固體絕緣環網柜自問世以來，以其環保、安全、智能、靈活等特點得到用戶的認可，已有相當數量在全國各地各行業投入使用。全國輸配電技術協作網(簡稱協作網)固體絕緣環網柜技術討論組成員針對固體絕緣環網柜四個特殊問題：固體絕緣環網柜組合方案的優化研究、固體絕緣環網柜半導涂層技術研究、固體絕緣環網柜可視斷口實驗研究及固體絕緣環網柜關鍵技術研究進行了調研。
為保證特殊問題結論性意見的真實性、準確性和較強的參考性，協作網組織開關專家及討論組成員采用線上調研結合線下調研的形式對固體絕緣環網柜的四個特殊問題進行了調研。線上調研采用調研問卷形式對組內成員進行調研，線下調研共走訪6家使用單位，4家制造單位。此次調研使用單位及制造單位共15個單位參與，其中制造單位9家，使用單位6家，參與調研者共20位。
線上調研采用調研問卷形式主要征集組內成員對固體絕緣環網柜四個特殊問題的意見。線下調研開關專家及討論組成員與使用單位就當地固體絕緣環網柜使用情況、運行情況、當前設備問題進行了技術交流并現場參觀了設備運行狀況。與制造單位就固體絕緣環網柜制造情況、工藝情況等相關技術進行了交流并參觀了設備制造車間，了解設備制造情況。
固體絕緣環網柜特殊問題調研結論
現將調研意見匯總形成結論性意見，供固體絕緣環網柜使用單位及制造單位參考，促進固體絕緣環網柜的創新和應用水平提高，進一步推動固體絕緣環網柜進入大規模應用。
固體絕緣環網柜組合方案的優化研究
從本次調研情況分析，用戶對“負荷開關-熔斷器組合柜”方案并沒有完全放棄，但用量很少。所以開發成功“負荷開關-熔斷器組合柜”方案的制造業尚不能完全放棄該方案，但制造業的開發重點按本次調研結果從實際出發可以淡化“負荷開關-熔斷器組合柜”方案的開發研究。
固體絕緣環網柜半導涂層技術研究
半導涂層技術是固體絕緣外表面采取的屏蔽措施之一，并非僅有措施;目前實際看到的還有采用噴鋅類屏蔽措施，如安徽羅伯特、溫州華儀;半導涂層有北海銀河、沈陽昊誠。固體絕緣外表面采取屏蔽措施并非僅僅考慮觸摸問題，對于制作過程中的絕緣缺陷、長期運行后的絕緣老化等創造有效的監督條件。對于涂敷半導涂層后局放指標略化等現象應從結構設計、工藝制造上尋求原因，解決問題。建議對固體絕緣外表面的屏蔽措施進行深入研究。
固體絕緣環網柜可視斷口實驗研究
由于一線現場維護人員對所維護的產品結構并不十分熟悉，一旦誤碰可能釀成大禍，所以設置有效的可視觀察窗是許多一線維護人員非常關心的問題。
從以上小范圍調研情況看，并沒有明確反對設置可視窗口的意見，只是可視窗口的“實際效果并不太理想”;所以“可視窗口”并不是擺設，制造商應從實際運行情況出發，考慮到戶外產品陽光強烈的實際情況，做到有效的可視。
固體絕緣環網柜關鍵技術研究
關鍵技術集中在以下幾個方面：研究固體絕緣外表面的屏蔽措施;研究可視斷口有效可視問題;研究可再生利用的固體絕緣材料及材料性能;研究解決“假斷口”問題、研究接地開關斷口間弧光污染問題;研究結構簡單、高機械壽命、高可靠性的操動機構;研究防止凝露措施(從以往SF6氣體環網柜運行情況看，凝露嚴重、銹蝕嚴重);研究柜內溫升監測問題;研究供環網柜優化設計、分析的專用軟件系統。
固體絕緣環網柜組合方案的優化研究
方案優化意見主要集中在“負荷開關-熔斷器組合柜”方案是否必要。
明確提出取消“負荷開關-熔斷器組合柜”方案的代表性單位為新疆烏魯木齊市電業局，同時還有鄂爾多斯電業局、鄂爾多斯鐵西供電局、青海海北供電公司、浙江金華電業局、太原供電公司、長園電力、博耳電力、揚州新概念等。
