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摘要：随着城市的快速发展，对电力的需求和要求也越来越高，高压单芯电力电缆也因此得到了普遍的使用。高压电缆接地箱作为单芯高压电缆的接地附件，主要是为了限制高压单芯电缆金属护层上感应的过电压并进行有效的安全控制。现有的高压电缆接地箱在设计上考虑电缆沟的潮湿环境影响，为了保证密封性能要求，都是采取了螺栓紧固加橡胶圈密封的安装方式。本文从设计安装要求和运维工作的便利性角度出发，结合部分实验结果，对高压电缆接地箱的安装工艺方面提出一些建议。
关键词：高压电缆;接地箱;运维
基金项目：广东电网有限责任公司职工技术创新项目（030800KK52190068）
1高压电缆接地系统及设备介绍
由于高压单芯电缆和三芯电缆在设计结构上的不同，因此两者在接地系统上也有很大的差异。通常35kV及以下的电压等级的电缆都采用两端接地的方式，这是因为这些电缆大多都是三芯的。在正常运行中，流过3个线芯的电流总和为零，在铝包或者金属屏蔽层外基本没有磁链，基本上没有感应电压，所以两端接地后不会有感应电流流过铝包或金属屏蔽层。但是当电压超过35kV时，大多数的电缆都是单芯电缆，当单芯电缆通过电流时，由于磁力线交链作用，会在铝包或者金属屏蔽层上产生感应电压，所以要考虑高压单芯电缆的长度，采用不同的接地方式，通过接地保护箱、交叉保护箱等设备接地。如果高压单芯电缆的接地箱安装错误，则铝包或者金属屏蔽层将会产生很大的环流，其值可达线芯电流的50%-95%，形成损耗，使铝包或者金属屏蔽层严重发热，若接地系统的设备安装工艺不良或接线错误，则会造成金属护层异常发热，这不仅浪费大量电能，而且降低电缆的载流量，加速电缆绝缘老化，情况严重甚至造成电缆击穿跳闸。
2高压电缆接地箱的安装及运维要求
2.1高压电缆接地箱安装的技术标准要求
目前高压电缆接地箱的安装过程工艺要求主要以厂家为准，电网主要以设备通过最后移交试验要求为准。厂家的高压电缆接地箱一般安装要求如下：交叉互联箱、接地箱按照图纸位置安装;螺钉要紧固、箱体牢固、整洁、横平竖直。根据接地箱及终端接地端子的位置及结构截取电缆，电缆长度在满足需要的情况下，应尽可能短。
2.2高压电缆接地箱的运维要求
针对高压电缆接地箱运维管理方面主要按照GB 50217—2007《电力工程电缆设计规范》要求：在运行中，单芯电缆金属护套内感应电压在未采取不能任意接触金属护套的安全措施时不得大于50V，采取有效措施时，不得大于100V，并对地绝缘。在《电力设备检修试验规程》第14.3接地系统（交叉互联系统）上明确要求，需要定期对电缆接地箱的绝缘夹板进行直流耐压试验、测量接地箱保护器的伏安特性、检查箱内金属连接片的接触位置和接触电阻等。必要时，还需要对电缆接地箱进行红外检测。
3 高压电缆接地箱的安装与运维存在的问题
3.1 电缆接地箱设计、安装与实际工作性能的匹配度
在电缆接地箱的设计和安装上，为了满足设备的防水要求，几乎所有的接地线厂家都是按照IP68的标准设计。IP等级是针对电气设备外壳对异物侵入的防护等级，IP等级的格式为IPXX，其中XX为两个阿拉伯数字，第一标记数字表示接触保护和外来物保护等级，第二标记数字表示防水保护等级，具体的防护等级可以参考下面的表格。IP68也就是电气设备防水防尘的最高等级了。电缆接地箱的设计生产厂家按照最高标准来设计和安装电缆接地箱无可厚非，但单向地追求设备防护等级，忽略电力运维的市场需要就不可取了。南网电网的电缆附件招标书通用部分明确写着对于安装在地面上的电缆接地箱只需满足IP65即可。而现场上没有针对该条框设计出新型的电缆接地箱。为了满足电缆接地箱IP68的标准，厂家普遍地采用螺栓紧固加橡胶圈密封的方式，电缆接地箱盖的安装需要拧上数十个螺栓，没有考虑电缆接地箱在运行维护过程中的拆装效率问题，这些都是片面追求IP68导致的。
3.2 螺栓緊固加橡胶圈密封的方式存在不足
一般采用橡胶圈密封加螺栓紧固抱紧方式进行密封的设备都是不需要经常打开的电气设备。比如有些电缆终端头应力锥的抱紧力就是采用弹簧加螺栓方式，终端头的密封就是橡胶圈加螺栓。而电缆接地箱一般都是要定期打开进行预防性试验的，有些电缆故障检查时也是需要打开检查的。电缆接地箱盖打开的越频繁则越容易损坏橡胶圈的密封性，经常的拆装也会损坏螺栓的螺纹，导致箱体的整体密封性能下降。
