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工作原理
① 高壓單芯電纜系統(tǒng)的接地要求
26/35kV、48/66kV、64/110kV及127/220kV等高壓電纜均為單芯電纜，安裝時與中低壓三芯電纜兩端同時接地的方式有所不同，多采用一端接地，另一端不直接接地，或采用有電壓限制措施的接地方式。工況條件下運行的高壓電纜當受到雷電波或內(nèi)部過電壓的沖擊時，電纜護層的不直接接地端會產(chǎn)生較高的沖擊電壓，或當系統(tǒng)發(fā)生短路事故時，其護層的不直接接地端也會出現(xiàn)較高的工頻感應過電壓，該電壓可能擊穿電纜外護層的絕緣，易造成電纜的鎧裝及屏蔽層形成單點或多點接地故障，故障電流借助接地導體形成單流回路或多環(huán)流回路，使電纜護套燒損發(fā)生火災，甚至危及人身安全。這也是高壓單芯電纜必須采用特殊接地方式的意義，電纜金屬護套上感應電壓的大小限定數(shù)值在國標中有明確規(guī)定：“未采取不能任意接觸金屬護套的安全措施時，不得大于50V；如采用安全措施時，不得大于100V”。因此，按照電力行業(yè)標準DL/T401-2002《高壓電力電纜選用導則》的規(guī)定，須采用電纜護層保護器以限制感應電壓和故障過電壓，以保證電纜的安全運行。
② 電纜護層保護器工作的原理
在電纜線路正常工作狀態(tài)時，電纜護層保護器呈現(xiàn)穩(wěn)絕緣狀態(tài)，截斷電纜金屬護套及金屬屏蔽中的工頻感應電流回路，此時電纜的感應端仍具有感應電勢差，但沒有達到被限制的門檻電壓值；當電纜線路出現(xiàn)雷電過電壓、內(nèi)部過電壓或接地故障狀態(tài)時，感應的電磁能量波效應將導致電纜金屬護套中會出現(xiàn)很高的工頻過電壓或沖擊過電壓，此時，電纜護層保護器開始動作，呈現(xiàn)出低電阻導通狀態(tài)，使得故障電流經(jīng)保護器迅速泄入大地，作用在護層保護器上的電壓也迅速下降；當故障波的能量減少或感應電壓降低至門檻電壓值以下時，保護器的電阻開始生高至絕緣狀態(tài)，故障電流的回路又被切斷，保護器的一個完整的動作循環(huán)結(jié)束，實現(xiàn)了保護電纜護套絕緣的過程。
③ 電纜接地箱的意義
單從電纜護層的保護要求來講，僅僅使用電纜護層保護器是可以實現(xiàn)這個目標的，但是從系統(tǒng)的安全角度看，這樣的措施是不完善的，所以將保護器置于箱體內(nèi)構(gòu)成電氣總體，這就是電纜接地箱的應用意義。它的好處是：工況條件下的護層保護器上的感應電壓持續(xù)存在，被絕緣件隔離，又被箱體封閉在一個有效的絕緣結(jié)構(gòu)里，它不會對其他非等電位點產(chǎn)生放電，所以有了箱體后系統(tǒng)的主電壓作用是安全的；箱體的金屬外殼采用不銹鋼殼體制造，并且使之接地，電磁效應少，殼體表面的泄露電流流回大地，箱體對人和動物來講是安全的；接地電纜引入箱體后，可通過箱體里已經(jīng)預置好的結(jié)構(gòu)排布方式進行連接，避免接線零亂和復雜化，安裝的方便性和正確性得以實現(xiàn)。
電纜接地箱的產(chǎn)品材料、結(jié)構(gòu)和特點：
①接地箱箱體采用304#不銹鋼材料，外表面采取靜電噴涂，機械強度高，防腐蝕性能優(yōu)異；
②全密封結(jié)構(gòu)，防水性能好；
③導電部件采用無氧紫銅排，導電性能優(yōu)良，不推薦將箱體做為主放電電流通道；
④絕緣部件采用SMC支柱絕緣子；
⑤保護器具有絕緣性能好，介電強度高，抗漏痕，抗電蝕，耐熱，耐寒，耐老化，防爆等優(yōu)點；
⑥結(jié)構(gòu)緊湊，安裝使用方便。可安裝于戶外或直埋運行，不受水浸環(huán)境影響；
⑦多種連接方式排布，便于安裝，可以按用戶的設計進行選擇制造。
電纜接地箱的主要性能指標：
① 基本要求：
