一種可視化電纜接地箱的研制

余世豪

摘要：隨著我國電力系統(tǒng)不斷發(fā)展和完善，高壓單芯電纜運用越來越普遍，電纜的運維質(zhì)量管控要求也越來越高。電纜接地箱作為單芯高壓電纜的接地附件，主要是為了限制電纜金屬護(hù)套上感應(yīng)的過電壓并進(jìn)行有效的安全控制。按照電網(wǎng)單位運維要求，需要定期對電纜接地箱進(jìn)行交叉互聯(lián)試驗或者必要時對電纜接地箱進(jìn)行開箱檢查工作。在通常情況下，運檢人員需要進(jìn)入電纜井或電纜溝內(nèi)，花上數(shù)十分鐘，擰松接地箱箱蓋上數(shù)十個螺栓，才可對其內(nèi)部進(jìn)行檢查，還要花大量時間將其恢復(fù)，才能完成整項巡查作業(yè)。

本項目針對電纜接地箱運維巡視檢查要求，為了減輕運維人員巡視作業(yè)負(fù)擔(dān)，大量降低運維人員因置身于電纜溝內(nèi)時間過長所導(dǎo)致的人身風(fēng)險，預(yù)計對電纜接地箱體進(jìn)行改造，研制一種可視化電纜接地箱并進(jìn)行推廣使用。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);可視化電纜;運維

基金項目：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司職工技術(shù)創(chuàng)新項目（030800KK52190068）

1研究背景

1.1電纜接地箱的作用及分類

110kV及以上的單芯高壓電纜系統(tǒng)常用的接地方式主要有直接接地、保護(hù)接地、交叉互聯(lián)接地三種，對應(yīng)的電纜接地箱接地箱也主要有三類。

直接接地箱：主要由箱體、絕緣支撐板、線芯夾座、連接金屬銅排等零部件組成，適用于高壓單芯電纜終端頭或者中間接頭的直接接地。

保護(hù)接地箱：主要由箱體、絕緣支撐板、線芯夾座、連接金屬銅排、護(hù)層保護(hù)器等零部件組成，適用于高壓單芯電纜終端頭、中間接頭的保護(hù)接地，用以限制金屬護(hù)套產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓，減小或者消除電纜金屬護(hù)套上的金屬環(huán)流，提高電纜的輸送容量，防止電纜外護(hù)層擊穿，保護(hù)電纜的安全運行。

交叉互聯(lián)箱：主要由箱體、絕緣支撐板、線芯夾座、連接金屬銅排、護(hù)層保護(hù)器等零部件組成，適用于高壓單芯電纜采用交叉互聯(lián)的接地方式接地時電纜金屬護(hù)套的換位保護(hù)接地。用來限制護(hù)套和接頭兩側(cè)的沖擊過電壓升高，控制金屬護(hù)套的感應(yīng)過電壓，減少或者消除金屬護(hù)套上的金屬環(huán)流，提高電纜的輸送容量，防止電纜外護(hù)層擊穿，保護(hù)電纜的安全運行。

1.2電纜接地箱的運維要求

按照GB 50217—2007《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》要求：在運行中，單芯電纜金屬護(hù)套內(nèi)感應(yīng)電壓在未采取不能任意接觸金屬護(hù)套的安全措施時不得大于50V，采取有效措施時，不得大于100V，并對地絕緣。

電纜接地箱作為電纜接地重要附件，其最重要目的是為了對電纜金屬護(hù)層易出現(xiàn)的感應(yīng)過電壓、故障過電壓影響進(jìn)行有效的控制，降低護(hù)層中環(huán)流的出現(xiàn)問題。在電纜預(yù)試定檢工作要求中，需要定期對電纜接地箱的絕緣夾板進(jìn)行直流耐壓試驗、測量接地箱保護(hù)器的伏安特性、檢查箱內(nèi)金屬連接片的接觸位置和接觸電阻等。必要時，還需要對電纜接地箱進(jìn)行紅外檢測。

