住宅小区户外环网箱在居民用电配电设计中扮演着关键角色，其设计需兼顾供电可靠性、安全性、经济性及环保性，以下从设计原则、系统配置、设备选型、保护措施、自动化与智能化、环境适应性六个方面展开详细说明：
### 一、设计原则
1. **可靠性**：确保供电连续性，减少停电时间和范围。通过合理的环网接线方式和设备配置，实现故障的快速隔离和恢复供电。
2. **安全性**：保障人身和设备安全，防止电气事故。设备应具备完善的保护功能，如过流、短路、接地等保护，同时设置必要的安全警示标志和防护措施。
3. **经济性**：在满足供电需求的前提下，优化设计方案，降低建设成本和运行成本。合理选择设备容量和类型，避免过度配置和资源浪费。
4. **环保性**：符合环保要求，减少对环境的影响。选择低噪音、低损耗、无污染的设备，同时考虑设备的可回收性和再利用性。
### 二、系统配置
1. **电压等级**：通常采用10kV电压等级供电，适用于小区电气负荷大于300kVA的情况。对于负荷较小的小区，可考虑采用低压供电方式。
2. **接线方式**：环网供电系统接线方式多样，如双线单环、双线双环等。双线双环接线方式（又称双“T”或“手拉手”方式）可靠性较高，可满足一级负荷供电要求。每个用户应拥有2个工作电源和2个备用电源，具备4个电源点。
3. **开环运行**：为限制短路容量，简化继电保护，小区两个环形供电系统应采用开环运行方式。通过计算找出功率分界点作为正常开环点，确保系统稳定运行。
### 三、设备选型
1. **环网柜**：
* **类型**：选用小型化、免维护、全绝缘型环网单元，如SF6或真空开关环网柜。户外环网柜应选用满足环境要求的小型化全绝缘、全封闭的SF6共气箱型，具有防水、耐雨淋及耐腐蚀性能。
* **功能**：环网柜应具备“五防”功能（防止误分、误合断路器；防止带负荷拉、合隔离开关；防止带电挂（合）接地线（接地开关）；防止带接地线（接地开关）合断路器（隔离开关）；防止误入带电间隔），并配置压力指示器，具备低气压分合闸闭锁功能。
* **参数**：负荷开关柜一般选用额定电流630A，额定短时耐受电流不宜小于20kA/4s，额定峰值耐受电流不宜小于50kA。断路器柜参数类似，但额定开断电流不宜小于20kA。
2. **变压器**：
* **类型**：根据环境需要选用干式变压器或油浸式变压器。变电所、配电所及地下室应采用干式变压器，以减少火灾风险。
* **容量**：单台变压器容量不宜超过1250kVA，以确保运行灵活性和安全性。变压器安装容量一般按不小于0.5的需要系数进行配置，根据住户面积和用电负荷合理确定。
* **特性**：选用节能环保型、低损耗、低噪音变压器，如非晶合金变压器、卷铁芯变压器等。接线组别为Dyn11，以提高供电质量和安全性。
3. **电缆**：
* **类型**：高压电缆应采用三芯绕包型交联聚乙烯绝缘电力电缆，并根据使用环境采用防水外护套、阻燃型。低压电缆一般选用交联聚乙烯绝缘、阻燃、纵向阻水的铜芯电缆。
* **截面**：电缆截面应根据长期允许载流量选择，并进行短路热稳定校验。对于表箱进线电气连接，使用压接或并沟线夹连接。
* **敷设**：电缆应穿管埋地敷设，避免机械损伤和外界环境影响。同方向路径的电缆应尽量敷设在同一电缆沟中，以节约投资和便于施工。
### 四、保护措施
1. **继电保护**：配电室设置SF6环网柜，不设保护，依靠故障隔离与恢复供电程序完成配网的保护功能。开闭站高压装设10kV中置式开关柜，配置微机综合保护装置，实现过流、短路、接地等保护功能。
2. **接地保护**：配电变压器、开关、电力电缆终端处所安装的避雷器应采用氧化锌避雷器。低压配电系统应选用TN-C-S或TN-S接地系统，确保人身和设备安全。
3. **防雷保护**：考虑安全和经济因素，对于电缆外网及各栋别墅应设置二级防雷电波的电涌保护器。外挂在建筑墙的接箱可用百叶装饰材料进行包装，既通风又遮阳，同时满足防雷要求。
### 五、自动化与智能化
1. **配电自动化系统**：在小区建设供配电管理中心，设置配电自动化系统，监控开闭站及所有小区配电室。系统具备运行相关数据的采集与远传、负荷监控管理、自动无功补偿、故障隔离与恢复供电等功能。
2. **智能电表**：住宅电度表应具备远方传输功能，实现远程自动抄表。智能电表可实时监测用电情况，为用户提供用电分析和节能建议。
3. **通信网络**：居住区电力设施配套通信网络宜采用基于以太网方式的无源光网络（PON）光纤专网的通信方式或基于5G信号的无线通信方式。确保通信信号全覆盖，实现用电信息采集系统通信信号的稳定传输。
### 六、环境适应性
1. **通风散热**：箱式变电站和环网柜应具备良好的通风散热性能，以降低设备运行温度，延长使用寿命。箱壳温升等级不宜超过10K，宜采用底进顶出的通风结构。
2. **防尘防污**：通风孔应采用钢板网加阻燃防尘滤布进行防护，防止小动物侵入和灰尘进入。防护等级应达IP44以上，确保设备在恶劣环境下正常运行。
3. **温湿度控制**：在高潮湿场所，应加大元件的爬电比距，并在箱内加装温湿度自动控制器。应用全绝缘、全封闭、防凝露等技术，防止设备受潮和凝露影响。
