浙江浙一电气有限公司

### 紧凑型结构：固体环网柜的空间优化技术分析

固体环网柜通过模块化设计、立体布局优化及材料创新，实现了空间的高效利用，其紧凑型结构技术可归纳为以下核心方向：

#### **一、模块化集成设计**
1. **功能单元封装**
将真空灭弧室、隔离开关、接地开关、主母线等主导电回路封装为独立模块，每个模块具备全绝缘、全密封性能。例如，中能电气VSS-12一代产品采用环氧树脂（APG工艺）分相浇注技术，将断路器/负荷开关真空灭弧室与三工位真空灭弧室独立封装，形成单相开关单元，再通过绝缘母线组装为完整设备。这种设计使各模块可独立更换或扩展，显著减少整体占地面积。

2. **标准化连接技术**
针对模块间连接刚性强的问题，开发界面连接技术：在浇注体与连接导体部位压缩硅橡胶，实现连接部位尺寸缩小与自由度保留。该技术使连接导体标准化，合理配置收纳元件，推动整体结构小型化。

#### **二、立体空间分层利用**
1. **多层腔室划分**
借鉴紧凑型中置式环网柜设计，柜体内腔通过水平隔板分为上层（计量室、母线室）、中层（断路器室、连线室）、下层（辅助设备室、电缆室），同层再以竖直隔板细分功能区。这种分层布局使设备深度减少30%以上，同时保持操作便捷性。

2. **相间分离设计**
采用各相分离结构，避免相间短路风险。例如，中能电气第二代固体柜将三相断路器真空灭弧室浇注于壳体中，三工位开关采用同轴刀闸式旋转结构，既缩小体积又提升安全性。

#### **三、材料与工艺创新**
1. **固体绝缘介质替代**
以环氧树脂等固体材料替代SF6气体，消除气体泄漏风险与环保压力。固体绝缘使设备防护等级达IP67，适应恶劣环境，同时减少压力气箱等部件，简化外壳结构。

2. **可视化断口设计**
第二代固体柜在隔离/接地开关部位设置观察窗，直接显示断口状态，提升操作安全性。该设计通过优化结构布局，未增加额外空间占用。

#### **四、性能与空间平衡**
1. **小型化与可靠性兼顾**
模块化设计使设备体积较传统环网柜缩小40%，但通过固封极柱技术、三工位隔离开关等关键技术，确保灭弧性能与绝缘强度。例如，VSS-12产品采用真空绝缘技术，实现全封闭、防凝露特性。

2. **灵活扩展性**
模块化结构支持按需组合，适应不同电力场景。例如，用户可根据负荷需求选择基础模块或叠加扩展模块，避免空间浪费。

#### **五、应用案例与数据支撑**
- **中能电气产品对比**：
- 第一代：真空断路器+真空绝缘隔离/接地开关，体积较小但成本较高。
- 第二代：真空断路器+空气绝缘隔离/接地开关（带可视断口），体积进一步缩小15%，成本降低10%。
- **河南泰隆专利设计**：
通过三层腔室划分，使设备前后尺寸减少20%，制作成本降低12%，验证了立体布局的经济性。

### **结论**
固体环网柜的紧凑型结构技术通过模块化设计、立体分层、材料创新及标准化连接，实现了空间优化与性能提升的双重目标。其核心价值在于：
1. **空间效率**：体积缩小30%-40%，适应城市电网密集部署需求；
2. **环保性**：消除SF6气体使用，符合低碳趋势；
3. **经济性**：模块化设计降低维护成本，标准化连接减少制作费用。
未来，随着材料科学与数字孪生技术的融合，固体环网柜的紧凑化设计将向智能化、自适应方向演进，进一步优化空间利用率。