1.3電纜接地箱運維存在的問題

輸電電纜接地箱安裝方式主要有兩種，第一種是在中間接頭井附近地面上獨立設(shè)置安裝接地箱，將電纜中間接頭的接地線引到接地箱中進(jìn)行接線，并在接地箱外面安裝保護(hù)殼和保護(hù)欄。第二種是當(dāng)中間接頭井附近地面上無法找到合適的位置獨立安裝接地箱（或受外來因素阻撓）時，則須將接地箱安裝于中間接頭井內(nèi)。目前湛江地區(qū)的電纜接地箱大部分是采用第二種方式。安裝在電纜接頭井內(nèi)的電纜接地箱容易在運行一段時候后出現(xiàn)不同程度地進(jìn)水受潮，致使箱內(nèi)的接地線及其他金屬件銹蝕、發(fā)熱甚至脆斷 ;而且由于安裝于中間井內(nèi)，當(dāng)需要打開接地箱進(jìn)行作業(yè)操作時，均需要先打開中間井的蓋板，井蓋笨重不易打開，往往需要耗費大量的人力精力，延長作業(yè)時間。由于電纜接地箱開箱操作需要擰開數(shù)十枚螺栓，工作結(jié)束后還得花大量時間將其恢復(fù)，長時間在有限的密閉空間作業(yè)，增加了作業(yè)人員的人身風(fēng)險。

2可視化電纜接地箱的設(shè)計

2.1可視化電纜接地箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計

對此，針對電纜接地箱的運維工作需要，經(jīng)過對電纜接地箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，研制一種結(jié)構(gòu)簡單、密封性好的可視化電纜接地箱。可視化電纜接地箱設(shè)計主要包括兩部分：

透明可視化設(shè)計：通過對原有的電纜接地箱鋁合金箱蓋進(jìn)行中間鏤空，內(nèi)置鋼化玻璃的設(shè)計，使得電纜接地箱內(nèi)部構(gòu)件能直觀可視化。同時玻璃采用防霧涂層技術(shù)，可以有效地避免由于接頭井內(nèi)溫差作用導(dǎo)致鋼化玻璃表面霧化影響清晰度。作業(yè)人員無需開箱操作就能判斷接地箱內(nèi)部銅排或者保護(hù)器有無被燒灼過的痕跡，并且可以直接進(jìn)行紅外測溫。

卸扣密封式設(shè)計：對電纜接地箱的箱蓋采用卸扣加密封圈式代替原來的螺栓式密封。

2.2可視化電纜接地箱的性能

新研制的接地箱重量輕、具有一定的透明可視化、密封性能好，具有良好的耐腐蝕性;其內(nèi)接線板導(dǎo)電性能優(yōu)良;護(hù)層保護(hù)器采用氧化性壓敏電阻作為保護(hù)單元，護(hù)層保護(hù)器外絕緣采用絕緣材料制成，電氣性能優(yōu)越，密封性能好，具有優(yōu)良的伏安特性曲線。

3可視化電纜接地箱技術(shù)關(guān)鍵點及創(chuàng)新點

3.1可視化電纜接地箱的技術(shù)關(guān)鍵點

（1）采用的防火鋼化玻璃能達(dá)到防火防爆性能要求;

（2）箱蓋與透明玻璃契合位置，防水性能要達(dá)到IP65級別;

（3）使用防霧涂層技術(shù)使接地箱內(nèi)部玻璃不會霧化積水。

3.2可視化電纜接地箱的創(chuàng)新點

（1）防火鋼化玻璃采用新型材料，具有良好的透光及抗沖擊性能;

（2）箱體采用新型密封結(jié)構(gòu);

（3）玻璃面板采用防霧涂層技術(shù)

4結(jié)論

可視化電纜接地箱，采用高強(qiáng)度鋼化玻璃面板來加鏤空不銹鋼框的面板結(jié)構(gòu)，取代原有接地箱的不銹鋼面板。剛性強(qiáng)度上滿足日常運維要求，在減少接地箱安裝螺栓的情況下不影響面板與箱體的固定性，同時，采用密封膠圈+防霧噴劑使可視化接地箱通過了防水防塵試驗。因此，可視化接地箱在不需要進(jìn)行開箱蓋的情況下，可直接通過透明玻璃面板觀察到接地箱內(nèi)的接線、交叉互聯(lián)及保護(hù)器情況。這樣更方便往后運維人員對其進(jìn)行檢查及開箱更換內(nèi)部的零件。

參考文獻(xiàn)：

[1]橡套電纜生產(chǎn)過程中電纜進(jìn)水研究及對策[J].李冬梅.科技展望.2016（35）.

[2]高頻環(huán)境對電纜電性能影響的分析[J].楊昊晨，楊文偉.電子制作.2017（07）.

[3]裝備電纜原位檢測技術(shù)的研究[J].郭克均，姜安東.江西科學(xué).2017（02）.

（作者單位：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司湛江供電局）