隨著技術(shù)的進(jìn)步，工藝的完善，環(huán)保氣體絕緣環(huán)網(wǎng)柜已成為市場的主流。主要是干燥空氣作為絕緣介質(zhì)，隔離、接地三工位開關(guān)+真空斷路器方案已經(jīng)非常成熟。
采用母線側(cè)隔離接地開關(guān)，徹底的解決了接地開關(guān)在環(huán)保氣體中關(guān)合困難的問題，母線接地開關(guān)通過真空斷路器作為關(guān)合設(shè)備，接地開關(guān)無需具備快速的關(guān)合速度來滿足關(guān)合短路電流，減少預(yù)計(jì)穿燒蝕的問題。接地開關(guān)可以做成和隔離開關(guān)一樣的，無需過死點(diǎn)快速合閘機(jī)構(gòu)，不論是扭簧機(jī)構(gòu)，還是拉簧機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)大大簡化。
真空斷路器具備接地合閘時(shí)避免意外分閘的聯(lián)鎖，機(jī)械或電氣聯(lián)鎖，保證維修狀態(tài)時(shí)一直處于可靠接地狀態(tài)，保證人身安全。
開關(guān)組件安裝在密閉的干燥空氣絕緣的IP67防護(hù)等級的氣箱內(nèi)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(zhì)小于150PPM來說，含水率要求還要高，有的甚至達(dá)到5PPM，采用工業(yè)化生產(chǎn)的高純度的氧氣和氮?dú)獍凑?1%、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(guān)單元及其組成部件和空氣絕緣開關(guān)設(shè)備開關(guān)基本一致。由于SF6絕緣強(qiáng)度是空氣的3倍，空氣絕緣開關(guān)柜的要求可以作為干燥空氣絕緣的環(huán)保氣體開關(guān)柜內(nèi)部一次元件的基本要求。
首先是空氣凈距要求，按照IEC60071標(biāo)準(zhǔn)，空氣中電氣凈距的要求與開關(guān)設(shè)備的沖擊耐受電壓關(guān)聯(lián)，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(dǎo)體之間及對地需要滿足該標(biāo)準(zhǔn)，即對于額定電壓17.5kV開關(guān)設(shè)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(guān)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(guān)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(jìn)一步縮小環(huán)保氣體絕緣開關(guān)柜尺寸，合理的優(yōu)化導(dǎo)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(guān)柜耐受沖擊電壓的能力，提高安全系數(shù)，又可以減少尺寸，節(jié)省材料實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)化。
當(dāng)然環(huán)保氣體絕緣環(huán)網(wǎng)柜基本上都是采用縱向布置機(jī)構(gòu)，因此只是會(huì)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(guān)于爬距，按照IEC62271-304 《高壓開關(guān)裝置和控制設(shè)備.第304部分:額定電壓高于1kV小于等于52kV的室內(nèi)封閉式開關(guān)裝置和控制設(shè)備惡劣氣候條件下用的設(shè)計(jì)等級》中定義了使用條件有0(C0P0)、1(CLP0)、2(CHP0)三種等級，開關(guān)柜凝露按有無凝露，偶爾發(fā)生凝露和經(jīng)常凝露三種；而對于污染等級，室內(nèi)開關(guān)設(shè)備只有極輕污染等級。IEC 62271-1 《高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備.第1部分:交流開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的一般規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)有根據(jù)污穢推薦的最小標(biāo)稱統(tǒng)一爬電比距，如下表所示。
污染等級確定的最小標(biāo)稱統(tǒng)一爬電比距
對于環(huán)保氣體環(huán)網(wǎng)柜，完全密封在氣箱內(nèi)部，不受環(huán)境影響，屬于極輕污穢等級，統(tǒng)一爬電比距是22mm/kV，對于IEC 12kV開關(guān)柜的絕緣件的爬電距離計(jì)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(guān)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(shè)計(jì)，如果沿外表面距離大于160mm，其實(shí)是沒有必要的再增加外部絕緣的，過多的爬距會(huì)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(guān)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(dá)50年依然可靠運(yùn)行。
來源：會(huì)說電氣
