环保气体绝缘环网柜SafeRingAir-V4-1507-201511

2014年10月,吕文忠，北京ABB高压开关设备有限公司

Safering&Safeplus

12kV/25kAand24V/20kAVCB

©ABBGroupFebruary2,2023|Slide2SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜

公司简介中压生产线高压断路器生产线电缆附件和避雷器生产线隔离开关生产线北门办公区产品范围：中压和高压开关设备，电压等级可达800千伏

车间面积：33000m2办公区面积：

6500m2SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

V25/V20–真空开关单元主要技术参数：额定电压12/24kV工频耐压42/4850/60kV雷电冲击75/8595/110kV额定电流630A开断能力:-短路开断25/20kA关合能力63/50kA短时耐受：25kA

2s或20kA3sSF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

V25/V20–真空开关单元真空开关采用VG4型真空开关。额定电流为630A,开断电流为25kA(12kV)或20kA(24kV)。带自动重合闸功能，操作顺序为：O–0.3s–CO–180s–CO可选自供电型继电器：如REJ603。也可选需要辅助电源的继电器：如REF615等CT选用穿芯式或开启式CT，安装于电缆室。SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

V25/V20–结构比较KYN28SafeSF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

V25/V20–结构比较尺寸W*D*H=800×1650×2200W*D*H=325×750×1336©ABBGroupFebruary2,2023|Slide7紧凑性SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

V25/V20–优点SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

V25/V20–结构比较绝缘空气绝缘＋复合绝缘高压隔室存在凝露的问题高压元件存在盐雾锈蚀的问题所有一次带电部分SF6气体绝缘不存在凝露的问题高压元件不存在盐雾锈蚀问题©ABBGroupFebruary2,2023|Slide9环境适应性紧凑性SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

V25/V20–优点SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

V25/V20–结构比较维护要定期清扫维护可实现免维护©ABBGroupFebruary2,2023|Slide11环境适应性紧凑性免维护SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

V25/V20–优点SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

V25/V20–结构比较方案方案比较单一此方案总体尺寸为:6400*1500*2300SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

V25/V20–结构比较方案方案非常灵活组合方式:V=VVVVVC=PTC此方案总体尺寸为:2896*750*1806©ABBGroupFebruary2,2023|Slide14环境适应性紧凑性免维护性SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

V25/V20–优点灵活性SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

V25/V20–结构比较方案如果进线是由上级来保护,这一级不需要保护?方案就可优化为:C=VVVVC=PTC如果有一路馈线负载为小于1600kVA变压器?方案就可优化为:C=VVVFC=PTC©ABBGroupFebruary2,2023|Slide16环境适应性紧凑性免维护性SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

V25/V20–优点灵活性经济性SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

V25/V20–结构比较安全1.有联锁，但各带电隔室的防护等级不一样，且一旦联锁失效或被破坏，存在误碰带电体的风险。2.结构复杂,操作繁琐1.有联锁，且带电体全部密封在气室内，不可能出现误碰带电体的危险。2.所有操作仅需一把操作手柄©ABBGroupFebruary2,2023|Slide18环境适应性紧凑性免维护性SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

V25/V20–优点灵活性经济性安全性/易操性February2023SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

断路器柜综述SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

关于配网短路电流限定值的说明SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

V25/V20典型方案——深圳项目组合方式SAFEPT=VV=M=CC方案说明进线采用两个负荷开关做为进线进线负荷开关可变更为A机构，客户实现备自投功能PT柜可以监测母线电压，也可以做为电源柜SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

V25/V20典型方案——宁夏项目组合方式V=V=V=M=PT=CB=CBBR=CB=PT=M=V=V=V方案说明此方案为单母分段的形式，两进线进线及母联选用1250A的CB柜，提升了带载能力；进线也可以实现备自投的功能；出线选用V25，可提升出线的开断能力，与进线相匹配SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

