電網在人類經濟生產生活中的地位和作用越來越重要，電網正成為全球創新活動最活躍的領域之一，堅強環保的智能電網將為人類的可持續發展提供堅實的保障，建設堅強環保的智能電網也就成為人類今天面臨的最重要創新任務之一。配電網在電網中處于重要的地位，進行強有力的技術創新，加快建設堅強環保的智能配電網的步伐成為配電技術供應商和配電網建設企業的重要任務。誕生于20世紀70年代的環網柜為配電系統的建設提供了新的力量，配電技術供應商和應用單位在數十年來對環網柜進行了持續的創新和應用推廣，經過了數次具有重大意義的創新升級，在配電網絡系統中起到了日益突出的作用。

隨著科學技術的不斷進步，人類對配電產品的要求越來越高，環保、節能、智能、免維護、高可靠性和低成本等成為環網柜的發展方向，在這種背景下，固體絕緣環網柜應運而生。進入21世紀后，數家具有發明創造能力的中國民族企業在中國首創了固體絕緣環網柜這種全新的產品，為在新時期建設堅強環保的智能配電網提供了全新的技術支撐和產品保障。經過5年左右的積極推廣和應用，固體絕緣環網柜在我國正進入大規模推廣應用的階段，成為建設堅強環保的智能配電網的新主力。

環網柜的發展歷程

環網柜(環網供電單元，RMU)最早出現于1978年，當時德國Driescher公司在漢諾威工業博覽會上展出了世界上第一臺SF6環網柜，此后眾多公司開發出自己獨具特色的環網柜。

新生的環網柜用于分合負荷電流、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，它起控制和保護作用，是環網供電和終端供電的重要開關設備。環網柜核心部件是負荷開關和熔斷器，具有結構簡單、體積小、價格低、可提高供電參數和性能以及供電安全等優點。環網柜大量使用在城市電網的終端，配電方式靈活擴展性好，快速進入大規模應用，因而近年來獲得了很大的發展。

隨著環網柜的快速推廣應用，用戶對環網柜提出了新的要求，而隨著相關技術的進步，環網柜的設計、生產和制造技術也在不斷的發展和進步，采用的絕緣介質日益豐富，所覆蓋的電壓等級進一步拓寬。

環網柜的絕緣介質經歷了空氣絕緣、空氣和SF6氣體混合絕緣、SF6氣體全絕緣，最后到固體絕緣的過程。

空氣絕緣環網柜。這種環網柜以空氣為主絕緣，主開關采用產氣式、壓氣式或真空負荷開關，負荷開關有側裝和正裝，操作機構正面安裝。空氣絕緣環網柜體積較大，主開關如選用真空負荷開關，設計時負荷開關前須再加上一個隔離開關。

空氣和SF6氣體混合絕緣環網柜。該產品主開關一般選用SF6負荷開關，設計時將其置于全密封的環氧樹脂或不銹鋼殼體中，內充低壓力的SF6氣體作為絕緣介質和滅弧介質。其他的一次高壓帶電部件如一次母排、一次連接電纜、電壓/電流互感器和避雷器等安裝在空氣中。空氣和SF6氣體混合絕緣環網柜具有優異的電氣性能，開關柜體積要比同類型的空氣絕緣環網柜小很多，可實現三工位。開關柜功能齊全、組合方便且易于實現配網自動化。

SF6氣體全絕緣環網柜。該產品將高壓帶電導體(三工位開關和連接母線等)全部密封在充低壓力SF6氣體的不銹鋼殼體中，以SF6氣體作為絕緣與滅弧介質。不銹鋼外殼強度好、防腐能力強、散熱性能好并且可靠接地，能保證人身安全。為方便維護與更換，操作機構與高壓限流熔斷器安裝在空氣中。該環網柜還采用預制式硅橡膠絕緣的電纜終端實現電纜的插接，減小了體積，提高了安裝的方便性和維護的安全性。

