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农村电网改造中配电箱的改进 |
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| 农村电网改造中配电箱的改进 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 8:48:50  |
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摘 要 针对目前江苏省农村电网改造配电箱制造存在的问题进行分析,提出了配电箱改进方案，并对配电箱的出厂试验项目作了规定。通过对盐城供电局所属8个县（市）局及市经济开发区所使用的配电箱运行情况调查，改进后的配电箱达到了预期的效果。
关键词 农村电网 改造 配电箱改进
村电网是电力系统的重要组成部分，是开拓农村市场,提高农民生活水平的重要基础设施之一。要减轻农民负担，落实党的富民政策，电力部门首先要做的就是保证供电可靠、降低农村电价，因此必须进行农村电网改造，而农村电网改造中的一个重要环节就是提高低压配电箱的制造质量。
1 目前配电箱制造存在的主要问题
为规范江苏省农村电网改造，江苏省电力工业局以苏电［1998］1679号文件，对低压配电箱进行了统一设计，新增设的与配电变压器匹配的低压配电箱的使用环境由室内变成了室外。 配电箱内的低压电器在运行时要受天气变化的影响，在高温天气将直接威胁配电箱的安全可靠运行。据调查，全省第一批农村电网改造投运的配电箱，只经历了一个高温季节就已经发生了不同类型的故障，盐城供电局所属8个县（市）局及市经济开发区第一批农改投运的2 255台配电箱也存在类似情况，其主要问题有以下方面。
（1） 交流接触器易烧坏;
（2） 试运行时电源送不出或一送就跳闸，使用中漏电保护器频繁动作或拒动;
(3) 导线老化、绝缘被击穿引起相间短路;
（4） 配电箱箱体散热和通风渠道较少;
（5） 箱体门锁不易打开;
（6） 配电箱固定不稳;
（7） 电工操作熔芯时有一定的危险性;
（8） 一遇刮风，箱门易发出响声，影响附近居民休息;
（9） 箱体顶盖设计不太合理，雨水易侵入，引起箱内低压电器损坏;
（10） 不锈钢箱体外表焊点较多，虽经处理，但外观极难看，影响美观。
2 原因分析
2.1 负荷不平衡导致交流接触器烧坏
农村用电点分布不均匀，每路出线负荷不平衡，极易造成交流接触器损坏。由于设计时对交流接触器的容量作了统一规定，每路出线接触器容量均一样，当负荷偏向其中一条出线时，该路出线接触器就会出现过载，当达到一定限度时会因过负荷而烧坏。
2.2 低压电器质量得不到保证
1998年江苏省电力局对箱体内所用元器件、原材料价格作了市场调查，并规定了最高限价，部分供电局在最高限价的基础上又作了压价。配电箱制造厂家由于压价，迫于自身利益，只得选用低价的低压电器制作配电箱。低压电器制造厂家为了争夺市场，对以下设备采用偷工减料的方式来满足自身利益的需求。
(1) 交流接触器
采用减少合闸线圈匝数、减小线圈所用导线的线径、选用劣质铁心、主触头取用档次较低的铜基合金加镀锡防蚀层材料（常规应采用银基氧化物触头或铜基合金加镀6～8 μm银防蚀层，以确保良好的接触和耐高温）等方式。选用这种接触器，运行中将会烧毁线圈，并使主触头熔在一起而无法切断电源；
(2) 漏电保护器
选用较低容量的辅助电源变压器及直流稳压电源选用稳压管，而不选取温度特性好、抗雷击过电压能力强的集成稳压块(因价格比稳压管高)，因此使得漏电保护器不耐高温、抗雷击能力弱、使用寿命短，运行中会发生烧毁或拒动现象。
2.3 漏电保护器选取不当
