隨著技術的進步，工藝的完善，環(huán)保氣體絕緣環(huán)網柜已成為市場的主流。主要是干燥空氣作為絕緣介質，隔離、接地三工位開關+真空斷路器方案已經非常成熟。

采用母線側隔離接地開關，徹底的解決了接地開關在環(huán)保氣體中關合困難的問題，母線接地開關通過真空斷路器作為關合設備，接地開關無需具備快速的關合速度來滿足關合短路電流，減少預計穿燒蝕的問題。接地開關可以做成和隔離開關一樣的，無需過死點快速合閘機構，不論是扭簧機構，還是拉簧機構，結構大大簡化。

真空斷路器具備接地合閘時避免意外分閘的聯鎖，機械或電氣聯鎖，保證維修狀態(tài)時一直處于可靠接地狀態(tài)，保證人身安全。

開關組件安裝在密閉的干燥空氣絕緣的IP67防護等級的氣箱內部，采用微正壓氣體，一般0,02MPa，氣體的含水率要求較高，相比于SF6作為滅弧介質小于150PPM來說，含水率要求還要高，有的甚至達到5PPM，采用工業(yè)化生產的高純度的氧氣和氮氣按照21%、79%的氣體混合，和自然狀態(tài)的空氣組成成分接近一致，因此顳部高壓開關單元及其組成部件和空氣絕緣開關設備開關基本一致。由于SF6絕緣強度是空氣的3倍，空氣絕緣開關柜的要求可以作為干燥空氣絕緣的環(huán)保氣體開關柜內部一次元件的基本要求。

首先是空氣凈距要求，按照IEC60071標準，空氣中電氣凈距的要求與開關設備的沖擊耐受電壓關聯，不論額定電壓高低或工頻電壓高低。

IEC60071絕緣配合 第1部分: 定義、原則和規(guī)則 表A.1規(guī)定了空氣中的電氣凈距，因此帶電裸導體之間及對地需要滿足該標準，即對于額定電壓17.5kV開關設備的雷電沖擊電壓95kV，最小空氣間隙是160mm，對于相間及相對地都適用。IEC 60071 附錄A的表1，額定雷電沖擊耐受電壓和最小空氣距離之間的關系（海拔1000m），見下表。

IEC 60071 附錄A的表1 額定雷電沖擊耐受電壓和最小空氣距離之間的關系（海拔1000m）

IEC60071定義的空氣絕緣距離是在不均勻電場情況下的最小間隙，想要進一步縮小環(huán)保氣體絕緣開關柜尺寸，合理的優(yōu)化導電回路和電極形狀，均勻電場可以起到事半功倍的效果，均勻電場情況下，95kV 的電氣間隙可由160mm降低到100mm，可大幅提高開關柜耐受沖擊電壓的能力，提高安全系數，又可以減少尺寸，節(jié)省材料實現成本優(yōu)化。

當然環(huán)保氣體絕緣環(huán)網柜基本上都是采用縱向布置機構，因此只是會加大深度尺寸，如相間距150mm，采用25mm銅棒，電氣間隙是可以滿足空氣凈距要求的。

對于爬電距離。關于爬距，按照IEC62271-304 《高壓開關裝置和控制設備.第304部分:額定電壓高于1kV小于等于52kV的室內封閉式開關裝置和控制設備惡劣氣候條件下用的設計等級》中定義了使用條件有0(C0P0)、1(CLP0)、2(CHP0)三種等級，開關柜凝露按有無凝露，偶爾發(fā)生凝露和經常凝露三種；而對于污染等級，室內開關設備只有極輕污染等級。IEC 62271-1 《高壓開關設備和控制設備.第1部分:交流開關設備和控制設備的一般規(guī)范》標準有根據污穢推薦的最小標稱統一爬電比距，如下表所示。

污染等級確定的最小標稱統一爬電比距

對于環(huán)保氣體環(huán)網柜，完全密封在氣箱內部，不受環(huán)境影響，屬于極輕污穢等級，統一爬電比距是22mm/kV，對于IEC 12kV開關柜的絕緣件的爬電距離計算值為：相間為 22x12=264mm，因此無需過度的加大爬距即可以滿足沿面絕緣的要求。

特別是對于真空滅弧室的外表面絕緣，很多環(huán)保氣體開關柜滅弧室采用絕緣磁殼外表面加硅橡膠、或滅弧室固封、或磁殼加傘裙等特殊設計，如果沿外表面距離大于160mm，其實是沒有必要的再增加外部絕緣的，過多的爬距會造成局部電場集中，引發(fā)尖端放電。很多國外的空氣絕緣開關柜絕緣子、真空滅弧室均不采用傘裙增加爬距依然可以通過額定電壓15kV，工頻耐受電壓38kV 1min， 95kV沖擊耐受電壓的要求，而且使用壽命長達50年依然可靠運行。

來源：會說電氣