固體絕緣環網柜。大約在2007年前后，國內企業率先推出了固體絕緣環網柜。該環網柜取消了壓力容器的應用，開關本體的內絕緣與滅弧采用真空介質，外絕緣采用絕緣筒固化開關部件，由封閉母線連接各個回路。絕緣筒采用固封極柱技術，將真空滅弧室、主導電回路和絕緣支撐等有機結合為一體，實現全絕緣、全密封和免維護結構。絕緣筒采用環氧樹脂材料制成，母線采用硅橡膠材料進行封裝。這種結構由于隔絕了空氣、水氣、灰塵及冷熱氣源，有效地減緩了電源體的腐蝕。

固體絕緣環網柜由北京雙杰電氣股份有限公司在國內率先提出，歷時2年7個月時間研制成功，填補了國內空白，獲得了國際發明專利和四項國內發明專利，國內其他的企業也陸續推出了這種產品。

建設堅強環保智能配電網的理想產品

現代配電網的新特點是安全、環保和智能，而固體絕緣環網柜采用極柱固封技術，取消SF6壓力氣體的應用，在安全、智能、靈活、環保、抗惡劣環境等方面較傳統環網柜都具有顯著提升，非常適合當前中國正在大力推進的堅強智能電網建設。

設備的安全是智能配電網安全穩定運行和對社會可靠供電的重要基礎。目前最常用的充氣環網柜是SF6氣體環網柜，以六氟化硫為絕緣介質，在實際運行過程中，經常會遇到漏氣問題，對開關的運行造成極大的隱患和危險。相對高壓GIS設備集中便于管理，充氣環網柜因其分布廣，實際運行中難以進行全方位的監督管理，也給運行帶來隱患。固體絕緣環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，整體實現全封閉全絕緣。從制造上來講，相與相是分隔；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，真正實現了免維護。

堅強是智能電網的基礎和保障。固體絕緣環網柜相比SF6環網柜具有突出的抗惡劣環境能力，在嚴寒、高原、潮濕、強風沙等惡劣環境下，適應性優勢明顯。遇到零下40多度的天氣時，SF6環網柜的SF6會液化，氣箱內的氣壓也隨之變低，導致絕緣和滅弧性能下降。處于海拔高的位置時，SF6環網柜因大氣壓力的減小箱體自動膨脹，產生漏氣，造成短路。固體絕緣環網柜完全沒有這方面的顧慮。固體絕緣環網柜把整個機構全封裝，外面沒有傳動部件，在強風沙環境中可放心使用。在沿海或者高潮濕地區環網柜最怕彈簧、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、三十年內不會出現生銹狀況。

作為轉變電網發展方式的一次重大創新，智能電網對環保也提出了嚴格的要求。目前現在所運行中壓全密封環網柜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，成為大氣環境中的一大污染源。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。固體絕緣環網柜從原理制造上完全與六氟化硫氣體無關，為配電網設備領域的減排環保提供了基礎保證，十分符合智能電網建設要求的。

配網自動化的改造，自動化控制必須要實現電動控制。充氣環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環網柜無法適應配網自動化改造的需要。固體絕緣環網柜極具智能性，現場可以根據用戶需求引接PT電源。電纜接頭可實現在線監測，給用戶現場的溫度值，同時數據到達控制終端，運行維護加強，為用戶解決很多實用問題。固體絕緣環網柜負荷開關瞬時分斷，為多級配網自動化提供保障。

經過5年的設計、制造能力的提升和小規模的應用，固體絕緣環網柜得到了各方的重視，并獲得了可貴的一線工程應用經驗。2010年，西藏各供電局在老城區電網改造中購置了30臺北京雙杰電氣股份有限公司生產的固體絕緣環網柜，使用兩年多沒有出現過一起安全事故，創造了環網柜在高寒地區穩定運行的奇跡。固體絕緣環網柜完全適應高原地區氣候環境使用，相比傳統的SF6環網柜，其抗高寒等惡劣環境能力優勢明顯。

近期，固體絕緣環網柜列入國家電網公司1285號文件及國家電網公司"十二五"規劃，并成為國家電網公司的企業標準，規定在新增的環網柜投資中固體絕緣環網柜要達到一定的比重。另一方面，以北京雙杰電氣股份有限公司為代表的國內固體絕緣環網柜生產制造企業已具備了較強的研發和制造能力，走在世界的前列。

中國配電市場的固體絕緣環網柜正進入大規模推廣應用的時期，將在智能配電網的建設中扮演突出的角色，成為堅強環保智能電網建設的新興主力軍。