使用固體絕緣環網柜的開關站(開閉所)，在進線側基本采用斷路器單元(有的需要實現雙電源備自投功能)或負荷開關單元(不需要帶保護功能)，在需要帶保護功能的出線側采用斷路器單元，基本沒有采用組合電器單元，原因主要有以下四個方面：
(一)組合電器固體柜在使用成本上不占優勢。負荷開關-熔斷器組合電器固體柜造價比斷路器固體柜還高，一般要高出20%以上;另外三相熔斷器任意一只只要開斷一次，就須將三相熔斷器同時報廢、全部更換新的。相比斷路器固體柜，組合電器固體柜使用成本較高。
(二)組合電器固體柜在智能化方面不占優勢。在需要帶保護功能的出線側安裝斷路器，可以實現在出線側(用戶側)發生單相接地的情況下保護動作，出線側的故障有80%是單相接地，如果直接跳到上一級或變電站會非常麻煩。從分清責任上說，出線側安裝斷路器并配備相應保護也是必要的，停電了是誰的責任也清楚。
(三)組合電器固體柜的制造工藝需完善。負荷開關-熔斷器組合電器的固體柜，其熔斷器密閉在絕緣筒內，散熱差，熔斷器需要降容使用，加之市場上熔斷器質量參差不齊，熔斷器安秒特性分散性大等等，因此對合理選配熔斷器、負荷開關與變壓器的參數要求較高，另外我們也擔心電流過載時熔斷器發熱過高，融化絕緣筒，造成絕緣事故，以往SF6氣體絕緣環網柜的組合電器熔斷器絕緣筒就出現過融化損壞的故障。
(四)斷路器可以提供全范圍保護。12kV的真空斷路器技術已經非常成熟。在固體柜出現之前，電力系統容量在800kVA及以下的配電變壓器使用了斷路器保護或者組合電器保護，而容量在800kVA以上的變壓器基本都是由斷路器提供保護的，未出現變壓器炸裂事故，而使用斷路器固體柜對變壓器提供保護有6年多，也未出現任何問題。總體感覺使用斷路器保護效果還是非常好的。
接受并提供“負荷開關-熔斷器組合柜”方案的有沈陽昊誠電氣和北京雙杰電氣。
沈陽昊誠電氣指出，為滿足中國市場的配電特點設計之初就充分考慮了方案的組合，固體絕緣環網柜的方案齊全，總計12種，分別為：隔離開關-負荷開關-接地開關方案、隔離開關-負荷開關-隔離開關方案、隔離開關-負荷開關-熔斷器方案、負荷開關-隔離開關方案，隔離開關-斷路器-接地開關方案、隔離開關-斷路器-隔離開關方案、斷路器-隔離開關方案，隔離開關方案，隔離開關-熔斷器方案，PT柜方案、聯絡提升方案的下母線組合方案、計量柜方案(全絕緣和半絕緣的方式)。由于母線采用管狀插接的連接方式，開關采用模塊化設計，簡單的模塊單元即可完成供電方案的各種組合，為使用者提供便捷的選配形式。
北京雙杰電氣指出，模塊化組合，各個方案自由拼配，既適應批量生產，對產品質量也是一個提高，同時減少運輸過程中造成產品故障的幾率。但相對的，成本會有所提高。
還有其它單位對組合方案提出了各自意見。福州供電公司認為固體絕緣環網柜的組合方案，斷路器柜、負荷開關柜、組合電器柜、PT柜、計量柜、提升柜等基本方案柜確定后，如何去組合完全可以根據客戶需求自行組合。
深圳供電局認為斷路器單元用的多，負荷開關柜、組合電器柜用的很少。
電研華源認為固體絕緣環網柜組合方案優化應該重點考的因素有：組合電器柜負荷開關和熔斷器額定電流是否進行了合理匹配?限流熔斷器額定電流可靠性選擇及熱效應問題是否考慮直通柜、計量柜、PT柜、斷路器柜，接地開關及隔離開關機械壽命是否匹配?實體固封和空腔密封的結構方式是否合理?
