Analyse der Klassifizierung und Entwicklungstrends von Hochspannungs/Niederspannungs-Fertigtransformerstationen

1. Einführung

Hoch- und Niederspannungs-Vorbauunterstationen, auch bekannt als "Vorbauunterstationen" oder "Box-Unterstationen", wurden in China früher unter verschiedenen Namen wie "Kombinations-Unterstationen", "Kombi-Transformator", "fabrikgefertigte kompakte Unterstationen", "boxförmige Hochspannungs-Empfangseinheiten" und "vorgefertigte kompakte Unterstationen" bezeichnet. Im November 1995 benannte die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) sie offiziell in der IEC 1330-Norm als "Hoch- und Niederspannungs-Vorbauunterstationen". Die aktuelle Norm GB/T 17467—2020 Hoch- und Niederspannungs-Vorbauunterstationen verwendet ebenfalls den Begriff "Hoch- und Niederspannungs-Vorbauunterstationen", der im Folgenden kurz als "Vorbauunterstationen" bezeichnet wird.

Die Hauptmerkmale von Vorbauunterstationen sind wie folgt:

• Das Design und die Fertigung des Produkts werden in der Fabrik abgeschlossen.

• Überprüft durch die Typprüfungen gemäß der Norm GB/T 17467.

• Validiert durch Fabrikprüfungen.

Ihre grundlegende Zusammensetzung besteht aus drei funktionalen Einheiten, nämlich dem Transformatorraum, dem Hochspannungsschaltgerät-Raum und dem Niederspannungsschaltgerät-Raum. Die Schlüsselkomponenten, die darin montiert sind (in der Norm werden Transformatoren, Hochspannungsschaltgeräte, Niederspannungsschaltgeräte usw. als Schlüsselkomponenten definiert), wurden sowohl durch Typprüfungen als auch durch Fabrikprüfungen als qualifiziert bestätigt. Diese Komponenten werden nach Bedarf miteinander verbunden und in einer gemeinsamen Hülle oder Box montiert, um ein Vorbauunterstationsprodukt zu bilden. Das typische Schema wird gemäß den Anforderungen der Norm GB/T 17467 durch Typprüfungen überprüft und dann nach Bestehen der Fabrikprüfungen an Nutzer für Installation und Nutzung geliefert. Dies stellt die grundlegende Strukturform einer typischen Vorbauunterstation dar.

In der Praxis werden Automatisierungseinrichtungen, Kommunikationseinheiten, Videüberwachungssysteme, Steuerkraftversorgungssysteme, Brandschutzsysteme usw. in Vorbauunterstationen integriert und werden zu wichtigen Komponenten oder Ergänzungen, um die Funktionsanforderungen von Vorbauunterstationen unter unterschiedlichen Arbeitsbedingungen zu erfüllen.

Die Hauptvorteile von Vorbauunterstationen umfassen eine hohe Integration, einen geringen Flächenbedarf, kurze Bauzeiten, flexible Standortauswahl, starke Umweltanpassungsfähigkeit, einfache Installation und Nutzung, sichere und zuverlässige Betriebsweise, niedrige Investitionskosten und schnelle Ergebnisse.

In den letzten Jahren haben Vorbauunterstationen in Bereichen wie Wind- und Photovoltaik-Kraftwerken sowie Energiespeicherung eine rasante Entwicklung und breite Anwendung erfahren, wodurch die Übertragung oder Austausch von elektrischer Energie ermöglicht wird.

Anwendungsgebiete von Vorbauunterstationen: Im Verteilnetz erreichen Vorbauunterstationen die Verteilung von elektrischer Energie durch Spannungsabnahme, um die Anforderungen der Endnutzer zu erfüllen; im Kraftwerkssystem realisieren sie die Übertragung von elektrischer Energie vom Erzeugerseite zum Netz durch Spannungserhöhung und Netzanschluss.

Die Nennleistung und Spannungsebene des in Vorbauunterstationen installierten Transformators sind wichtige Indikatoren zur Messung der Größe und Konfiguration der Unterstation. Allgemein werden bei Vorbauunterstationen mit einer Transformator-Nennleistung von etwa 10.000 kV·A und einer Spannungsebene von 40,5 kV und darunter der Transformator und Schaltgeräte oder andere Ausrüstungen in einem Ganzen zusammengefasst oder in separaten Modulen zum Standort transportiert und dann in einem Ganzen zusammengesetzt.