3.3 电缆接地箱的安装效果检查不方便
由于电缆接地箱的一般设计都是采用不锈钢材质，整个箱体全密封。但箱体安装完毕后，运维人员进行检查时，在外观上是看不出接地箱内部零件是否齐全，连接是否正确。橡胶密封圈安装是否正确，每一个螺栓的紧固是否满足力矩要求，这些信息都是没法直观得到。
3.4电缆接地箱密封性能与螺栓数目的关系
现在电缆接地箱密封设计都是采用螺栓紧固，但对螺栓的紧固扭矩却没有给出明确的技术要求。针对相同体积的电缆接地箱箱盖密封时用到的螺栓数目不同的问题，进行了相关实验，在实验中针对相同体积的电缆接地箱（原设计是24颗螺栓紧固）分别进行了24颗、20颗、16颗、12颗（对称性地减少箱盖四边的螺栓数）的防水等级实验，另外进行了相应螺栓数目下的橡胶圈完成、橡胶圈破损防水实验，实验结果表明，只要在满足相应的抱紧力下，螺栓螺栓的数目可以减少，并没有明显的影响;橡胶圈的损坏则会直接影响整个箱体的密封性能。
3.5电缆接地箱的装拆的不便增加潜在的人身风险
对于直接安装在电缆沟内的电缆接地箱，当运维人员需要对电缆接地箱进行开箱检查时，需要拧开数十枚螺栓，工作结束后还得花大量时间将其恢复。电缆沟环境阴暗，在对电缆接地箱的螺栓进行拆装的过程中容易掉垫圈或者螺母，有时遇上锈蚀的螺栓，拆卸接地箱的箱盖便需要耗费很长的时间，长时间在有限的密闭空间作业，增加了作业人员的人身风险。
4结语
现在电缆接地箱普遍采用不锈钢材质，全密封设计，不便于电缆运维人员查看接地箱内部情况。经常的拆装又容易损坏螺栓和密封橡胶圈，难以保证接地箱的密封性能。建议可以研发新型的可视化的电缆接地箱，既能满足安装工艺要求，又能快速查看电缆接地箱内部情况，便于电缆接地箱的运维。
参考文献：
[1]基于接地电流的交叉互联箱故障诊断技术研究[J]. 方春华，李景，汤世祥，任志刚，郭卫，潘明龙，张龙，黄立.？？高压电器.？2018（06）
[2]高压电缆交叉互联系统接地线夹发热的技术探讨[J]. 张鑫，王小龙，丁宝帅，林胜辉，王晶晶.？？农村电气化.？2018（10）
（作者单位：广东电网有限责任公司湛江供电局）
作者简介：庞圣养，男，（1991-8），助理电气工程师，输电线路专业，从事电力电缆运维工作4年，曾获“广东电网技术能手”等荣誉。
关键词：高压电缆;接地箱;运维
基金项目：广东电网有限责任公司职工技术创新项目（030800KK52190068）
1高压电缆接地系统及设备介绍
由于高压单芯电缆和三芯电缆在设计结构上的不同，因此两者在接地系统上也有很大的差异。通常35kV及以下的电压等级的电缆都采用两端接地的方式，这是因为这些电缆大多都是三芯的。在正常运行中，流过3个线芯的电流总和为零，在铝包或者金属屏蔽层外基本没有磁链，基本上没有感应电压，所以两端接地后不会有感应电流流过铝包或金属屏蔽层。但是当电压超过35kV时，大多数的电缆都是单芯电缆，当单芯电缆通过电流时，由于磁力线交链作用，会在铝包或者金属屏蔽层上产生感应电压，所以要考虑高压单芯电缆的长度，采用不同的接地方式，通过接地保护箱、交叉保护箱等设备接地。如果高压单芯电缆的接地箱安装错误，则铝包或者金属屏蔽层将会产生很大的环流，其值可达线芯电流的50%-95%，形成损耗，使铝包或者金属屏蔽层严重发热，若接地系统的设备安装工艺不良或接线错误，则会造成金属护层异常发热，这不仅浪费大量电能，而且降低电缆的载流量，加速电缆绝缘老化，情况严重甚至造成电缆击穿跳闸。
2高压电缆接地箱的安装及运维要求
2.1高压电缆接地箱安装的技术标准要求
目前高压电缆接地箱的安装过程工艺要求主要以厂家为准，电网主要以设备通过最后移交试验要求为准。厂家的高压电缆接地箱一般安装要求如下：交叉互联箱、接地箱按照图纸位置安装;螺钉要紧固、箱体牢固、整洁、横平竖直。根据接地箱及终端接地端子的位置及结构截取电缆，电缆长度在满足需要的情况下，应尽可能短。
2.2高压电缆接地箱的运维要求
