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【摘 要】一直以来,电缆分支箱作为一种简易的电缆接入设备,以体积小、占地不大,操作方便、免维护等特点广泛应用于城乡电网改造,特别适用于城市土地紧张的建成区。由于电缆分支箱往往分布在城市街道绿化带,甚至分布于新城规划路或工业园区,长期处于潮湿、污秽、高温的运行环境。受安装工艺影响,分支箱电缆仓内电缆终端受潮接地短路故障时有发生。本文从两起电缆分支箱故障入手,探讨电缆终端密封、土建设计改进、箱体防潮等几个关键要素对电缆分支箱可靠运行造成的影响。
【关键词】电缆终端;防潮;密封
引言
佛山市高明区属亚热带气候区,日照充足、雨量充沛、气候温和而湿润。地形以山区为主,六山一水三分田。每年春季的二三月份,冷空气走后,暖湿气流迅速反攻,气温回升,空气湿度加大,一些冰冷的物体表面遇到暖湿气流后,容易产生水珠,出现所谓的“回南天”等天气返潮现象。2008年和2009年,我局相继在“回南天”期间,发生两起10kV电缆分支箱电缆终端受潮接地短路,进而导致分支箱气室破坏报废事故。为此,我们进行了深入的探讨与分析,对电缆终端密封、分支箱基础设计、箱体通风进行了防潮密封改进,至今未出现同类事故。
1.两起电缆分支箱故障概况
2008年3月24日,回南天,富湾站富油乙线速断跳闸,位于野外的一台电缆分支箱发生短路爆炸(如图1),601开关出线电缆仓门严重熏黑,打开后发现A相电缆终端应力锥烧毁,缆芯熔损,初步分析主要为施工工艺粗糙,造成电缆终端电场畸变严重,同时缆身紧靠固定用金属支架,在箱内潮湿环境下发生长时间闪络放电,最终绝缘破损接地短路,将出线套管炸坏,造成气室漏气,分支箱报废。
2009年2月15日,回南天,仙村站孔堂线在经历了长达18分钟的间歇性接地后速断跳闸,重合不成功,K5013-0003X电缆分支箱601开关B相进线电缆终端应力锥处首先短路烧毁(如图2)。据分支箱附近商铺店主反映,箱内曾持续发出噼啪的响声并冒烟,最后传出爆炸声音。经初步分析,事故原发点为B相应力锥尾部,由于密封不严,硅脂固化,在运行环境湿度较大的情况下出现凝露,水气进入缆芯,导致绝缘强度破坏发生爬电。最终由间歇性接地发展到三相短路(如图3)。此次故障同样导致分支箱气室破损泄漏,分支箱报废。
2.电缆分支箱防潮的几个关键要素
综合上述两起电缆分支箱故障,都有一个共性的问题,就是分支箱屏蔽型接头应力锥尾部为故障原发点,该部位处于电缆半导电层的末端,电场最为集中,一旦由于工艺或产品性能原因导致密封不严,加上环境湿度较大时,水气就会通过应力锥与接头间的气隙向主绝缘入侵,最终产生爬电现象,进而发展成接地短路。下面,我们从四方面探讨电缆分支箱防潮的几个关键因素。
2.1应力锥的长度要足够长,收缩性能要好
对比发现,两起故障分支箱电缆接头均为同一厂家生产的产品,且在相同部位-应力锥末端首先出现放电短路。其中故障电缆接头应力锥锥管长度与其它产品(如图4右侧)相比特别短,不到其二分一,且材质较硬,绝缘密封性能较差,水气较容易入侵到主绝缘层。从而导致爬电距离不足容易发生沿面放电,另一方面也容易产生气隙引发局部放电。
2.2 硅脂优异的密封性能
事故分支箱电缆终端所使用的硅脂密封性能不良,故障发生后,当拆拨其它两相电缆头时,由于硅脂出现干涸粘结(如图5),需要多人合力才能拨出,可见硅脂已不能起到润滑防潮与绝缘的作用,不能与电缆头同“呼吸”,伸缩性能大为降低。
目前,国产电缆附件用硅脂由于配方原因,产品质量与性能不佳,硅脂使用时间长会发生固化,且容易被硅橡胶吸收,硅脂固化或被吸收后,其填充性能将下降,电缆终端发生沿面击穿的可能性大大增加,丧失了应有绝缘密封及防潮、填充作用。
2.3分支箱基础要足够高
据了解,电缆分支箱基础高度在典型设计中普遍未作过多的要求,仅要求基础做好防水或渗水设计,而在施工过程中,施工单位往往出于成本考虑,仅在电缆井上简单升高约5公分,随便将分支箱固定了事。由于城市建设快速,大部分街道排水系统跟不上形势发展,城市或工业园区分支箱往往由于积涝面临被雨水浸渍的危险。经比较发现,分支箱基础抬高至平水50公分以上,沟内积聚的潮气会大为减少,从而降低入侵分支箱内潮气的压力。
2.4改进分支箱风口设计
通过加大设备通风口增加空气流通,降低设备内部的空气湿度,完善设备底部的密封处理,防止电缆沟内水汽进入设备箱体内部。改善喷涂工艺,加强箱体通风效果,以达到综合有效的增强绝缘和密封效果。
为此,我们在恒威线该型号分支箱外壳进行了改良,适当扩大了上下通风口面积,通风口采用夹层设计,增加了内护板,减轻了横向风雨对分支箱进水受潮的影响。经检测对比,改进风口设计后的分支箱箱内湿度下降约8%,空气流通显著增强,箱内无明显的水珠积聚,运行环境大为改善。
3.结论