Wenn die Transformatorleistung 31.500 kV·A überschreitet, werden die zugehörigen Schaltgeräte und andere Hilfsausrüstungen innerhalb der Box der Vorbauunterstation installiert, während die Haupttransformator außerhalb installiert werden. Es gibt zwei oder mehr Haupttransformator, die schließlich zu einer vollständigen Unterstation verbunden werden, wodurch die Übertragung oder Austausch von elektrischer Energie ermöglicht wird.Dieser Artikel klassifiziert Vorbauunterstationen aus Sicht der Branchenentwicklungsrichtung oder der Hauptmerkmale des Produkts und analysiert ihre Entwicklungsrichtungen im Bereich der Unterstationen.

2. Übliche Klassifizierungsarten von Vorbauunterstationen

In der Praxis unterscheiden sich Vorbauunterstationen hinsichtlich der Nennleistung und Strukturmerkmale des Transformators, der Nennspannungsebene, der Schlüsselkomponenten, des Materials und der Strukturform der Box, der Anwendungsszenarien und der Hauptzwecke erheblich. Darüber hinaus unterscheiden sich aufgrund der Unterschiede in den Anwendungsbereichen auch die Branchennormen und Produktverifizierungsmethoden. Im Folgenden werden Vorbauunterstationen aus verschiedenen Dimensionen oder basierend auf ihren Hauptmerkmalen klassifiziert.

1) Klassifizierung nach der Nennspannungsebene auf der Hochspannungsseite

Vorbauunterstationen werden nach der Nennspannungsebene auf der Hochspannungsseite in Hochspannungs-Vorbauunterstationen, Mittelspannungs-Vorbauunterstationen und Niederspannungs-Vorbauunterstationen eingeteilt. Die Nennspannung auf der Hochspannungsseite von Hochspannungs-Vorbauunterstationen beträgt 110 kV und darüber, bei Mittelspannungs-Vorbauunterstationen liegt sie zwischen 3,6 und 40,5 kV, und bei Niederspannungs-Vorbauunterstationen beträgt sie 1,14 kV und darunter.

Hochspannungs-Vorbauunterstationen werden in der Regel in der Nähe des Zentrums der elektrischen Last installiert. Sie verwenden oft einen Bauansatz, der modulare Fertigung mit Baustellenbau kombiniert. Sie zeichnen sich durch eine hohe Spannungsebene auf der Hochspannungsseite des Transformators, eine große Einheitenleistung und eine relativ große Anzahl von primären und sekundären Hilfsausrüstungen aus.

Mittelspannungs-Vorbauunterstationen werden in der Regel in Kraftwerksystemen, am Ende des Verteilnetzes oder in temporären Stromversorgungsszenarien eingesetzt. Ihre Schemakonfiguration ist relativ einfach, die Transformatorleistung ist relativ gering, und der Fertigungsprozess ist relativ unkompliziert.Niederspannungs-Vorbauunterstationen installieren in der Regel sekundäre Steuerausrüstungen, Hilfsausrüstungen oder Niederspannungsschaltgeräte, um spezifische Funktionsanforderungen zu erfüllen.

2) Klassifizierung nach Verwendung oder Installationsumgebung

Sie werden nach der Verwendung oder Installationsumgebung in Innenraum-Vorbauunterstationen und Außengebäude-Vorbauunterstationen unterteilt. Die häufig erwähnten Vorbauunterstationen beziehen sich in der Regel auf den Außengebäudetyp. Darüber hinaus werden in einigen Fabriken, Gebäuden oder neben Innenraum-Elektrika mit relativ geringer Leistungslast unterstützende Vorbauunterstationen als Innenraum-Vorbauunterstationen installiert. Ihre Verwendungsumgebung oder Schutzstufe ist im Vergleich zu Außengebäude-Vorbauunterstationen besser, und das Produkt selbst hat leicht geringere Anforderungen an Umweltschutz und Sicherheit.

3) Klassifizierung nach der Produktinstallationsmethode

Sie werden nach der Produktinstallationsmethode in feste Vorbauunterstationen und mobile Vorbauunterstationen unterteilt. In der Regel werden Vorbauunterstationen fest auf dem Fundament installiert, und ihre Installationsposition bleibt während der Nutzung unverändert.

In einigen Anwendungsszenarien, wie Bergwerken, Ölfeldern, Baustellen und temporären Wartungsstromversorgungsszenarien, muss die Position der Vorbauunterstation häufig geändert werden, wenn der Bau voranschreitet. Es gibt zwei Arten von mobilen Vorbauunterstationen: rollbare Vorbauunterstationen und schiebbare Vorbauunterstationen. Wenn die Stromversorgungsposition der Vorbauunterstation verlegt werden muss, kann sie mit einem Anhänger oder einem Sattelanhangzug transportiert werden.