河南森源認為固體絕緣柜的方案應在滿足使用條件的情況下盡可能的減少方案的種類。建議方案包括：斷路器柜、負荷開關柜、組合電器柜、分段柜和計量柜。
綜上所術，用戶對“負荷開關-熔斷器組合柜”方案并沒有完全放棄，但用量很少。所以開發成功“負荷開關-熔斷器組合柜”方案的制造業尚不能完全放棄該方案，但制造業的開發重點按本次調研結果從實際出發可以淡化“負荷開關-熔斷器組合柜”方案的開發研究。
固體絕緣環網柜半導涂層技術研究
對半導涂層分成三種意見：明確贊成、明確反對、需探索。
明確贊成屏蔽層的有福州供電公司、鄂爾多斯鐵西供電局、鄂爾多斯電業局、浙江金華電業局、太原供電公司、深圳供電局、電研華源、河北電力裝備、長園電力、北海銀河、博耳電力、沈陽昊誠電氣。
固體絕緣環網柜的絕緣模塊(如絕緣套筒)外殼進行半導導電層的噴涂目的有四個：當絕緣破壞時使短路故障只發生相對地間，減少內部燃弧的電弧能量，降低故障風險;能在任何環境下保持絕緣性能，不用對模塊外表面進行清掃，實現免維護;為了起到電磁屏蔽，均衡內部電磁場的作用，即便是金屬異物進入柜中，電場分布也不會改變;保護操作檢修人員觸摸該絕緣模塊表面時，不至于發生電擊危險。
絕緣模塊外表面不涂敷或局部涂敷屏蔽層時，其電場耐受是由空氣和絕緣材料共同承擔的，絕緣材料可能會承擔的多一些。嚴格地講，它應認為是復合絕緣。有接地屏蔽層的絕緣模塊，其電場耐受就全部由絕緣材料承擔了。固體絕緣環網柜的定義中，要求“人可觸及的模塊表面涂覆有導電或半導電屏蔽層并可直接可靠接地”。換而言之，無接地屏蔽層的，就不能稱為真正意義上的固體絕緣環網柜。
實際的固體絕緣環網柜生產過程中，常常出現這樣的問題：如果表面不噴涂半導導電層，該固體絕緣套筒就可以通過局放試驗，如果對該固體絕緣套筒進行了半導導電層的噴涂，局放試驗就過不去，甚至1.1倍工頻時局放達到500pC以上。出現這個問題，不僅與固體絕緣材料的配方有關(環氧樹脂、增韌劑等比例)，這是一個材料與工藝制造導致的問題。而且還與該絕緣套筒模塊的設計有著直接的關系：例如內部隔離刀閘的形狀、套筒內腔壁的波紋處理、何種填充氣體(干燥空氣還是氮氣、復合絕緣氣體等)、氣體絕緣距離等。
石家莊科林電氣明確反對半導體涂層。在電纜等產品上半導體涂層可以均勻電場，減小局放。但是在導體被完全密封在絕緣體的情況下，目前固體絕緣多數為空心內腔安裝導體，在導體和絕緣件有空氣的情況下，加半導體涂層對局放量減小并不起作用。而且在環網柜運行的情況下絕緣件是不許操作人員觸摸的，所以用半導體涂層保障人員安全也沒有意義。
認為半導體涂層需要進一步半導體涂層的有河南森源、揚州新概念電氣、北京雙杰電氣、新疆烏魯木齊電業局。
河南森源認為固體絕緣柜絕緣件表面是否應該噴涂半導體涂層的問題應進行深入的探討。從運行角度看，表面噴涂后，設備不會因為環境條件等因素出現絕緣的下降。但從設計制造角度看，此要求導致設備的體積增大、固體絕緣材料的使用量增加，成本增加。尤其是局部放電值的增大，難以解決。尋找表面噴涂的替代方案，解決絕緣件受環境條件的影響應是固體絕緣柜探索的問題之一。
揚州新概念電氣認為12kV不涂敷，三相獨立，表面處理后，絕緣實際是下降了，局放指標變大了。目前公司生產的12kV固體柜的固封絕緣件外表面是沒有噴涂導電層的，由公司制造并正已投入電力系統運行的固體柜數量在15000面左右，運行地點分布在貴州、新疆、安徽、青海、廣西、四川、深圳、廣州等，時間最長的已經安全運行近七年，還未發現有問題。對于固封絕緣件外表面是否需要噴涂，廠家也作了一些研究。該固體絕緣環網柜采用單相固封模塊結構，三個獨立的單相固封模塊組裝為一個單元。如果固封模塊外表面未噴涂導電層，整機局放量在20pC以內;如果噴涂導電層，整機局放量在100pC以內。固封模塊外表面噴涂導電層后，與未噴涂相比，產品絕緣強度反而下降了。新概念廠家根據近7年來積累的固體柜生產和運行經驗，建議固封絕緣件外表面不作半導涂層強制要求。
北京雙杰電氣認為這種技術已經基本成熟，目前產品具有這種技術含量，實現了外覆半導涂層，技術標準均達到或超過相關標準要求。這種技術對于產品的電場分布、產品結構具有很高的要求，且對于絕緣件在工藝制作上有更苛刻的要求，對產品的質量要求更高，并且要有必要的檢測手段，技術成熟后，半導涂層技術的應用會使產品運行操作更加安全可靠，相對于產品的成本也會提高。
新疆烏魯木齊電業局認為在固封絕緣件外表面是否需要噴涂導電層(噴鋅或鋁或半導電體)，我們還沒有做過這方面的研究，目前我們使用的固體柜的固封絕緣件外表面是沒有噴涂導電層的，還沒有發現有問題。對于是否需要噴涂，主要決定于噴涂導電層后，是否提高了該固封絕緣件的絕緣強度，如果噴涂后，絕緣強度提高了，可以噴涂，如果絕緣強度是下降，建議還是不噴為好。(固封絕緣件是免維護的核心組件，為安全起見，無論在固封絕緣件外表面是否噴涂了導電層，都不會打開金屬蓋板去觸摸固封絕緣件。)
