10kV户外电缆分支箱在城网改造中的应用

1、10kV户外电缆分支箱在城网改造中的应用【摘要】当前城市电网改造的工程中，普遍将架空线路改为地下电缆，在线路走廊和电房建设较为困难的情况下常常采用10kV户外电缆分支箱。本文分析了10kV电缆分支箱的类型、技术特点、材料构成、设备选型、 安装使用考前须知等等。【关键词】电缆分支箱；设备构成；选型；使用安装 1.前言随着电力工业现代化建设事业的迅速开展，城市电网改造已全方位启动。随着社会经济的快速开展，各类功能建筑物的建造，原有的高压架空线路越来越难以适应城镇开展的要求。于高压架空线路的建设和平安运行受到其平安距离的限制；架空线路的使用对一个城镇的形象和环境也产生一定的不良影响。对现有的架空线路

2、进行改造，采用电缆线路取代原有的架空线路，同时在电缆配电网上采用电缆分支箱进行配电。采用电缆分支箱作为配电的重要配套设备是既经济义方便平安的一种方法。现将笔者近几年来对10kV户外电缆分支箱的一些使用心得体会浅析于下。2. 10kV户外电缆分支箱结构特性 10kV户外电缆分支箱的类别。(1)采用热缩材料为主材的电缆分支箱；(2)采用橡塑材料为主材的电缆分支箱；(3)采用三元乙丙橡胶(EPDhD为主材的电缆分支箱；(4)采用带电可拔插式电缆接头为主材的电缆分支箱；(5)采用硅橡胶为主材的电缆分支箱；(6) 采用带SF6负荷开关分断的电缆分支箱。 10kV户外电缆分支箱的选型(1)采用热缩材料为主

3、材的空气绝缘型：在户外实际运行中由于绝缘、密封等性能欠缺，易于引发各种事故，不能保证平安及可靠供配电；该产品为早期产品，已属淘汰之列。(2)采用橡塑外套为主材作为防护型的电缆分支箱：尽管价格偏低，但其弹性、密封及抗老化性能差，径向收缩力不够，在长期运行中易发生内界面别离及外露端头龟裂，使整体绝缘和密封受损，因此该产品的开展受到限制。(3)采用三元乙丙橡胶(EPDM)为主材的电缆接头密封型电缆分支箱：其材质偏硬、偏脆，密封性能差，长期运行中因气候影响热胀冷缩而造成内界面别离，空气中的杂质和污秽进入内界面而产生爬电击穿、污闪等隐患。而且EPDM为可燃性材料，易发生爬电或闪弧，容易燃烧，密封一旦受损

4、易引发事故。同时，防潮防水及抗老化的性能也较弱，达不到长期运行免维护的要求。(4)采用带电可拨插式电缆接头型电缆分支箱：同样采用三元乙丙橡胶(EPDM)为主材；该产品主要应用于供电系统为单相变压器供电的一些国家和地区。我国的供电系统为三相变压器供电，在带电拔插时不可能做到三相同时带电拔插，这样将会造成中性点严重偏移及闪弧可能，短时间内会形成二相供电，造成大面积停电事故，对供电及设备带来不必要的经济损失。同时带电拔插的灭弧方式为插头内灭弧，经屡次拔插后，它的外表受损或接触不良而失效，将危及人身平安和引发事故。鉴于以上种种原因，带电可拔插式电缆接头并无多少优越性。(5)采用硅橡胶为主材的电缆接头防

5、洪型电缆分支箱：其材质柔软，具有高弹性、高密度、全绝缘，材料密封性能良好，到达防潮、防水、抗老化、阻燃、耐电晕和长期运行维护等优点。因为硅橡胶与电缆采取过盈配合，径向收缩均匀度高，不会因热胀冷缩使内界面别离而产生内爬电击穿；同时对电缆本体有径向的持久压力，使内界面结合可靠。同时硅橡胶本质是无毒材料，对环保也有利。(6)采用带SF6负荷开关分断的电缆分支箱：随着电缆分支箱的逐步使用，近年来有的厂家根据配电和用户的需求，采用配带SF6负荷开关的电缆分支箱，由于该产品可以实现环网柜的功能，而且价格又低于环网柜，在户外起到代替开关站的重要作用，有便于维护试验和检修分支线路及减少停电经济损失的特点，特别

