1研究背景
1.1研究對象
本文研究對象為電纜分接箱(CableDistributionBox）,是一種用來對電纜線路實施分接、分支、接續(xù)及轉換的設備,多數(shù)用于戶外,能有效節(jié)約資源,保障供電穩(wěn)定。當用電線路較長,許多負載設備需要電纜供電時,如果使用小面積電纜分別供電將造成電能資源的極度浪費,如果使用電纜分接箱對一根主干電纜進行分接,將其分為幾個小面積電纜,再對負載設備進行供電,即可解決資源浪費問題。不僅如此,當遠距離供電導致電纜長度不足以連接所有負載設備時,需要使用電纜接頭進行轉接,這種方式十分危險,在轉接過程中存在安全隱患,而利用電纜分接箱的轉接功能可以改變這一現(xiàn)狀,可以在確保安全的前提下,對電纜進行供電。
1.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀
隨著社會不斷進步以及科技不斷發(fā)展,城市建設步伐逐漸加快,人們的用電需求日漸增加,因此高壓電纜分接箱的應用愈加廣泛,其發(fā)展和優(yōu)化受到多方學者的重視。
2009年,張朝陽等人針對延長箱式變、環(huán)網(wǎng)柜、電纜分支箱的使用壽命,減少箱式變、環(huán)網(wǎng)柜、電纜分支箱底部潮氣的問題進行了研究,完成了自動排風電氣接線圖以及手動排風接線圖的設計,并對出風口和安裝位置進行了設計,旨在找到最佳方法。20l4年,王峰等人針對張家口地區(qū)電纜溝防潮問題,進行電纜溝通風裝置的探討和研究,提出了一套改進防潮通風的有效方案,達到通風防潮的目的。
1.3研究目標
本文旨在通過對電纜分接箱外殼進行改良,提高電纜分接箱防潮能力,降低電纜分接箱故障率,保障電力供應穩(wěn)定安全,并通過標準化設計,將其推廣至南方電網(wǎng)范圍內(nèi),為其他地區(qū)提供經(jīng)驗。
2電纜分接箱現(xiàn)狀及存在的問題
目前市面上的電纜分接箱可以根據(jù)其組成結構分成兩類:一類是體積較小的簡易分接箱,即其內(nèi)部只有對電纜接頭進行連接和處理的設備,不含其他附加功能,體積較小,結構單一:另一類為較為復雜的電纜分接箱,其內(nèi)部不僅包含了簡易分接箱內(nèi)的必備組件,還含有一臺甚至多臺開關設施,連接件很多,結構復雜,體積較大,其若發(fā)生故障對附近的電力設施影響較大。
在我國亞熱帶氣候區(qū),日照充足,雨量充沛,氣候溫和而
濕潤。每年春季二三月份,冷空氣走后,暖濕氣流迅速反攻,氣溫回升,空氣濕度加大,一些冰冷的物體表面遇到暖濕氣流后,容易產(chǎn)生水珠,出現(xiàn)所謂的"回南天"等天氣返潮現(xiàn)象。針對電纜分接箱電纜終端受潮接地短路的風險,結合電網(wǎng)實際運行情況,目前電纜分接箱多安裝在綠化帶或工業(yè)園區(qū)等位置,工作環(huán)境較為惡劣,普遍存在潮濕、污穢、高溫等問題。
現(xiàn)有運行中的電纜分接箱箱體空間緊湊,箱內(nèi)空氣對流不暢,箱門通風口高只有l(wèi)cm,致使電纜分接箱在上述天氣頻頻出現(xiàn)潮濕情況,箱壁有明顯水珠,電纜分接箱長期處于潮濕狀態(tài)容易發(fā)生電纜終端受潮接地故障,存在較大的安全隱患。對電纜分接箱外殼進行改良,有助于提高電纜分接箱防潮能力,降低電纜分接箱故障率。
3防潮電纜分接箱設計及成效
3.1設計理念
本項目針對上述現(xiàn)有電纜分接箱箱壁容易產(chǎn)生明顯水珠的缺陷,提出了一種防潮電纜分接箱設計方案。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),過去發(fā)生的電纜分接箱故障主要包括短路、斷電跳閘等,其中短路常會引發(fā)火災甚至爆炸等嚴重問題,這些事故發(fā)生的原因包括密封不嚴、硅脂固化、水珠或潮氣進入電纜芯中導致絕緣被損壞、氣室漏氣等。通過對過去出現(xiàn)故障的電纜分支箱進行深入探討,確定了以下幾個影響電纜分支箱穩(wěn)定、安全運作的關鍵因素:
3.1.1密封性
發(fā)生事故的分接箱電纜常因為硅脂密封性不佳,在事故調(diào)查中發(fā)現(xiàn)硅脂出現(xiàn)干涸現(xiàn)象,且黏性十分大,有時需要多人合力拆卸,硅脂已經(jīng)無法起到防潮、密封及絕緣的作用。硅脂使用時間長后會發(fā)生固化,并被硅膠橡膠所吸收,其填充彈性降低,喪失原本的作用,導致電纜終端被擊穿的可能性大大增加。
3.1.2分支箱防水或滲水設計不足
部分電纜分支箱設計較為傳統(tǒng),不適用目前高壓、高流量的使用現(xiàn)狀,且在相關部門設計和施工過程中,可能對分支箱的固定較為草率,未完全落實其地基深度,導致電纜井高度不夠,暴雨積水時容易聚集潮氣。
3.1.3分接箱風口設計
很多防潮電纜箱由于分接箱風口面積小,噴涂技藝過于老化,影響通風,無法保障空氣流通率。當分接箱濕氣較高時,無法及時降低濕度,使得箱內(nèi)出現(xiàn)水汽積聚。
3.2設計內(nèi)容
分接箱采用SMC(Sheetmoldingcompound,SMC）復合材料的箱體和箱門,且厚度不小于2mm,解決了木制、鋼制、塑料電表箱易老化、易腐蝕、絕緣差、耐寒性差、阻燃性差、壽命短的問題,電表箱性能優(yōu)良,具有絕對的密封防水性能和導靜電、耐磨、耐腐、耐老化、防火、抗壓等優(yōu)點。其不需接地線,外表美觀,有鎖與鉛封的安全保護,使用壽命長。
箱門設置于分接箱一側面上,箱體和箱門上開設有百葉窗,如圖1所示,百葉窗的加裝可以確保箱內(nèi)空氣對流。該百葉窗呈對向分布于分接箱側面,百葉窗對向設置便于空氣流通,可使分接箱防潮效果更好。對向分布即在分接箱上相對的面上等高設置,比如在分接箱的左側面設置有一個百葉窗,則在分接箱的右側面上也設置一個百葉窗,且右側面設置的百葉窗與左側面設置的百葉窗大小一致,距離地面的高度一致,距離前側面和后側面的距離也完全一致。
1一箱體;2一箱門;3一百葉窗。
圖1防潮電纜分接箱主視圖
分接箱設有防護網(wǎng),該防護網(wǎng)覆蓋于百葉窗上,不僅可以防止下雨天氣雨水打入箱內(nèi),還可以有效防止小動物進入分接箱內(nèi)。
分接箱箱體上設有防水橡膠,該防水橡膠設于箱體與箱門結合位置,可有效防止雨水從箱體與箱門結合處的間隙進入箱內(nèi)。
分接箱內(nèi)還設有抽濕機、電源、濕度傳感器等,如圖2所示。電源為抽濕機供電,加裝抽濕機可以在分接箱內(nèi)濕度較大且僅靠自然通風解決不了問題的時候啟動,增加排濕力度。電磁閥和濕度傳感器都設于分接箱內(nèi),用于控制抽濕機的接通與關斷。
1一箱體;3一百葉窗;4一抽濕機。
圖2防潮電纜分接箱右視圖
通過設置濕度傳感器檢測分接箱內(nèi)濕度,當分接箱內(nèi)濕度大于一定閾值時,濕度傳感器發(fā)送信號給電磁閥,接通電磁閥從而啟動抽濕機進行抽濕:當濕度小于閾值時,濕度傳感器發(fā)送信號給電磁閥,控制電磁閥關斷,實現(xiàn)停止抽濕,具體連接方式如圖3所示。
4一抽濕機;5一電磁閥;6一濕度傳感器;7一電源。
圖3電源、抽濕機、電磁閥、濕度傳感器連接示意圖
3.3設計成效
與現(xiàn)有技術相比,本項目設計的新型防潮電纜分接箱可使電纜分支箱在潮濕天氣保持干燥,通風效率明顯提高,當箱內(nèi)濕度高時可以及時啟動抽濕機,降低箱內(nèi)水汽,使其無明顯的水珠積聚,能夠有效降低電纜分支箱故障率,保障電纜分支箱的穩(wěn)定安全運行。
4結語
本項目設計的新型防潮電纜分接箱,實現(xiàn)了其在南方潮濕、高溫、高濕的惡劣條件下,仍可安全、可靠運行,根據(jù)密封性、防水性及通風性要求,通過箱體和箱門的材質設計,百葉窗、防護網(wǎng)的安裝,濕度傳感器的安裝,電磁閥用于控制抽濕機開關等,大大降低了電纜分接箱出現(xiàn)故障的可能。
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