高壓電纜接地箱安裝工藝的研究

摘要：隨著城市的快速發(fā)展，對電力的需求和要求也越來越高，高壓單芯電力電纜也因此得到了普遍的使用。高壓電纜接地箱作為單芯高壓電纜的接地附件，主要是為了限制高壓單芯電纜金屬護層上感應的過電壓并進行有效的安全控制。現(xiàn)有的高壓電纜接地箱在設計上考慮電纜溝的潮濕環(huán)境影響，為了保證密封性能要求，都是采取了螺栓緊固加橡膠圈密封的安裝方式。本文從設計安裝要求和運維工作的便利性角度出發(fā)，結合部分實驗結果，對高壓電纜接地箱的安裝工藝方面提出一些建議。

關鍵詞：高壓電纜;接地箱;運維

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

1高壓電纜接地系統(tǒng)及設備介紹

由于高壓單芯電纜和三芯電纜在設計結構上的不同，因此兩者在接地系統(tǒng)上也有很大的差異。通常35kV及以下的電壓等級的電纜都采用兩端接地的方式，這是因為這些電纜大多都是三芯的。在正常運行中，流過3個線芯的電流總和為零，在鋁包或者金屬屏蔽層外基本沒有磁鏈，基本上沒有感應電壓，所以兩端接地后不會有感應電流流過鋁包或金屬屏蔽層。但是當電壓超過35kV時，大多數(shù)的電纜都是單芯電纜，當單芯電纜通過電流時，由于磁力線交鏈作用，會在鋁包或者金屬屏蔽層上產(chǎn)生感應電壓，所以要考慮高壓單芯電纜的長度，采用不同的接地方式，通過接地保護箱、交叉保護箱等設備接地。如果高壓單芯電纜的接地箱安裝錯誤，則鋁包或者金屬屏蔽層將會產(chǎn)生很大的環(huán)流，其值可達線芯電流的50%-95%，形成損耗，使鋁包或者金屬屏蔽層嚴重發(fā)熱，若接地系統(tǒng)的設備安裝工藝不良或接線錯誤，則會造成金屬護層異常發(fā)熱，這不僅浪費大量電能，而且降低電纜的載流量，加速電纜絕緣老化，情況嚴重甚至造成電纜擊穿跳閘。

2高壓電纜接地箱的安裝及運維要求

2.1高壓電纜接地箱安裝的技術標準要求

目前高壓電纜接地箱的安裝過程工藝要求主要以廠家為準，電網(wǎng)主要以設備通過最后移交試驗要求為準。廠家的高壓電纜接地箱一般安裝要求如下：交叉互聯(lián)箱、接地箱按照圖紙位置安裝;螺釘要緊固、箱體牢固、整潔、橫平豎直。根據(jù)接地箱及終端接地端子的位置及結構截取電纜，電纜長度在滿足需要的情況下，應盡可能短。

2.2高壓電纜接地箱的運維要求

針對高壓電纜接地箱運維管理方面主要按照GB 50217—2007《電力工程電纜設計規(guī)范》要求：在運行中，單芯電纜金屬護套內(nèi)感應電壓在未采取不能任意接觸金屬護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。在《電力設備檢修試驗規(guī)程》第14.3接地系統(tǒng)（交叉互聯(lián)系統(tǒng)）上明確要求，需要定期對電纜接地箱的絕緣夾板進行直流耐壓試驗、測量接地箱保護器的伏安特性、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行紅外檢測。

3 高壓電纜接地箱的安裝與運維存在的問題

3.1 電纜接地箱設計、安裝與實際工作性能的匹配度

在電纜接地箱的設計和安裝上，為了滿足設備的防水要求，幾乎所有的接地線廠家都是按照IP68的標準設計。IP等級是針對電氣設備外殼對異物侵入的防護等級，IP等級的格式為IPXX，其中XX為兩個阿拉伯數(shù)字，第一標記數(shù)字表示接觸保護和外來物保護等級，第二標記數(shù)字表示防水保護等級，具體的防護等級可以參考下面的表格。IP68也就是電氣設備防水防塵的最高等級了。電纜接地箱的設計生產(chǎn)廠家按照最高標準來設計和安裝電纜接地箱無可厚非，但單向地追求設備防護等級，忽略電力運維的市場需要就不可取了。南網(wǎng)電網(wǎng)的電纜附件招標書通用部分明確寫著對于安裝在地面上的電纜接地箱只需滿足IP65即可。而現(xiàn)場上沒有針對該條框設計出新型的電纜接地箱。為了滿足電纜接地箱IP68的標準，廠家普遍地采用螺栓緊固加橡膠圈密封的方式，電纜接地箱蓋的安裝需要擰上數(shù)十個螺栓，沒有考慮電纜接地箱在運行維護過程中的拆裝效率問題，這些都是片面追求IP68導致的。

