程正华
(中车贵阳车辆有限公司,贵州贵阳 550014)
随着时代的发展,城市或企业的供电线路趋向于电缆入地敷设。电缆入地敷设方式需要解决电缆长度的问题,目前主要采取两种方式,一种是制作电缆中间接头(包括熔接头),另一种是安装电缆分支箱(或对接箱)。由于电缆中间接头常处于电缆井内或电缆隧道内,受到检修空间的限制,维护维修的难度较大,因此电缆分支箱的使用比例逐渐增大。尤其在10 kV 级供电系统使用范围最广、电缆分支箱比例最高,占所有电压等级分支箱的90%以上。
电缆分支箱从设计上分为两类,分别为欧式电缆分支箱和美式电缆分支箱。两种分支箱各有特点和优缺点,本文主要探讨欧式可触摸电缆分支箱的使用与维护。电缆分支箱从功能分类,可分为一对一电缆对接箱,一对多电缆分支箱,带开关型电缆分支箱。一对一、一对多电缆分支箱的维护方法基本一样,带开关型电缆分支箱稍微复杂一些,常用的开关为SF6 开关和真空开关。
由于目前使用的美式或欧式电缆分支箱均使用全绝缘、全密封式材料和设计方式,箱内的各电气配件正常情况下外表是全绝缘的,不带电压、可触摸,因此电缆分支箱可称为“可触摸”式电缆分支箱。
电缆分支箱整体结构主要由箱体、带电指示器、穿墙套管、应力锥、前接头、后接头、避雷器、堵头、堵头帽、导电杆、紧固螺母等组成。前接头、后接头通常呈“┐”形,被称为“肘”形头。开关型电缆分支箱中间还有一个SF6 开关或真空开关。
电缆分支箱除除以上主要配件外,还可配备电缆型短路故障指示器,便于一进多出的出线电缆回路故障查找。
电缆分支箱由于使用维护不当、或最初安装过程中存在缺陷,投入运行后会出现以下故障现象:
(1)“肘”形头下端爬电。“肘”形头下端应力锥末端与电缆接触处和应力锥与肘形头末端接触处是爬电故障的主要出现位置,造成这种故障的主要原因是电缆头制作过程中半导体层剥除过长、铜屏蔽层过长,或安装应力锥、“肘”形头、制作电缆头过程中清洁不到位等造成。
(2)各绝缘连接件间隙爬电。主要显现在前接头与套管、前接头与后接头、避雷器与后接头、堵头与后接头(或避雷器)间,原因是安装配件错误导致间隙过大、安装导电杆紧固不到位或安装过程不清洁,造成间隙过大爬电或尘埃导电爬电。
(3)发热。“肘”形头电气连接处发热。原因是连接导电杆或紧固螺栓紧固力矩不够,造成连接不良发热。
(4)避雷器爆裂。避雷器运行中发生爆裂,一般是避雷器性能不良造成。
(5)堵头爆裂。主要原因是堵头存在裂纹或紧固过紧热胀冷缩不均匀造成电气击穿爆裂。
开关型分支箱除以上故障现象外,还存在绝缘气体泄漏或气压偏低、操作机构故障等。
电缆分支箱故障可以分为两类,一类是制作安装工艺达不到要求造成的故障,另一类是部件本身质量问题造成的故障。因此安装电缆分支箱时,要严格按工艺要求进行,否则后期故障率将会很高。
电缆头在制作时,要严格安装电缆头制作工艺要求进行制作,保持电缆头清洁。剥除电缆铜屏蔽层、外半导体层、绝缘层和内半导体层时,严格按照分支箱内“肘”形头制作说明书要求长度进行,过长或过短都会使“肘”形头安装不合格,留下故障隐患。在剥除电缆外护套层、铠甲层、内护套层、填充层时,严格按照电缆终端头制作说明书要求长度进行,铠甲层、铜屏蔽层接地可靠,注意区分电缆相序并标色,避免相序错误。
各配件安装前,必须使用绝缘清洁巾对各配件进行清理,且保持安装过程无污染;应力锥安装要确保尾部接触到电缆外半导体层和铜屏蔽层;安装“肘”形头时,应力锥半导体部分要全部没入“肘”形头的“靴子”里;安装过程中涂抹硅脂膏时,不得将硅脂膏涂抹到金属导体上,因硅脂膏是绝缘物品,会引起导体接触不良;各配件安装完成后,接地线的安装必须牢固可靠,接入分支箱接地排上。
分支箱到货后,要进行安装前的检查试验,确认各配件质量是否合格,避免安装后返工或送电后出现故障,试验项目包括分支箱内的各个配件。电缆头制作完成后必须进行电缆试验确认电缆头制作质量是否合格。
日常巡视检查通常周期应至少每周一次,检查项目包括“肘”形头、避雷器外观检查;带电指示器、接地线连接完整性检查;“肘”形头外表测温,当三相温差大于3 ℃时计划开展检修工作,当温差大于5 ℃时必须立即停电进行检修;带开关型的分支箱,还应检查绝缘气体压力是否在安全范围内。
分支箱内避雷器、电缆必须按期进行预防性试验,周期为1~3 年进行一次,其中避雷器必须进行直流泄漏电流试验确认性能。
为确保电缆分支箱日常维修的快速响应,应配备一定数量的备品备件,通常备件品价值占设备原值的2%~3%。根据日常管理运行经验,每10 个分支箱备1 组“肘”形头、1 组避雷器较适宜,当分支箱较多时,每种备件最多备量不超过10 组。
电缆分支箱的管理,必须按电气设备的双重命名规则进行命名管理,且编号称呼必须唯一,便于调度命令的下达和检修工作开展。此外,还必须对箱体门上锁、电缆挂牌管理。
现代供电网络越来越复杂,电缆分支箱的运用也越来越多。电缆分支箱的维护管理是否到位,直接影响供电网络的运行可靠性。电缆分支箱的管理,是一个不容忽视的问题,只有严格按工艺施工,严格开展巡查和管理工作,才能确保电缆分支箱运行可靠。