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(duì)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(hù)層上感應(yīng)的過電壓并進(jìn)行有效的安全控制。現(xiàn)有的高壓電纜接地箱在設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)安裝要求和運(yùn)維工作的便利性角度出發(fā)，結(jié)合部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)高壓電纜接地箱的安裝工藝方面提出一些建議。

關(guān)鍵詞：高壓電纜;接地箱;運(yùn)維

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

1高壓電纜接地系統(tǒng)及設(shè)備介紹

由于高壓單芯電纜和三芯電纜在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)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(jí)的電纜都采用兩端接地的方式，這是因?yàn)檫@些電纜大多都是三芯的。在正常運(yùn)行中，流過3個(gè)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(yīng)電壓，所以兩端接地后不會(huì)有感應(yīng)電流流過鋁包或金屬屏蔽層。但是當(dāng)電壓超過35kV時(shí)，大多數(shù)的電纜都是單芯電纜，當(dāng)單芯電纜通過電流時(shí)，由于磁力線交鏈作用，會(huì)在鋁包或者金屬屏蔽層上產(chǎn)生感應(yīng)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(hù)箱、交叉保護(hù)箱等設(shè)備接地。如果高壓單芯電纜的接地箱安裝錯(cuò)誤，則鋁包或者金屬屏蔽層將會(huì)產(chǎn)生很大的環(huán)流，其值可達(dá)線芯電流的50%-95%，形成損耗，使鋁包或者金屬屏蔽層嚴(yán)重發(fā)熱，若接地系統(tǒng)的設(shè)備安裝工藝不良或接線錯(cuò)誤，則會(huì)造成金屬護(hù)層異常發(fā)熱，這不僅浪費(fèi)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(yán)重甚至造成電纜擊穿跳閘。

2高壓電纜接地箱的安裝及運(yùn)維要求

2.1高壓電纜接地箱安裝的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)，電網(wǎng)主要以設(shè)備通過最后移交試驗(yàn)要求為準(zhǔn)。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?qǐng)D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(jié)構(gòu)截取電纜，電纜長度在滿足需要的情況下，應(yīng)盡可能短。

2.2高壓電纜接地箱的運(yùn)維要求

針對(duì)高壓電纜接地箱運(yùn)維管理方面主要按照GB 50217—2007《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》要求：在運(yùn)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(shí)不得大于50V，采取有效措施時(shí)，不得大于100V，并對(duì)地絕緣。在《電力設(shè)備檢修試驗(yàn)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(duì)電纜接地箱的絕緣夾板進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)、測(cè)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(shí)，還需要對(duì)電纜接地箱進(jìn)行紅外檢測(cè)。

3 高壓電纜接地箱的安裝與運(yùn)維存在的問題

3.1 電纜接地箱設(shè)計(jì)、安裝與實(shí)際工作性能的匹配度

在電纜接地箱的設(shè)計(jì)和安裝上，為了滿足設(shè)備的防水要求，幾乎所有的接地線廠家都是按照IP68的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。IP等級(jí)是針對(duì)電氣設(shè)備外殼對(duì)異物侵入的防護(hù)等級(jí)，IP等級(jí)的格式為IPXX，其中XX為兩個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字，第一標(biāo)記數(shù)字表示接觸保護(hù)和外來物保護(hù)等級(jí)，第二標(biāo)記數(shù)字表示防水保護(hù)等級(jí)，具體的防護(hù)等級(jí)可以參考下面的表格。IP68也就是電氣設(shè)備防水防塵的最高等級(jí)了。電纜接地箱的設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家按照最高標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)和安裝電纜接地箱無可厚非，但單向地追求設(shè)備防護(hù)等級(jí)，忽略電力運(yùn)維的市場(chǎng)需要就不可取了。南網(wǎng)電網(wǎng)的電纜附件招標(biāo)書通用部分明確寫著對(duì)于安裝在地面上的電纜接地箱只需滿足IP65即可。而現(xiàn)場(chǎng)上沒有針對(duì)該條框設(shè)計(jì)出新型的電纜接地箱。為了滿足電纜接地箱IP68的標(biāo)準(zhǔn)，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(gè)螺栓，沒有考慮電纜接地箱在運(yùn)行維護(hù)過程中的拆裝效率問題，這些都是片面追求IP68導(dǎo)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(jìn)行密封的設(shè)備都是不需要經(jīng)常打開的電氣設(shè)備。比如有些電纜終端頭應(yīng)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(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)的，有些電纜故障檢查時(shí)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(huì)損壞螺栓的螺紋，導(dǎo)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(shè)計(jì)都是采用不銹鋼材質(zhì)，整個(gè)箱體全密封。但箱體安裝完畢后，運(yùn)維人員進(jìn)行檢查時(shí)，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(gè)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(guān)系

現(xiàn)在電纜接地箱密封設(shè)計(jì)都是采用螺栓緊固，但對(duì)螺栓的緊固扭矩卻沒有給出明確的技術(shù)要求。針對(duì)相同體積的電纜接地箱箱蓋密封時(shí)用到的螺栓數(shù)目不同的問題，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中針對(duì)相同體積的電纜接地箱（原設(shè)計(jì)是24顆螺栓緊固）分別進(jìn)行了24顆、20顆、16顆、12顆（對(duì)稱性地減少箱蓋四邊的螺栓數(shù)）的防水等級(jí)實(shí)驗(yàn)，另外進(jìn)行了相應(yīng)螺栓數(shù)目下的橡膠圈完成、橡膠圈破損防水實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，只要在滿足相應(yīng)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(huì)直接影響整個(gè)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(fēng)險(xiǎn)

對(duì)于直接安裝在電纜溝內(nèi)的電纜接地箱，當(dāng)運(yùn)維人員需要對(duì)電纜接地箱進(jìn)行開箱檢查時(shí)，需要擰開數(shù)十枚螺栓，工作結(jié)束后還得花大量時(shí)間將其恢復(fù)。電纜溝環(huán)境陰暗，在對(duì)電纜接地箱的螺栓進(jìn)行拆裝的過程中容易掉墊圈或者螺母，有時(shí)遇上銹蝕的螺栓，拆卸接地箱的箱蓋便需要耗費(fèi)很長的時(shí)間，長時(shí)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(xiǎn)。

4結(jié)語

現(xiàn)在電纜接地箱普遍采用不銹鋼材質(zhì)，全密封設(shè)計(jì)，不便于電纜運(yùn)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(yùn)維。

參考文獻(xiàn)：

[1]基于接地電流的交叉互聯(lián)箱故障診斷技術(shù)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(shù)探討[J]. 張?chǎng)危跣↓垼殠洠謩佥x，王晶晶.？？農(nóng)村電氣化.？2018（10）

（作者單位：廣東電網(wǎng)有限責(zé)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(yùn)維工作4年，曾獲“廣東電網(wǎng)技術(shù)能手”等榮譽(yù)。