3.2 螺栓緊固加橡膠圈密封的方式存在不足

一般采用橡膠圈密封加螺栓緊固抱緊方式進行密封的設備都是不需要經(jīng)常打開的電氣設備。比如有些電纜終端頭應力錐的抱緊力就是采用彈簧加螺栓方式，終端頭的密封就是橡膠圈加螺栓。而電纜接地箱一般都是要定期打開進行預防性試驗的，有些電纜故障檢查時也是需要打開檢查的。電纜接地箱蓋打開的越頻繁則越容易損壞橡膠圈的密封性，經(jīng)常的拆裝也會損壞螺栓的螺紋，導致箱體的整體密封性能下降。

3.3 電纜接地箱的安裝效果檢查不方便

由于電纜接地箱的一般設計都是采用不銹鋼材質(zhì)，整個箱體全密封。但箱體安裝完畢后，運維人員進行檢查時，在外觀上是看不出接地箱內(nèi)部零件是否齊全，連接是否正確。橡膠密封圈安裝是否正確，每一個螺栓的緊固是否滿足力矩要求，這些信息都是沒法直觀得到。

3.4電纜接地箱密封性能與螺栓數(shù)目的關系

現(xiàn)在電纜接地箱密封設計都是采用螺栓緊固，但對螺栓的緊固扭矩卻沒有給出明確的技術要求。針對相同體積的電纜接地箱箱蓋密封時用到的螺栓數(shù)目不同的問題，進行了相關實驗，在實驗中針對相同體積的電纜接地箱（原設計是24顆螺栓緊固）分別進行了24顆、20顆、16顆、12顆（對稱性地減少箱蓋四邊的螺栓數(shù)）的防水等級實驗，另外進行了相應螺栓數(shù)目下的橡膠圈完成、橡膠圈破損防水實驗，實驗結果表明，只要在滿足相應的抱緊力下，螺栓螺栓的數(shù)目可以減少，并沒有明顯的影響;橡膠圈的損壞則會直接影響整個箱體的密封性能。

3.5電纜接地箱的裝拆的不便增加潛在的人身風險

對于直接安裝在電纜溝內(nèi)的電纜接地箱，當運維人員需要對電纜接地箱進行開箱檢查時，需要擰開數(shù)十枚螺栓，工作結束后還得花大量時間將其恢復。電纜溝環(huán)境陰暗，在對電纜接地箱的螺栓進行拆裝的過程中容易掉墊圈或者螺母，有時遇上銹蝕的螺栓，拆卸接地箱的箱蓋便需要耗費很長的時間，長時間在有限的密閉空間作業(yè)，增加了作業(yè)人員的人身風險。

4結語

現(xiàn)在電纜接地箱普遍采用不銹鋼材質(zhì)，全密封設計，不便于電纜運維人員查看接地箱內(nèi)部情況。經(jīng)常的拆裝又容易損壞螺栓和密封橡膠圈，難以保證接地箱的密封性能。建議可以研發(fā)新型的可視化的電纜接地箱，既能滿足安裝工藝要求，又能快速查看電纜接地箱內(nèi)部情況，便于電纜接地箱的運維。

參考文獻：

[1]基于接地電流的交叉互聯(lián)箱故障診斷技術研究[J]. 方春華，李景，湯世祥，任志剛，郭衛(wèi)，潘明龍，張龍，黃立.？？高壓電器.？2018（06）

[2]高壓電纜交叉互聯(lián)系統(tǒng)接地線夾發(fā)熱的技術探討[J]. 張鑫，王小龍，丁寶帥，林勝輝，王晶晶.？？農(nóng)村電氣化.？2018（10）

（作者單位：廣東電網(wǎng)有限責任公司湛江供電局）

作者簡介：龐圣養(yǎng)，男，（1991-8），助理電氣工程師，輸電線路專業(yè)，從事電力電纜運維工作4年，曾獲“廣東電網(wǎng)技術能手”等榮譽。