针对高压电缆接地箱运维管理方面主要按照GB 50217—2007《电力工程电缆设计规范》要求：在运行中，单芯电缆金属护套内感应电压在未采取不能任意接触金属护套的安全措施时不得大于50V，采取有效措施时，不得大于100V，并对地绝缘。在《电力设备检修试验规程》第14.3接地系统（交叉互联系统）上明确要求，需要定期对电缆接地箱的绝缘夹板进行直流耐压试验、测量接地箱保护器的伏安特性、检查箱内金属连接片的接触位置和接触电阻等。必要时，还需要对电缆接地箱进行红外检测。
3 高压电缆接地箱的安装与运维存在的问题
3.1 电缆接地箱设计、安装与实际工作性能的匹配度
在电缆接地箱的设计和安装上，为了满足设备的防水要求，几乎所有的接地线厂家都是按照IP68的标准设计。IP等级是针对电气设备外壳对异物侵入的防护等级，IP等级的格式为IPXX，其中XX为两个阿拉伯数字，第一标记数字表示接触保护和外来物保护等级，第二标记数字表示防水保护等级，具体的防护等级可以参考下面的表格。IP68也就是电气设备防水防尘的最高等级了。电缆接地箱的设计生产厂家按照最高标准来设计和安装电缆接地箱无可厚非，但单向地追求设备防护等级，忽略电力运维的市场需要就不可取了。南网电网的电缆附件招标书通用部分明确写着对于安装在地面上的电缆接地箱只需满足IP65即可。而现场上没有针对该条框设计出新型的电缆接地箱。为了满足电缆接地箱IP68的标准，厂家普遍地采用螺栓紧固加橡胶圈密封的方式，电缆接地箱盖的安装需要拧上数十个螺栓，没有考虑电缆接地箱在运行维护过程中的拆装效率问题，这些都是片面追求IP68导致的。
3.2 螺栓緊固加橡胶圈密封的方式存在不足
一般采用橡胶圈密封加螺栓紧固抱紧方式进行密封的设备都是不需要经常打开的电气设备。比如有些电缆终端头应力锥的抱紧力就是采用弹簧加螺栓方式，终端头的密封就是橡胶圈加螺栓。而电缆接地箱一般都是要定期打开进行预防性试验的，有些电缆故障检查时也是需要打开检查的。电缆接地箱盖打开的越频繁则越容易损坏橡胶圈的密封性，经常的拆装也会损坏螺栓的螺纹，导致箱体的整体密封性能下降。
3.3 电缆接地箱的安装效果检查不方便
由于电缆接地箱的一般设计都是采用不锈钢材质，整个箱体全密封。但箱体安装完毕后，运维人员进行检查时，在外观上是看不出接地箱内部零件是否齐全，连接是否正确。橡胶密封圈安装是否正确，每一个螺栓的紧固是否满足力矩要求，这些信息都是没法直观得到。
3.4电缆接地箱密封性能与螺栓数目的关系
现在电缆接地箱密封设计都是采用螺栓紧固，但对螺栓的紧固扭矩却没有给出明确的技术要求。针对相同体积的电缆接地箱箱盖密封时用到的螺栓数目不同的问题，进行了相关实验，在实验中针对相同体积的电缆接地箱（原设计是24颗螺栓紧固）分别进行了24颗、20颗、16颗、12颗（对称性地减少箱盖四边的螺栓数）的防水等级实验，另外进行了相应螺栓数目下的橡胶圈完成、橡胶圈破损防水实验，实验结果表明，只要在满足相应的抱紧力下，螺栓螺栓的数目可以减少，并没有明显的影响;橡胶圈的损坏则会直接影响整个箱体的密封性能。
3.5电缆接地箱的装拆的不便增加潜在的人身风险
对于直接安装在电缆沟内的电缆接地箱，当运维人员需要对电缆接地箱进行开箱检查时，需要拧开数十枚螺栓，工作结束后还得花大量时间将其恢复。电缆沟环境阴暗，在对电缆接地箱的螺栓进行拆装的过程中容易掉垫圈或者螺母，有时遇上锈蚀的螺栓，拆卸接地箱的箱盖便需要耗费很长的时间，长时间在有限的密闭空间作业，增加了作业人员的人身风险。
4结语
现在电缆接地箱普遍采用不锈钢材质，全密封设计，不便于电缆运维人员查看接地箱内部情况。经常的拆装又容易损坏螺栓和密封橡胶圈，难以保证接地箱的密封性能。建议可以研发新型的可视化的电缆接地箱，既能满足安装工艺要求，又能快速查看电缆接地箱内部情况，便于电缆接地箱的运维。
参考文献：
[1]基于接地电流的交叉互联箱故障诊断技术研究[J]. 方春华，李景，汤世祥，任志刚，郭卫，潘明龙，张龙，黄立.？？高压电器.？2018（06）
[2]高压电缆交叉互联系统接地线夹发热的技术探讨[J]. 张鑫，王小龙，丁宝帅，林胜辉，王晶晶.？？农村电气化.？2018（10）
（作者单位：广东电网有限责任公司湛江供电局）
作者简介：庞圣养，男，（1991-8），助理电气工程师，输电线路专业，从事电力电缆运维工作4年，曾获“广东电网技术能手”等荣誉。