6、是在线路走廊和电房建设较为困难的情况下更显现其优越性。因此在投资不大的情况下深受各地电力用户青睐。目前配带SF6负荷开关的进出线接口与硅橡胶电缆接头配套使用的情况较为广泛，产品具有全绝缘、全密封及性能稳定可靠等特点。但是并非所有电缆分支箱都要配带SF6负荷开关，原因是负荷开关的价格就占产品总价的50以上。同时由于电缆分支箱安装地点的千差万别，将给管理者带来操作上的不便。故笔者认为，只有在多回路且较为重要的供电场所，才适宜使用配带SF6负荷开关分支箱和负荷开关环网电缆分支箱。 2.3 10kV电缆分支箱的主要组成局部10kV电缆分支箱主要由箱体外壳、双通套管(母线)、带电指示器和硅橡胶预制式电缆

7、接头组成。箱体外壳起到保护内部组件免受外界媒质损害的作用，主要是防止污秽及雨水渗入和外界撞击，同时可靠保证人身平安；因此它应有良好的密封及机械强度和防腐性能。双通套管(母线)是用来支撑连接电缆接头，它的芯部构成母线的一段，主要起传输电流的作用，因此它必须具有良好的导电性能。带电指示器主要用来检测每相是否带电，它通过连接双通套管母线外感应电压工作，当母线的电压大于3000V 时，带电指示器自动发光。硅橡胶预制式电缆接头主要用来与电缆终端金属连接和电缆分支分配电能，因此它有良好的绝缘性能，同时能承受长期的工作电压及短时间的各种过电压和耐热性能。2.4 电缆分支箱外壳的构造、选用材料和技术要求lOk

8、V电缆分支箱系户外设计，要求体积小、结构紧凑、外形美观、全绝缘、全密封、耐腐蚀及可靠保证人身平安和供电可靠性；因此箱体外壳选用材料要求采用厚度2mm以上不锈钢板，折弯后焊接组装而成密封室。开门方式分为左右两侧开启，左右两侧分别有各自独立的防水隐蔽挂锁；箱体内部由电缆仓顶部的支架板分隔成母线室和电缆仓两局部。支架板用来支撑双通套管(母线)，双通套管(母线) 那么用来连接固定电缆接头。电缆仓位于母线室的下部，也就是箱体外壳的底座和电缆进出的通道，箱体外壳底座的材料采用10#槽钢焊接组成、并经过热镀锌加工处理。仓内有密封底板、电缆固定夹和接地母排端子。2.5 双通套管(母线)的构造、选用材料和技术要

9、求 双通套管(母线)主要用来与电缆接头安装连接及传输电流，因此它必须具有良好的导电性能和绝缘性能。双通套管的芯部构成母线的一段，母线是采用一定直径的紫铜，经过特殊的生产工艺及母线外间隔附加屏蔽网，并通过模型采用环氧树脂真空浇注而成的全绝缘、全密封结构。母线外间隔的屏蔽网，主要是用来接地屏蔽或感应电压供带电指示器检测母线带电指示和通过带电指示器接地发挥屏蔽作用。2.6 电缆接头的构造、选用材料和工艺技术要求(1)电缆接头的构造、选用材料和生产工艺是非常重，它不仅要具有全绝缘、全密封、耐腐蚀、耐电晕、耐老化、耐高温、抗电蚀及免维护之外，而且要可靠保证人身平安和提高供电可靠性。(2)硅橡胶：是一种高

10、科技、高质量、高绝缘材料，它通过特种成份配方，采用高温固态挤压式真空浇注生产工艺，即HTV方法，此方法是目前生产硅橡胶预制式电缆附件的高科技工艺，要求采用集成电路、电脑控制、机械及模具来完成生产工艺。(3)生产工艺特点：浇注时间短，硅橡胶硫化充分，能保证产品的物理机械性能长期不变，产品中没有气泡和杂，能保证良好的电气性能及局部放电水平，产品一次成 形，各项技术指标得到保证，产品适合于各种不同的环境下使用。2.7 应力锥的构造、选用材料和工艺技术要求应力锥应具有匹配的电阻率和介电系数，在电缆屏蔽末端形成特性阻抗起到电应力疏散作用。主要用来有效地解决电缆屏蔽处切断后所产生的电场畸变，同时有效地疏散

11、电场应力集中、均匀电场，改善电力线分布。因此它的构造及选用材料是根据电缆切断后的电场应力分布而设置，材料采用硅橡胶和半导体应力单元，通过模具及机械设备预制成一体。2.8 带电可触摸与带电不可触摸电缆接头的区别带电可触摸电缆接头与带电不可触摸电缆接头的主要区别在于前者的硅橡胶电缆接头内部有半导体屏蔽层外部有导电屏蔽层，通过抱箍连接接地，确保电缆接头外表电位与接地相同；而后者内外部都为硅橡胶。通过实测结果，两者对地电压均为零值；但在实际运行中，后者外表可能产生感应静电。如果使用在电站内部的多回路并列运行中，需要检测其中一回路而相邻回路带电运行时，使用可触摸电缆接头对平安是有利的。但是在电缆分支箱中