V25/V20典型方案——云南项目组合方式SAFECB=CB=V=V=V=V=PT方案说明此方案为单母的形式，两进线进线选用1250A的CB柜，提升了带载能力；进线可实现备自投的功能；出线选用V25，可提升出线的开断能力，与进线相匹配Safering&Safeplus

Safe-PTC

SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

PTC–带三工位开关的PT柜符合GB3906、GB/T11022优良的Safe环网柜家族基因相同的用户界面结构紧凑，节省占地面积操作方便性能可靠、安全性高应用在城市配网，工业供电等系统中。©ABBGroupFebruary2,2023|Slide25SF6绝缘环网柜和紧凑型开关柜

PTC–带三工位开关的PT柜额定电压12kV额定频率50Hz适用海拔≤1500m额定电流630A动热稳定主回路：20kA

3s峰值50kA

接地回路：17.4kA2s峰值43.5kAIAC级AFLR

20kA0.5s(开关室和PT室)1806500/696750©ABBGroupFebruary2,2023|Slide26February2,2023SafePlus-PTC带三工位开关的PT单元结构1低压箱2气压表3

机构室4顶部扩展套管5开关室PT室泄弧通道657123February2,2023SafePlus-PTC带三工位开关的PT单元结构February2,2023SafePlus-PTC带三工位开关的PT单元基本配置标准配置与特性630A三工位开关(CFE型)带电指示器面膜白色或黑色三工位开关联锁及与PT隔室间的联锁2只V/V接线电压互感器；或3只Y/Y接线电压互感器(标准配置JDZ11-10B)保护PT的熔丝3只400系列套管用于与其它功能单元的连接（顶部连接）1只带转换开关的电压表可选配置与特性MWD型避雷器©ABBGroupFebruary2,2023|Slide30干燥空气绝缘环网柜及开关柜

SafeRing/PlusAir12kV

2015年6月,吕文忠，北京ABB高压开关设备有限公司SafeRing/PlusAir干燥空气全绝缘环网柜

目录公司简介研究背景介绍结构特点性能优越性产品的技术性能产品的应用领域©ABBGroupFebruary2,2023|Slide31SafeRing/PlusAir干燥空气全绝缘环网柜

研究背景ABB公司的愿景：“作为世界领先工程公司，我们以可持续的方式帮助客户高效地使用电力和提升工业生产率，同时降低对环境的影响。”©ABBGroupFebruary2,2023|Slide32SafeRing/PlusAir干燥空气全绝缘环网柜

客户的呼声–应对全球变暖与日俱争的环境保护的呼声，催生绿色环保的解决方案。应对气候变化的政策措施也成为热门话题。如：碳排放控制和交易。澳大利亚推出的清洁能源未来计划，对温室气体进行了严格的管制，并计划征收等效的碳税。欧盟也对氟气体的相关规定进行修订，要求相关机构在2020年前提交可行的SF6气体的替代技术方案。©ABBGroupFebruary2,2023|Slide33SafeRing/PlusAir干燥空气全绝缘环网柜

客户的呼声–应对全球变暖GWP–全球变暖潜能值，是定义温室气体相对强度的一种方法。二氧化碳的潜能值为1，SF6的潜能值为22800。也就是说，SF6气体温室效应的强度是CO2气体的22800倍。在《京都议定书》中，SF6气体是受到限制的温室气体之一。但在寻找SF6的替代气体时，不能牺牲开关设备的可靠性、安全性和运行连续性等电气性能的要求。同时应考虑产品生命周期内对环境的影响最小。©ABBGroupFebruary2,2023|Slide34228000SF6干燥空气SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜全寿命周期内对环境影响最小根据“产品生命周期内对环境影响的评估研究”，环境效应包括：环境产物的消耗及向环境的排放。环境产品包括：矿物能源、原油等；环境排放物包括：固体废弃物、废气、污水等。该报告由ABB和几家国际知名公司共同研究完成。©ABBGroupFebruary2,2023|Slide36SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜

环保型开关设备的性能要求

优异的环保性能最紧凑的产品结构高可靠性高安全性安装维护量小成熟的生产工艺集成配电自动化方案©ABBGroupFebruary2,2023|Slide37SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜

性能优越性--优异的环保性能SF6具有温室效应的影响，使用SF6是否环保取决于使用者如何处理它。在ABB，所有针对SF6的操作均是在密封的环境中进行的，出现泄露的风险非常的低，因此，它是一个环保的ˎ可持续的解决方案。但是，如果在处理过程中出现的泄露，SF6将会给环境带来负面的影响。固体绝缘技术采用环氧树脂作为主绝缘材料，而环氧树脂的能源密集型的生产工艺ˎ高能耗和产品生命周期结束后非常低的回收再利用的可能性使得固体绝缘技术并不是一种环保的解决方案。SF6混合气体(如与N2混合)的解决方案可以减少SF6气体使用，但是由于混合气体中的SF6气体“被污染”，在生命周期结束后这些SF6无法被回收，因此这种解决方案在环保性上还不如“纯SF6”的解决方案。如果需要避免使用SF6气体，从环保的角度考虑，选择干燥空气ˎN2或者CO2这类低温室效应影响的气体是最理想的解决方案。SF6固体绝缘SF6混合气体N2/CO2干燥空气环保性+/(-)(-)(-)++++©ABBGroupFebruary2,2023|Slide38SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜

性能优越性--最紧凑的产品结构相比于传统的空气绝缘开关设备，固体绝缘开关设备结构更紧凑，但不如气体绝缘开关设备。使用SF6气体作为绝缘介质可以使开关设备结构更为紧凑。由于N2或CO2的介电强度较低，因此开关设备结构较不紧凑。和其它SF6的替代气体相比，干燥空气具有较高的介电强度，ABB的SafeAir产品可以和传统的Safe产品在紧凑性方面一致。SF6固体绝缘SF6混合气体N2/CO2干燥空气紧凑性++++++++©ABBGroupFebruary2,2023|Slide39SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜

性能优越性--高可靠性气体绝缘介质具有自恢复能力。在固体绝缘开关设备中使用大量的环氧树脂，局部放电风险高。在气体绝缘开关设备中使用的环氧树脂很少，局部放电风险低。固体绝缘介质不具备自恢复能力,甚至在一定程度上,绝缘老化可能会导致绝缘失效。环氧树脂对热冲击(特别是在低温下)十分敏感，并且在运输过程中容易损坏，从而导致出现裂纹，这些裂纹会导致绝缘失效的产生。SF6固体绝缘SF6混合气体N2/CO2干燥空气局部放电风险++(-)++++++寿命++0++++++©ABBGroupFebruary2,2023|Slide40SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜

性能优越性--安装维护量小SF6/N2/CO2/干燥空气气体绝缘介质状态可监控和调整。固体绝缘材料没有替换性，如果绝缘介质出现损坏，需要更换整台开关设备。SF6混合气体需要维护以控制气体组成。SF6固体绝缘SF6混合气体N2/CO2干燥空气绝缘介质状态可监控/可恢复++(-)0++©ABBGroupFebruary2,2023|Slide41SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜

性能优越性--成熟的生产工艺对于复杂的固体绝缘结构的生产工艺的可控性，特别是环氧树脂物料质量的保证是对固体绝缘开关设备最大的挑战。SF6气体绝缘开关设备的生产工艺是成熟可靠的。SF6替代气体绝缘开关设备的生产工艺和原理和SF6气体绝缘设备相同。与非混合气体相比，SF6混合气体绝缘开关设备在批量生产时需要保证正确的气体成分，生产工艺较为复杂。使用N2或CO2气体绝缘对制造厂环境较为敏感，

粉尘等因素会显著降低绝缘强度。SF6固体绝缘SF6混合气体N2/CO2干燥空气成熟可靠的生产工艺++(-)00++©ABBGroupFebruary2,2023|Slide42SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜

性能优越性--经济性SF6气体具有优异的电气性能，这种惰性气体可以用来灭弧，是最经济的解决方案。由于较高的物料成本，复杂的生产工艺，高报废率和高能耗，固体绝缘设备成本较高。SF6替代气体通常不能用于灭弧,并且需要采取额外措施以确保设备的绝缘强度(与SF6气体相比)。SF6固体绝缘SF6混合气体N2/CO2干燥空气经济性++0+++©ABBGroupFebruary2,2023|Slide43SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜

性能比较

–综述

SF6固体绝缘SF6混合气体N2/CO2干燥空气环保性+/(-)(-)(-)++++局部放电风险++(-)++++++寿命++0++++++绝缘介质状态可监控/可恢复++(-)0++紧凑性++++++++成熟可靠的生产工艺++(-)00++经济性++0+++©ABBGroupFebruary2,2023|Slide44SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜

产品设计–灭弧及绝缘

开断：真空灭弧

负荷开关：真空负荷开关

断路器：真空断路器绝缘：

干燥空气作为绝缘介质，同时通过优化的电场设计，来保证产品的绝缘要求。真空负荷开关或断路器三工位隔离开关©ABBGroupFebruary2,2023|Slide45SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜

产品设计–绝缘介质本产品以干燥空气作为绝缘介质。干燥空气采用工业用混合气体：19.5~23.5%氧气；其余为氮气。原料气体技术要求：

氧气：纯度大于99.5%

氮气：纯度大于99.999%

微水：10ppm©ABBGroupFebruary2,2023|Slide46SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜

产品的应用型式主要功能单元：

D单元：电缆连接单元

C单元：负荷开关单元

V单元：真空断路器单元M/PT单元：计量和PT单元PTC单元：带三工位开关的PT单元各功能单元可以独立气箱，也可以共气箱。不同气箱之间通过顶部的扩展母线连接。©ABBGroupFebruary2,2023|Slide47SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜

结构特点

所有带电部分均密封在气箱中，气箱采用不锈钢焊接而成，内充1.4bar的干燥空气。气箱的防护等级达到IP6７。气箱安装压力表，可实时监视气箱内气体压力。气箱底部安装了防爆膜，当内部故障引起压力升高时，防爆膜爆破，释放内部压力。并将气体朝后部泄放，防止伤害柜前操作人员。开关柜通过内部燃弧试验，IAC-AFLR/20kA，1s。

©ABBGroupFebruary2,2023|Slide48SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜

产品的技术性能–主要技术参数©ABBGroupFebruary2,2023|Slide49SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜

产品的技术性能–操作界面气压表分合闸按钮负荷开关/断路器操作孔负荷开关/断路器位置指示操作孔打开/关闭隔离开关操作孔隔离/接地开关位置指示接地开关操作孔带电显示器电缆室SafeAir-C/VSafeAir-D©ABBGroupFebruary2,2023|Slide50SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜

PT及计量柜单元空气绝缘的开关柜。电压互感器带熔断器保护。可选2只或3只电压互感器；2只或3只电流互感器。计量柜与开关柜的连接方式：顶部扩展母线连接；Pt柜与开关柜的连接方式：顶部扩展母线连接；

©ABBGroupFebruary2,2023|Slide51SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜

产品的外形尺寸©ABBGroupFebruary2,2023|Slide52SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜

柜间连接方式用扩展母线将两个气室连接在一起，构成完整的母线连接。母线额定电流达到1250A。扩展母线为全绝缘屏蔽型连接母线。安全性能高。安装简单，连接可靠。©ABBGroupFebruary2,2023|Slide53SafeRingAir干燥空气全绝缘环网柜

电缆安装方式符合DIN标准的200

及

400系列套管。可安装单电缆进线、单电缆加避雷器、双电缆。套管对地高度相同。可增加

272/450mm高的支架，以方便电缆连接。还可安装电