近20年来，SF6气体在高压开关装置小型化的进程中，发挥着重要的作用，充入纯SF6气体以及SF6与其他气体的混合气体制造的中压充气柜（中压GIS）体积小，能在严酷气候条件下可靠地运行。然而，为了应对地球变暖的危害，加大环境保护的力度已被提到日程上。1997年，在国际会议发表的“京都协议书”中，规定SF6为被削减的6种温室效应气体之一。作为SF6减排的一项措施，除了寻求可替代SF6的环境友好气体之外，研制固体绝缘的中压开关装置（SIS）——固体绝缘柜，也成为当前重要的课题，是中压开关柜发展的方向之一。
固体绝缘柜是采用固体绝缘材料作为主绝缘的新型中压开关柜。其主回路的各功能元件——真空灭弧室、隔离开关、接地开关、主母线、分支母线等均密封在用固体绝缘材料制造的模块中；绝缘材料为环氧树脂或硅橡胶，这样形成了几种不同的功能模块，可按设计组合或扩展成不同接线方案的变电站。
淄博金龙电力设备股份有限公司创建于1999年1月，现有员工300余名。占地105亩，现拥有厂房47000m2，其中，研发楼、综合楼、院士站和实验室占地8900m2。工厂配备新型数字化加工设备及检测设备136台（套），确保了公司生产、研发的需要。公司传统生产高低压成套电气设备、组合式变电站、12～40.5kV户内外真空断路器、252kV户外高压隔离开关、126kV户外SF6断路器等产品。公司采取与华中科技大学、沈阳工业大学、西安森源开关技术研究所等科研院所合作的方式，进行新产品的研发。在“生产一代，储备一代，研发一代”生产经营方针的指引下，自2008年起，即在国内较早地开展了与固体绝缘柜——这一国内外重点发展的新型开关装置相关的基础研究工作。经大量结构分析、反复的电场计算优化处理以及新材料研究、新工艺探讨并取得充分经验之后，在2011—2012年期间陆续研制成功KYN99Ⅱ型模块化固体绝缘移开式开关柜 和GSN-12型固体绝缘环网柜两大系列，成功地通过了中国国家高压电器质量监督检测中心的全部型式试验考核，随后投入生产。
KYN99Ⅱ型是一种铠装式金属封闭开关装置，其电气额定值为12kV、630～2000A、31.5kA。它由高压室、母线室、电缆室、低压室以及两个泄压通道和一个冷空气交换通道等部分组成。所有高压部件均经APG成型技术用硅橡胶密封成为独立的模块，高压室模块内配装公司自产VKJL型真空断路器及新型接地开关，柜内设有完善的防误操作连锁装置。KYN99Ⅱ柜中高压带电导体的设计均基于大量的电场模拟计算和优化处理，柜内设置的热交换系统则有助于大电流导体保持较低的温升，它使模块体积变小，但却具有较高的额定电流值，同时还对延缓固体绝缘材料的老化极为有利。开关柜的结构紧凑，宽×深×高=420mm×860mm×1200mm，显著节约占地空间；额定电流630～2000A，可涵盖小、中、大容量广大用户的需求，所以KYN99Ⅱ型不但可用于电力部门和各类工厂的变电站，尤其适合安装在大型商场、楼宇和居民住宅区等。
附图5-1 KYN99Ⅱ型铠装式金属封闭开关装置
KYN99Ⅱ型的外形如附图5-1所示。
GSN-12型真空固体绝缘环网柜是用于两路进线、不间断供电的小型化配电设备，无火灾、无毒气排放，不充温室效应气体，是替代SF6环网柜的新一代开关装置。概括其优越特性主要有以下几点：
（1）有断路器柜、组合电器柜、负荷开关柜等多种功能柜型，可组成不同的接线方案并便于扩展。
（2）功能模块完全封闭在固体绝缘内，能在高湿、凝露和高海拔等恶劣环境下可靠运行。
（3）绝缘模块外表面涂敷接地的、可触摸的屏蔽层，这是一种先进的设计结构，其优点在于：
1）触及带电绝缘模块外表面时不会发生电击和人身伤亡事故。
2）模块内高压电场分布状况不受外表面集尘的影响发生畸变，因而绝缘材料承受的电压应力可长期保持恒定，不致因电场畸变而增大、固体绝缘长期能稳定工作。对于外表面无接地涂敷层的模块，积尘引起的模块内带电体电场畸变加速了绝缘材料的老化，终将缩短开关装置的工作寿命。
3）一旦固体绝缘破坏，内部电弧只发生在相对地间，电弧能量大大减少，降低了内部燃弧故障时的危害。
4）完全免维护，不必对模块外表面进行清扫。
（4）封闭在环氧树脂壳体内的三工位开关为旋转式三相共箱结构，采取干燥空气或氮气绝缘方式，避免发生凝露；壳体前方设置两个观察窗，可清晰察看动触刀接通、隔离或接地的状态；隔离断口净距大于150mm、接地断口净距大于125mm，充分满足了绝缘配合的要求。
（5）负荷开关后备保护采用公司与Cooper公司联合开发的低温升、全范围保护的高质量限流熔断器，额定短路开断容量为50kA，保护特性稳定，给负载提供了可靠的过载与短路保护。
（6）柜体之间的连接用绝缘母线，输出端采用欧洲标准EN 50181和DIN 47636的电缆附件，现场安装十分方便。
（7）设有开关室和电缆室的泄压通道，在出现内部故障电弧时可定向释放高压力气体，柜体不会爆炸，确保设备和人员的安全。
（8）断路器和负荷开关配用ZW32型真空断路器的操动机构，三工位开关配用FLRN48型SF6负荷开关的操动机构，这两种机械部件均为公司批量生产、具有多年生产经验的弹簧操动机构，因而有利于各类开关的机械特性稳定。(www.xing528.com)
GSN-12型真空固体绝缘环网柜的研制成功，集中体现了公司先进的固体绝缘成型工艺、真空开关和弹簧操动机构成熟的制造经验以及柜体自动化加工技术的高度融合，因而产品实现了运行的高度可靠性。
附图5-2 断路器柜
产品性能符合GB 3906—2006《3.6～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》、Q/GDW 730—2012《12kV固体绝缘环网柜技术条件》和1016006—0010—A0《12kV固体环网柜通用技术规范》。结构简图如附图5-2～附图5-4所示，主要技术数据见附表5-1。
附表5-1 GSN-12型真空固体绝缘环网柜的主要技术数据
续表
附图5-3 组合电器柜
附图5-4 负荷开关柜
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