使用條件：戶外環(huán)境溫度：－50℃—＋50℃；
參考標準：GB50217—1994《電力工程電纜設計規(guī)范》；
運行和維護：設備不需要特殊維護；
②電纜接地箱的主要技術參數(shù)表
|
序號 |
主要項目描述 |
三相直接接地箱 |
三相保護接地箱 |
三相交叉互聯(lián)保護接地箱 |
||||
|
01 |
箱體尺寸，長×寬×高，mm |
340×290×160 |
430×290×200 |
500×380×260 |
||||
|
02 |
內(nèi)置保護器數(shù)目，只 |
0 |
3 |
3 |
||||
|
03 |
電纜進出口數(shù)目，個 |
4 |
4 |
4 |
7 |
|||
|
04 |
進出接地電纜類型 |
非屏蔽軟電纜 |
非屏蔽軟電纜 |
同軸屏蔽型 |
非屏蔽電纜 |
|||
|
05 |
應用場合 |
終端或中間頭處 |
電纜終端處 |
絕緣接頭處 |
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|
06 |
對地及相間耐壓值 |
交流AC |
直流DC |
交流AC |
直流DC |
交流AC |
直流DC |
|
|
06-01 |
35 kV場合，kV/1min |
相-殼，10 |
相-殼，15 |
10 |
15 |
10 |
15 |
|
|
06-02 |
66 kV場合，kV/1min |
相-殼，14 |
相-殼，20 |
14 |
20 |
14 |
20 |
|
|
06-03 |
110 kV場合，kV/1min |
相-殼，18 |
相-殼，25 |
18 |
25 |
18 |
25 |
|
|
06-04 |
220 kV場合，kV/1min |
相-殼，18 |
相-殼，25 |
18 |
25 |
18 |
25 |
|
|
07 |
對地及相間沖擊耐壓值，標準波 |
-- |
-- |
-- |
||||
|
07-01 |
35 kV場合，kV |
僅相對地，28 |
28 |
28 |
||||
|
07-02 |
66 kV場合，kV |
僅相對地，36 |
36 |
36 |
||||
|
07-03 |
110 kV場合，kV |
僅相對地，45 |
45 |
45 |
||||
|
07-04 |
220 kV場合，kV |
僅相對地，50 |
50 |
50 |
||||
|
08 |
******短路耐受電流（動穩(wěn)定） |
40 kA/1S |
40 kA/1S |
40 kA/1S |
||||
|
09 |
銅排與外殼間的絕緣電阻，MΩ |
≧20 |
≧50 |
≧50 |
||||
|
10 |
被限制電壓 |
|
|
|
||||
|
10-01 |
35 kV場合，kV |
-- |
5 |
7 |
||||
|
10-02 |
66 kV場合，kV |
-- |
6 |
7 |
||||
|
10-03 |
110 kV場合，kV |
-- |
7 |
7 |
||||
|
10-04 |
220 kV場合，kV |
-- |
10 |
10 |
||||
|
11 |
方波電流 @ 200μs |
|
|
|
||||
|
11-01 |
35 kV場合，A |
200 |
200 |
200 |
||||
|
11-02 |
66 kV場合，A |
400 |
400 |
400 |
||||
|
11-03 |
110 kV場合，A |
600 |
600 |
600 |
||||
|
11-04 |
220 kV場合，A |
600 |
600 |
600 |
||||
|
12 |
固定螺栓角尺寸,長×寬, mm |
390×250 |
480×250 |
550×340 |
||||
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