对于C-GIS普遍采用的是母线侧三工位开关+真空断路器的方式,而对于环网柜断路器方案,则各有不同,ABB SAFERING,AREVA FBX, 西门子8DJ等都是采用出线侧三工位(下隔离)方案,Lucy公司的环网柜Aegis Plus采用上隔离设计,GE SecoRMU 相同尺寸情况下,即可以母线侧三工位,也可以线路侧三工位,而伊顿XIRUI等固体绝缘环网柜三工位在母线侧,施耐德PREMSET固体柜则是下隔离。
国内环网柜厂家多数采用的是ABB方案,因此V柜方案是下隔离,宽度375mm,也有CB方案即母线侧隔离方案,但柜宽要加大到500mm,为什么各不相同呢?主要有以下几方面考虑。
安全因素
电力安全规程规定,接地线、接地刀闸与检修设备之间不得连有断路器或熔断器,若由于设备原因,接地开关与检修设备之间连有断路器,在接地开关与断路器合上后,应有保证断路器不会分闸的措施。因此,对于下三工位隔离来说,开关在断路器的出线侧,接地开关与被接地出线电缆直接相连,满足接地线、接地开关与检修设备之间不得连有断路器或熔断器的要求。而对于上三工位隔离来说,开关在断路器的母线侧,接地开关与被接地出线电缆之间连接有真空断路器,并非直接连接,不满足要求,需要接地开关与检修设备之间连有断路器,在接地开关和断路器合闸后,应有保证断路器不会分闸的措施,如断开分闸回路或阻挡机械意外跳闸。
接地开关的关合能力
对于接地开关需要满足关合能力,一般是E1级2次,而现在很多客户,如国网优质包需要E2级5次关合,对于三工位在出线侧的,需要接地开关具有一定的合闸速度,以克服预计穿时产生的电弧烧蚀,SF6具有较强的绝缘性能和灭弧能力,因此接地开关隔离断口距离小,合闸,预击穿距离短,烧蚀时间少,因此容易通过试验,对于环保气体开关柜则难度很大,由于环保气体绝缘能力差,必须适当加大断口电气间隙,因此击穿时间长,烧蚀会严重,需要加大合闸速度,才能通过试验。而对于三工位在母线侧的,可以缓慢的合接地开关,然后合断路器实现短路关合,这样关合次数可以很多。
应用考虑
作为进线柜,断路器在三工位隔离下部,下隔离可以实现故障隔离,可见断口,断路器端头不带电;而作为出线柜,下隔离在断路器后端,断路器分闸后,隔离开关分闸,断路器母线侧一直带电,对于有些设计对于绝缘拉杆等耐电性能需要考虑,对断路器的整体绝缘能力是个考验,环网柜断路器绝缘主轴等保持一直带电状态,分闸状态下相对位置需要可以承受雷电冲击耐受电压。而出线柜上隔离则可以保证断路器分闸位置上下端头不带电。
设计上考虑
下隔离可实现母线布置方便,节省上部空间,设计容易。而上隔离需要对上部静触头留有空间。
CGIS设计,都是采用母线侧三工位,特别是双母线系统,双三工位隔离/接地开关安装在母线侧,根据情况在两组母线中转换,断路器在三工位隔离下端,,接地通过真空断路器实现,电缆接地先将断路器分闸,再将三工位开关转换到接地位置,再合真空断路器实现出线电缆的接地。