4) Klassifizierung nach dem Material für die Herstellung der Box

Nach den verschiedenen Materialien, die für die Herstellung der Box von Vorbauunterstationen verwendet werden, können sie in Stahlblechtyp, nichtmetallischer Typ, Edelstahlblechtyp, Aluminiumlegierungstyp, farbiges Stahlverbundblechtyp, Jinbang-Blechtyp, Magnesium-Aluminium-Zink-verzinnter Blechtyp, Container-Typ usw. unterteilt werden. Das Hauptmerkmal ist, dass die Materialien oder Strukturformen der Boxen von Vorbauunterstationen variieren, was den unterschiedlichen Bedürfnissen oder Anforderungen der Nutzer entspricht.

5) Klassifizierung nach dem Aussehen der Box oder dem Grad der Passung zur Umgebung

Nach den besonderen Anforderungen von Vorbauunterstationen an die umliegende Nutzungsumgebung können sie weiter in normale Typen, Landschaftstypen (zum Beispiel, die Oberfläche der Box hat Stile, die chinesische alte Architektur, europäische Architektur, künstlerische Formen oder angebrachte Landschaftsgemälde imitieren) usw. unterteilt werden. Zum Beispiel hat die in einem Park verwendete Vorbauunterstation die Form eines Pavillons oder eines Gebäudes, das zur Parkumgebung passt, und ihre Oberfläche ist mit Landschaftsgemälden oder verschiedenen Farbtönen dekoriert.

6) Klassifizierung nach verschiedenen Installationsmethoden

Nach dem Grad der Kombination zwischen der Vorbauunterstation und dem Fundament kann sie in oberirdische Vorbauunterstationen, halb-eingebettete Vorbauunterstationen und vollständig eingebettete Vorbauunterstationen unterteilt werden.Eine oberirdische Vorbauunterstation installiert die gesamte Vorbauunterstation auf dem Fundament. Bei einer halb-eingebetteten Vorbauunterstation befinden sich der Hochspannungsschaltgerät-Raum und der Niederspannungsschaltgerät-Raum der drei grundlegenden funktionalen Räume oberhalb des Fundaments, während der Transformatorraum darunter und in den Fundament eingesunken ist.

Das Gesamtvolumen des Produkts ist relativ klein. Eine vollständig eingebettete Vorbauunterstation bedeutet, dass das gesamte Produkt in das Fundament eingesunken ist, wobei nur Inspektionsluken oder Lüftungsschächte oberhalb des Fundaments sichtbar sind. Dieses Produkt ist besonders geeignet für das Stadtzentrum oder dicht besiedelte Kernbereiche, da es den visuellen Einfluss des Produkts auf die Nutzungsumgebung reduziert und die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Betriebsweise des Produkts erhöht.

7) Klassifizierung nach verschiedenen Anordnungsmethoden der funktionalen Räume

Nach der unterschiedlichen Anordnung oder Kombination der drei grundlegenden funktionalen Räume (Hochspannungssaal, Niederspannungssaal und Transformatorraum) von Vorbauunterstationen können sie weiter in "auge"-förmige Vorbauunterstationen, "nadel"-förmige Vorbauunterstationen, "H"-förmige Vorbauunterstationen, "Stummel"-förmige Vorbauunterstationen, "Feld"-förmige Vorbauunterstationen usw. unterteilt werden.

In der "auge"-förmigen Vorbauunterstation ist der Transformatorraum in der Mitte angeordnet, während der Hochspannungssaal und der Niederspannungssaal auf beiden Seiten angeordnet sind. Ihre Gesamtanordnung ähnelt dem chinesischen Zeichen "目". In einer "nadel"-förmigen Vorbauunterstation sind die drei funktionalen Räume zusammen angeordnet, ähnlich dem chinesischen Zeichen "针".

In der "H"-förmigen Vorbauunterstation werden der Hochspannungssaal und der Niederspannungssaal in separate Boxen gefertigt, und die lebenden Teile des flüssigkeitsgekühlten Transformators sind vollständig eingeschlossen und zwischen den beiden Boxen platziert. Darüber hinaus wird auf beiden Seiten des Transformators ein Gitterschutz für einfache Schutz- und Trennungszwecke verwendet, was die Kühlbedingungen während des Betriebs des Transformators verbessert. In einer "Stummel"-förmigen Vorbauunterstation gibt es tatsächlich eine Gruppe von Hochspannungsschaltgeräten, zwei Gruppen von Transformator und Niederspannungsschaltgeräten.

