小议“户外环网柜”在城网改造中的应用

输配电网络建设步伐反映了城市发展的节拍，从以前的珠三角，尤其到现在长三角及苏州等工业发达地区，以及它们的周边县市，都经受着能源不足这个困扰，而配电网络的供电可靠性也成了城区供电的隐患。
能源就像是城市的脉络，要通且顺。近年来，国家一直致力于城乡电网的改造，新兴城区的商业中心、住宅小区等繁华地段，寸土寸金，配电站要求占地小、外形美观；而保留的旧城区因地面狭小或有历史文化背景，架空需改电缆入地，因而需增加配电节点，地域也受限。这些成为城网建设和改造的主要矛盾。
应对策略：
1. 对于地域受限或因成本太高不便修建配电房的地方，很多不得不采用因地制宜，这样，10kV户外箱式环网柜（简称户外环网柜）将应运而生。它在配电节点中起着分支、分段与联络的功能。户外环网柜，顾名思义：将用于户内的环网柜加上具有一定防护等级（IP33）的箱体置于户外，使之具备了户外工作的条件。与组合型箱式变电站一样，户外环网柜也由工厂预装在箱体内，运输中使用专用的固定调耳；按厂家设计要求准备好水泥地基后，现场只需将箱体吊到所需的位置，使安装简单，缩短了施工时间。并且省去了配电房的建造，节省了需占用的土地成本。
国内外户外环网柜箱体外形大同小异，以ABB公司产品（称为箱式开关站）为例：顶盖为空气夹层式双层结构，并设有通风口；进风口设在箱体面板处，并有防尘过滤网；出风口设置在箱体顶部，并隐藏在房檐下面，形成自下而上的空气对流，使箱体具有良好的隔热与通风效果；顶盖有3度的排水倾角。门锁为防雨式结构，箱体有电缆进线口的密封式地板，防止电缆沟内部潮气进入箱体。
2. 户外环网柜箱内开关：目前采用环网供电作为10kV配电网络已经得到了认可：每个环由数台环网柜构成，成为一个供电分支的节点，标准的环网柜节点由两个环网进出线间隔和一到多个变压器间隔构成，两个环网间隔负责联络两个电源形成手拉手，而变压器间隔为保护出线，一般用负荷开关—熔断器组合电器构成。正常时开环运行，出现故障时，通过环网间隔切断故障点，操作分段间隔可以实现对非故障线路的供电，故障后，重组网络，恢复送电。相比以前的辐射及树干式供电来讲，供电的可靠性得到了提高，这也是有国外几十年的运行经验验证的，可大力推广。
传统环网柜大多使用空气式和真空负荷开关，近年来SF6式负荷开关有了很大的发展。并且有从以往的浇注树脂壳体型慢慢向不锈钢外壳共箱型演化的趋势。共箱型环网柜（简称充气柜）体积更加小巧（最小间隔能做到325mm宽），它将母线也封闭在气室内，更加有安全感，同时不锈钢不仅强度大而且多了一个接地点，给人以更安全的感觉。而充气柜最大的特点是防护等级高，可以做到IP67,包括熔断器室也可以密封在熔丝筒里面，电缆接头则采用全绝缘全密封的电缆接插件，能承受短时间浸水。完全适合用于户外。此类充气柜以国外产品居多，如ABB公司的Safe系列、Schneider公司的RM6、F&G公司的GA24、Areva公司的FBX系列等；国内起步较晚，但也已有迅猛发展之势，代表厂家有上海天灵的LMG、汉斯（福州）电气的ELE系列、深圳惠程的IA系列等
由此可见：使用充气柜作为环网开关设备的户外环网柜，很适合于商业区、现代住宅小区、街道以及居民区，在城网改造中具有明显的优越性。
事实上，户外环网柜在近年来也有了更大的发展空间及自身完善，表现在：
1. 方案更齐全：a）断路器间隔应用在环网柜中。可用在环网线路中靠近两电源的线路保护；另外，负荷开关-熔断器组合电器用于变压器的保护，最多可以做到1600kVA，而采用断路器间隔可以保护更大容量的设备。b）标准的计量模块。使用电缆以及电缆接插件与充气柜相连接，外形美观，结构更紧凑。c）母线PT模块。不仅作为充气柜电动操作的电源，还可为实现配电馈线自动化的监控终端提供电源。
2. 功能更完善：a）户外环网柜的智能化。对于一些电力质量要求很高的场所，如机场、银行及计算机网络和服务监控中心，需要环网柜具有系统监测、系统控制、系统通讯等功能；通过预埋的光纤或市话线, 采集现场工况信息，包括开关的状态，负荷电流及故障位置等，发出指令，对开关进行远方操作，并保持与中央控制室通讯。当辅助电源故障时，还能用蓄电池组作为备用的电源，保证监控单元和电动操作机构正常工作几小时。b）进线间隔可配备接地带电闭锁装置。在进线电缆带电情况下，电气上闭锁接地开关，确保人身安全。c）未配置配网自动化的户外环网柜，电缆侧可加装短路故障指示器，以提高短路故障段查找的速度。方便巡查与维护。d）大部分的充气柜可以做到5个间隔共一个气室，如果用户需要更多的间隔方案，可以通过顶部或者侧面的扩展来完成并柜。这样，户外环网柜也可以预留扩展（户外环网柜箱体需预留空间），当需要增加出线路数时，可以非常方便的实现。（注意：预留的扩展口必须用绝缘帽封堵）
3. 新材料的应用：户外环网柜箱体大多使用普通钢或不锈钢焊接而成，以下为近年来出现的新型材料：1） SMC箱体：绝缘性能和耐腐蚀性能优异，材料极易成型，且具有很高的拉伸强度、弯曲强度和冲击韧性,抗老化能力强，户外使用寿命超过20年。2） GRC（玻璃纤维增强水泥）箱体：几十年来，它多用在一些建筑物上作为覆盖材料，今也被厂家发掘用在一些户外箱体中。GRC材料具有诸多优点：不怕紫外线照射，耐腐蚀，经得起风吹雨淋，防水、防火、强度高，可塑性好，且成本低。
国家颁布设施的电力法的贯彻后, 电力作为一种商品进入市场, 接受用户的监督和选择, 甚至于对电力供应中的停电影响追究电力经营者的责任。另一方面, 高精密的技术和装备对电能质量要求, 配电网供电可靠性已是电力经营者必须考虑的主要问题。