12、，根本不存在此类问题，因为设计是免维护产品，分支箱内并无任何二次线路需要维护与检修，而且分支箱外壳为IP33防护等级，箱体已可靠接地，在带电运行中不允许打分支箱外壳，不存在带电触摸分支箱内部电缆接头的任何可能。即使在不可抗外力的侵害下(如被汽车等外物强烈碰撞)，使用可触摸与不可触摸的电缆接头，其两者结果都是相同的。从运行中的可靠性角度分析，可触摸电缆接头由于外表覆盖导电层并经金属抱箍接地，因此无任何外绝缘爬距存在。而不可触摸电缆接头的外层为强绝缘的硅橡胶，尚有许多外绝缘爬距存在。显然，在相同的情况下，不可触摸电缆接头的运行可靠性高于可触摸电缆接头。从经济上考虑，不可触摸硅橡胶电缆接头的价格低于

13、可触摸的电缆接头。因此，电缆分支箱内部以采用不可触摸硅橡胶电缆接头较为理想。 3 lOkV电缆分支箱的安装使用条件和考前须知目前国内外生产10kV户外电缆分支箱的品种繁多，内部结构与电缆接头的配套也出现各种各样的形式。因此，lOkV电缆分支箱的安装施工就显得十分重要。电缆安装工在电缆分支箱与电缆接头安装连接过程中的操作方法是否正确，电缆头安装工艺是否准确，电缆分支箱内部组件与电缆接头部件组合的先后次序是否按照厂家安装标准说明书进行操作等等，都将直接影响电缆分支箱的使用寿命和正常运行。lOkV电缆分支箱与电缆接头的安装连接是一门专业技术，它的安装工艺要求非常严格。例如：电缆分支箱内部所有的金属导

14、电接触面应连接紧固，特别是电缆头线端子的接触面与母线接触面需平面紧靠；正常情况下，先将线端子完全套入导体并校正其与母线接触面相平，然后用手按着线端子的顶部方可按规定压接；否那么，接触面无法平稳紧密接触，在投入运行时、金属导电接触面电阻将增大，造成局部过热引发事故。因此，在安装电缆分支箱之前，必须由厂家委派技术人员协助和指导；经过专业技术培训和考核合格的人员才可直接进行安装操作。 4 应用体会4.1 电缆分支箱的使用，调整了架空线路规划设计的思维模式，打破了以往架空线设计受地理、建筑物影响的局面，开辟了电力配电线路规划思维的新方法。4.2 灵活机动，便于安装，易于深入负荷中心，减少供电半径，提高

15、供电质量，满足用户对供电性能的需求。尤其在架空线路敷设较为困难的情况下，这种优势更加明显。 电缆分支箱功能齐全，性能优越，安装简便，进出线灵活电缆线路及电缆分支箱配电网络的使用，能有效地预防以往架空线路易遭雷电、暴风雨影响而停电的事故，减少事故的隐患，降低事故的发生率，为可靠供电取得明显的经济效益和社会效益。 由于使用电缆分支箱，土建工程、电缆敷设及箱体的组装、调试等工作均可在线路不停电的情况下进行，停电时只需进行电缆引下线的安装即可，缩短了停电时间，提高了工作效率。 使用电缆分支箱配电也存在着一次性投资大的缺点，但从长远利益来说，经济效益明显。为敷设电缆线路及电缆分支箱配电网络，对生活区或城镇原有架空线路进行改造时，在敷设电缆的施工过程中，由于电缆敷设路径往往需穿过道路，在挖电缆沟时会对原有道路造成破坏，对生活区或城镇的通行造成一定的影响，但这种破坏可以在电缆敷设完毕后得到恢复。5.结束言目前，电缆分支箱以其卓越的性能和较高性价比，在商业中心、工业园区、城市密集区等地方得到了越来越广泛的应用，是城网改造的理想产品，其良好的供电性能得到了社会和广阔用户的认可。6 致谢：在整个过程当中，有许多人给了我启发和帮助，在毕业论文完成之际，我要在此表达对他们最诚挚的感谢。首先，最需要感谢的人是我的指导老师林广兴老师。老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从选题到查阅资料