Der Hochspannungssaal befindet sich in der Mitte der Box, während der Transformatorraum und der Niederspannungssaal jeweils auf beiden Seiten des Transformatorraums angeordnet sind. Die Gesamtanordnung jedes funktionalen Raums hat die Form eines "Stummels". In einer "Feld"-förmigen Vorbauunterstation wird der Niederspannungssaal in zwei unabhängige Abteilungen (den Niederspannungsschaltgerät-Raum und den Automatisierungsräumen) unterteilt. Zusammen mit dem Hochspannungssaal und dem Transformatorraum nimmt die Gesamtanordnung die Form des chinesischen Zeichens "田" an.

8) Klassifizierung nach gewohnten Bezeichnungen

Nach den Hauptmerkmalen und gewohnten Bezeichnungen des Produkts werden Vorbauunterstationen in europäische Unterstationen, amerikanische Unterstationen und chinesische Unterstationen unterteilt.

Die Schlüsselkomponenten (Hochspannungsschaltgeräte, Niederspannungsschaltgeräte, Transformator) von Vorbauunterstationen sind alle Standardprodukte, die nach Typprüfungen finalisiert wurden. Anfänglich wurden sie hauptsächlich aus europäischen Ländern wie Deutschland eingeführt, bekannt als "europäische Unterstationen". Ihre Hauptmerkmale umfassen die Verbindung und Kombination von Schlüsselkomponenten, flexible und veränderbare Designschemata und eine relativ einfache Kapazitätserweiterung des Transformators. Derzeit werden sie sowohl im Verteilnetz als auch in Kraftwerksystemen weit verbreitet eingesetzt.

Gemäß der Norm JB/T 10217 ist eine amerikanische Unterstation eine Vorbauunterstation, in der das Hochspannungsschaltgerät im Transformatorenölbehälter installiert und das Transformatorenöl als Isolier- und Bogenlöschmedium verwendet wird, während das Niederspannungsschaltgerät in der Niederspannungskiste installiert ist. Zum Beispiel wird die 10 kV wirtschaftliche Vorbauunterstation, die von der amerikanischen Cooper Company vertreten wird, allgemein als "amerikanische Unterstation" bezeichnet.

Das Hauptmerkmal einer amerikanischen Unterstation ist, dass das Hochspannungslastschaltgerät, der Transformatorkern, die Spule usw. in demselben Ölbehälter getaucht sind, und das Transformatorenöl wird gemeinsam als Isolier-, Bogenlöscher- und Kühlmedium verwendet. Es verwendet Doppelsicherheitsvorrichtungen, und die Sicherungen haben Strom- und Temperatur-doppel-sensible Eigenschaften, was die Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit des Transformatorschutzes erheblich verbessert. Die Hauptvorteile amerikanischer Unterstationen sind kleine Größe, kompakte Struktur, Einfachheit und Wirtschaftlichkeit.

Allerdings sind ihre Nachteile auch offensichtlich, wie der schnelle Rückgang der Isolierleistung des Transformatorenöls, ein einfaches Schema und geringe Flexibilität. Der Bogen, der durch das Schalten des Hochspannungsschaltgeräts erzeugt wird, führt zur Verschlechterung der Qualität des Transformatorenöls. Derzeit werden 10 kV amerikanische Unterstationen im Verteilnetz selten verwendet und als Produkte eingestuft, die ausgemustert oder eingeschränkt werden.

Nach Modifikation und Aufwertung wurden 10 kV amerikanische Unterstationen auf eine Spannungsebene von 35 kV erhöht und in neuen Energiekraftwerken eingesetzt. Aufgrund ihrer kompakten Struktur, geringen Flächenbedarfs und niedrigen Herstellkosten werden sie zunehmend gefördert und eingesetzt.

In den letzten Jahren dienen die in neuen Energiesystemen wie Wind- und Photovoltaik-Kraftwerken eingesetzten Vorbauunterstationen hauptsächlich dazu, elektrische Energie von der Erzeugerseite mit einer niedrigeren Spannungsebene zu einer 35 kV Hochspannungs-Unterstation zu übertragen. Die Transformatorleistung wird immer größer. Wenn sie im Design als "europäische Unterstationen" gestaltet werden, ist der Transformator in geschlossener Weise im Transformatorraum installiert, und es fällt schwer, die erzeugte Hitze nach außen abzuführen.