综上所述,在南方潮湿的运行环境下,电缆分支箱能否安全可靠运行,关键在于电缆终端接头安装及密封处理是否良好,应力锥产品质量及安装工艺对电缆屏蔽层末端电场处理最为关键,同时也是分支箱防潮性能的关键要素,其次是分支箱通风和土建基础设计,要适合南方潮湿的环境,分支箱选址尽量考虑干燥及清洁的场所,以提高其防潮性能。
【关键词】电缆终端;防潮;密封
引言
佛山市高明区属亚热带气候区,日照充足、雨量充沛、气候温和而湿润。地形以山区为主,六山一水三分田。每年春季的二三月份,冷空气走后,暖湿气流迅速反攻,气温回升,空气湿度加大,一些冰冷的物体表面遇到暖湿气流后,容易产生水珠,出现所谓的“回南天”等天气返潮现象。2008年和2009年,我局相继在“回南天”期间,发生两起10kV电缆分支箱电缆终端受潮接地短路,进而导致分支箱气室破坏报废事故。为此,我们进行了深入的探讨与分析,对电缆终端密封、分支箱基础设计、箱体通风进行了防潮密封改进,至今未出现同类事故。
1.两起电缆分支箱故障概况
2008年3月24日,回南天,富湾站富油乙线速断跳闸,位于野外的一台电缆分支箱发生短路爆炸(如图1),601开关出线电缆仓门严重熏黑,打开后发现A相电缆终端应力锥烧毁,缆芯熔损,初步分析主要为施工工艺粗糙,造成电缆终端电场畸变严重,同时缆身紧靠固定用金属支架,在箱内潮湿环境下发生长时间闪络放电,最终绝缘破损接地短路,将出线套管炸坏,造成气室漏气,分支箱报废。
2009年2月15日,回南天,仙村站孔堂线在经历了长达18分钟的间歇性接地后速断跳闸,重合不成功,K5013-0003X电缆分支箱601开关B相进线电缆终端应力锥处首先短路烧毁(如图2)。据分支箱附近商铺店主反映,箱内曾持续发出噼啪的响声并冒烟,最后传出爆炸声音。经初步分析,事故原发点为B相应力锥尾部,由于密封不严,硅脂固化,在运行环境湿度较大的情况下出现凝露,水气进入缆芯,导致绝缘强度破坏发生爬电。最终由间歇性接地发展到三相短路(如图3)。此次故障同样导致分支箱气室破损泄漏,分支箱报废。
2.电缆分支箱防潮的几个关键要素
综合上述两起电缆分支箱故障,都有一个共性的问题,就是分支箱屏蔽型接头应力锥尾部为故障原发点,该部位处于电缆半导电层的末端,电场最为集中,一旦由于工艺或产品性能原因导致密封不严,加上环境湿度较大时,水气就会通过应力锥与接头间的气隙向主绝缘入侵,最终产生爬电现象,进而发展成接地短路。下面,我们从四方面探讨电缆分支箱防潮的几个关键因素。
2.1应力锥的长度要足够长,收缩性能要好
对比发现,两起故障分支箱电缆接头均为同一厂家生产的产品,且在相同部位-应力锥末端首先出现放电短路。其中故障电缆接头应力锥锥管长度与其它产品(如图4右侧)相比特别短,不到其二分一,且材质较硬,绝缘密封性能较差,水气较容易入侵到主绝缘层。从而导致爬电距离不足容易发生沿面放电,另一方面也容易产生气隙引发局部放电。
2.2 硅脂优异的密封性能
事故分支箱电缆终端所使用的硅脂密封性能不良,故障发生后,当拆拨其它两相电缆头时,由于硅脂出现干涸粘结(如图5),需要多人合力才能拨出,可见硅脂已不能起到润滑防潮与绝缘的作用,不能与电缆头同“呼吸”,伸缩性能大为降低。
目前,国产电缆附件用硅脂由于配方原因,产品质量与性能不佳,硅脂使用时间长会发生固化,且容易被硅橡胶吸收,硅脂固化或被吸收后,其填充性能将下降,电缆终端发生沿面击穿的可能性大大增加,丧失了应有绝缘密封及防潮、填充作用。
2.3分支箱基础要足够高
据了解,电缆分支箱基础高度在典型设计中普遍未作过多的要求,仅要求基础做好防水或渗水设计,而在施工过程中,施工单位往往出于成本考虑,仅在电缆井上简单升高约5公分,随便将分支箱固定了事。由于城市建设快速,大部分街道排水系统跟不上形势发展,城市或工业园区分支箱往往由于积涝面临被雨水浸渍的危险。经比较发现,分支箱基础抬高至平水50公分以上,沟内积聚的潮气会大为减少,从而降低入侵分支箱内潮气的压力。
2.4改进分支箱风口设计
通过加大设备通风口增加空气流通,降低设备内部的空气湿度,完善设备底部的密封处理,防止电缆沟内水汽进入设备箱体内部。改善喷涂工艺,加强箱体通风效果,以达到综合有效的增强绝缘和密封效果。
为此,我们在恒威线该型号分支箱外壳进行了改良,适当扩大了上下通风口面积,通风口采用夹层设计,增加了内护板,减轻了横向风雨对分支箱进水受潮的影响。经检测对比,改进风口设计后的分支箱箱内湿度下降约8%,空气流通显著增强,箱内无明显的水珠积聚,运行环境大为改善。
3.结论
综上所述,在南方潮湿的运行环境下,电缆分支箱能否安全可靠运行,关键在于电缆终端接头安装及密封处理是否良好,应力锥产品质量及安装工艺对电缆屏蔽层末端电场处理最为关键,同时也是分支箱防潮性能的关键要素,其次是分支箱通风和土建基础设计,要适合南方潮湿的环境,分支箱选址尽量考虑干燥及清洁的场所,以提高其防潮性能。