壓；分?jǐn)嚯娙萜鹘M不產(chǎn)生重燃過電壓。其配有手動彈簧操動機構(gòu)，能適用于頻繁操作，動作可靠。具有體積小，重量輕，免維護(hù)等特點。可用于電壓等級40.5kV配電網(wǎng)絡(luò)作為分合負(fù)荷電流，閉環(huán)電流；也可分?jǐn)喙╇娮儔浩鞯目蛰d勵磁電流和電容器組的電容電流；還能分?jǐn)嗫蛰d電纜的充電電流。SF6具有很高的絕緣性能和對電場的較低敏感性，因此，與空氣絕緣柜相比，SF6環(huán)網(wǎng)柜有最小的尺寸。這一優(yōu)勢對40.5kV級產(chǎn)品特別顯著。
    富通新能源可以根據(jù)用戶的需求訂做各種類型的高低壓配電柜開關(guān)柜。