Zusätzliche Ausrüstungen wie Ventilatoren oder Wärmetauscher sind erforderlich, um dieses Problem zu lösen. Daher ist eine Vorbauunterstation mit einer relativ kompakten Struktur und einem flüssigkeitsgekühlten Transformator, der außerhalb der Box installiert ist, entstanden. Ihre Hauptmerkmale sind: der Transformator ist außerhalb installiert, was die Probleme der Sicherheitsschutz und Wärmeableitung des Transformators löst, und die Herstellkosten sinken erheblich. Ihr Aussehen ähnelt etwas einer "amerikanischen Unterstation", aber sie gehört im Wesentlichen immer noch zu einer "europäischen Unterstation". Als sie in der Branche zum ersten Mal erschien, wurde sie als "kompakte Vorbauunterstation" bezeichnet. Da sie erstmals in China erfolgreich entwickelt und in tatsächlichen Ingenieurprojekten eingesetzt wurde, wird sie in der Branche allgemein als "chinesische Unterstation" bezeichnet. Allerdings entsprechen ihre Produktmerkmale eher den Anforderungen der Norm GB/T 40823.

3. Entwicklungsrichtungen von Vorbauunterstationen

Die Entwicklungsrichtungen von Vorbauunterstationen werden aus den folgenden verschiedenen Aspekten analysiert.

1) Vielfältigkeit der Materialien und Strukturen für die Herstellung der Box

Die am直观且显著的变化是预制变电站箱体的结构形式呈现出多样化趋势，这可以从箱体的形状、颜色和材料等方面观察到。箱体应与周围环境相协调。例如，欧式变电站通常地下沉1米，地上部分不超过1.5米，既不影响远距离视野，也不会因儿童攀爬玩耍而造成意外伤害。所用材料为非金属材料，环保且易于与周围环境协调。 常见的外壳材料包括普通钢板、不锈钢板、铝合金板和彩钢复合板。多年前，玻璃纤维增强水泥板、玻璃纤维增强塑料板和非金属材料也开始使用。此外，同一箱体上可能有多种材料。例如，普通箱体外部可能会装饰木板和琉璃瓦装饰板，在双层结构的夹层中会使用膨胀聚苯乙烯（EPS）、玻璃纤维、石棉和硅酸铝棉等隔热材料。 在防腐蚀、防火和抗故障电弧方面，非金属材料壳体明显优于金属材料壳体。一些预制变电站使用金邦板作为壳体材料，其特点是环保、轻质、高强度、隔音、隔热、防水、防火和防腐蚀。 2）大力推广和应用SF6气体绝缘开关设备 对于电压等级在40.5 kV及以下的预制变电站，高压侧一般使用空气或SF6气体绝缘的断路器或负荷开关，有些产品则使用变压器油作为绝缘介质的负荷开关。 在12 kV预制变电站中，由于变压器容量一般低于1,250 kV·A，组合电器（负荷开关+熔断器）或负荷开关的应用越来越广泛。当使用断路器保护变压器时，切断故障线路的时间稍长，不利于关键设备（如变压器）的保护。然而，组合电器中的熔断器可以在20毫秒内切断故障电流。 12 kV电压等级的负荷开关单元包括产气负荷开关柜、真空断路器开关柜、真空负荷开关柜和SF6气体绝缘开关设备。目前，SF6气体绝缘开关设备在预制变电站中最常用，并且在海拔高度、可靠性、安全性、尺寸和特殊应用环境方面具有更明显的优势。 3）变压器性能及通风散热的提升 在12 kV预制变电站中，常用的变压器包括油浸式变压器和干式变压器，其绝缘性能以及空载和负载损耗值得到了进一步优化。在高层建筑中，从变压器到开关柜，要求使用不含易燃材料且不易被变压器油污染的干式变压器。 变压器的通风散热原则是：主要依靠自然通风，辅以强制风冷。常见的强制风冷方法是在变压器室顶部或箱壁面板上安装风扇，将箱内的热空气吹出，搅动室内热空气循环。有时也会在变压器下方放置风扇，向内供应冷空气，从而达到较好的散热效果。 4）预制变电站内部故障电弧 预制变电站内部可能发生故障电弧，可采取的措施分为两类：主动措施和被动措施。主动措施主要是限制故障电弧的持续时间，而被动措施则侧重于限制故障电弧造成的后果。虽然无法完全防止内部电弧的发生，但可以通过限制电弧持续时间带来的有害影响，将故障电弧对人员或设备的影响降到最低。 尽管内部故障电弧试验不包含在强制性试验项目中，但它被视为“适用时的强制型式试验项目”。由于其直接威胁人身安全和设备正常运行，引起了制造商和用户的极大关注。因此，电弧燃烧试验项目在预制变电站的型式试验和质量抽查中逐渐得到大力推广。 5）智能化发展显著 智能化是智能电网的关键特征，也是预制变电站的发展方向。自动化程度较高的预制变电站在业内一般称为智能预制变电站。智能预制变电站的工作特性和职责要求其具有良好的交互性。 实现信息采集和分析后，智能预制变电站不仅能内部共享这些信息，还能与电网中更复杂和先进的自动化系统进行良好互动。智能预制变电站的交互性在一定程度上保证了电网的安全稳定运行。 6）“预制舱”的发展及其主要特点 当预制变电站在电网负荷中心应用时，变压器容量一般较大。配套的高低压设备、二次自动化设备、SVG（静止无功发生器）设备等都安装在箱体内；主变压器安装在户外。它具有功能单元预制并通过模块化组装建设变电站的特点，对箱体结构形式、消防系统、人员安全和设备监控有较高要求。在业内被称为“预制舱”，实际上是一种大规模、模块化组合并在现场安装的预制变电站。 7）“集成逆变器”的出现及其应用场景 在应用于光伏发电系统和储能系统的预制变电站中，传统的低压开关柜被用于电能转换的逆变器取代，形成由逆变器、变压器和高压开关柜组成的预制变电站。它实现了直流电到交流电的转换。经过变压器升压后的交流电通过高压开关柜送至40.5 kV开关站，再通过35/110 kV或35/220 kV电压等级的主变压器送入电网，或者实现电网与电池组之间的能量交换或转移。这是另一种形式的预制变电站。 4. 结论 在电网中，预制变电站具有高集成度、方案灵活、方式多样、建设周期短、占地面积小、制造成本低等特点。它们在各行各业的应用越来越广泛，从最初的10 kV电压等级终端用户应用扩展到35 kV（110 kV，220 kV）电压等级的电力负荷中心。 因为它具备变电站的所有基本特性，随着高压开关柜、低压开关柜、变压器和自动化等配套产业的发展，显示出越来越强的市场活力。从配电网中的电能分配到新能源领域的电能传输，或实现电池组与电网之间的电能交换或电能质量治理，其应用非常广泛。这也推动了相关制造产业的快速发展和相关行业技术水平的不断提高，成为输配电行业中变电站的重要组成部分或补充。 请按照要求翻译成德语。 抱歉，我之前的回答没有完全遵循您的要求。以下是完整的德语翻译：

3. Entwicklungsrichtungen von Vorbauunterstationen

Die Entwicklungsrichtungen von Vorbauunterstationen werden aus den folgenden verschiedenen Aspekten analysiert.

1) Vielfältigkeit der Materialien und Strukturen für die Herstellung der Box

Die am deutlichsten sichtbare und bemerkbare Veränderung ist, dass die Strukturen der Boxen von Vorbauunterstationen eine Tendenz zur Vielfalt zeigen, was man an der Form, Farbe und dem Material der Boxen beobachten kann. Die Box sollte mit der umliegenden Umgebung harmonieren. Zum Beispiel sind europäische Unterstationen in der Regel 1 m unter der Erde versenkt, und der oberirdische Teil ist nicht höher als 1,5 m, was weder die Fernsicht beeinträchtigt noch Unfälle verursacht, wenn Kinder darauf klettern. Die verwendeten Materialien sind nicht metallisch, was umweltfreundlich und leicht mit der umliegenden Umgebung koordinierbar ist.

Gängige Materialien für die Außenhülle sind normales Stahlblech, Edelstahlblech, Aluminiumlegierungsblech und farbiges Stahlverbundblech. Vor vielen Jahren kamen Glasfaserverstärktes Zementblech, Glasfaserverstärktes Kunststoffblech und nicht metallische Materialien in Gebrauch. Darüber hinaus können auf derselben Box mehrere Materialien vorhanden sein. Zum Beispiel kann die Außenseite einer normalen Box mit Holzplatten und glasierten Fliesen dekoriert sein, und im Zwischenschichtbereich einer zweischichtigen Struktur werden Wärmedämmmaterialien wie expandierbares Polystyrol (EPS), Glasfaser, Asbest und Aluminiumsil