漏电保护器是根据电气线路的正常泄漏电流进行选择，选用时不但要考虑电气线路的正常泄漏电流，还应充分考虑被保护线路和设备可能发生的泄漏电流值。农村电网因出线长短不一，它们对地的泄漏电流就不一样，一般不超过200 mA，但也不排除泄漏电流超过200 mA的电气线路，有的甚至大大超出200 mA，而目前设计选用的漏电保护器LJM-150额定漏电动作电流整定为200 mA，当各种用电设备泄漏电流值加在一起以及出线的泄漏电流逐渐增大、达到或大于200 mA时，即超出漏电保护器的保护范围，易造成送不出或一送就跳以及漏电保护器会频繁动作。
2.4 导线截面选用太小
有些制造厂选用导线时，未认真按所配的变压器容量核选线径，往往是凭经验，或者为节约成本按最高的电流密度来选取导线，有的厂甚至购买没有国家安全认证标志的导线，这些导线绝缘层的质量得不到保证，由于截面小，导线长期承受高负载，加之绝缘层原因，导致导线老化、绝缘击穿引起相间短路。
2.5 环境温度对低压电器的正常运行影响较大
低压电器对运行环境有一定要求，国标规定：户外设备环境温度不超过+40 ℃，不低于-25 ℃；对户内设备相对湿度在最高温度为+40 ℃时不超过50%，在较低温度时允许有较高的相对湿度；户外设备，温度为+25 ℃时相对湿度可达100%度；周围介质无易爆及易燃危险品、无腐蚀性气体及无导电尘埃，周围无剧烈振动及颠簸。而实际运行情况并非如此，夏季高温时，配电箱要经受酷热太阳照射，加上内部低压电器、导线运行散发的热量，统一设计的配电箱箱体散热和通风渠道较少，只在箱体上下考虑了通风散热孔，配电箱内的温度极易达到60℃以上，因此对安装于配电箱内的低压电器正常运行产生了严重威胁，容易使低压电器损坏、导线老化，导致事故。
2.6 壳体设计不尽全面
统一设计要求配电箱外壳采用不低于1.5 mm的不锈钢或冷轧钢板制作，配电箱要求防水、防雨雪、防盗、防小动物、通风。有些制造厂为降低成本选用最低标准，全部采用1.5 mm的不锈钢或冷轧钢板制作，甚至采用1.38 mm的不锈钢或冷轧钢板制作，因此导致关键部位(如底部用于安装的固定板、频繁操作的熔座安装梁等)，不能满足运行的要求，造成配电箱固定不稳、电工操作熔芯危险性大。有的制造厂外壳用不锈钢制作，但内部电器梁采用冷轧钢板制作，运行时间一长，外壳未发生锈蚀，而内部电器梁会因锈蚀而不能使用，不得不报废，造成外表不锈钢的浪费，投资多而收效不大。有的制造厂采取偷梁换柱使用不锈铁来充当不锈钢。原设计顶盖缝隙不可能完全消除，雨水易侵入，易引起箱内低压电器受潮，绝缘性能降低。
3 配电箱制造的改进方案及技术要求
3．1 机械设计
3.1.1 总则
配电箱的结构、电器安装、电路布置必须安全可靠、操作方便、维修容易。
3.1.2 电气间隙、爬电距离和间隔距离
配电箱内的电器元件应符合各自有关规定并在正常使用条件下也应保持其电气间隙和爬电距离。
配电箱内不同极性的裸露带电导体之间以及它们与外壳之间的电气间隙和爬电距离应不小于表1规定。
3.1.3 外接导线端子
(1) 端子都应能与外接导线可靠连接;
(2) 端子应搪锡;
(3) 端子应能适用于连接随额定电流而定的最小至最大截面积的铜导线和电缆。
3.2 对触电的防护措施
3.2.1 应具有防止人体与带电部件接触的措施，两侧门应装设警告牌，警告牌上应有明显警示语"有电危险 请勿触摸”，警示语用凹版红色字，警告牌用０.８ mm铝板制作，尺寸为200 mm×400 mm(宽×长)。
3.2.2 箱体内要有专用接地螺帽，并有接地标志。
3.2.3 采用保护电路进行防护
采用漏电保护器防止装置内部故障的扩大，也可防止通过配电箱供电的外部电路故障的扩大。根据电气线路的正常泄漏电流，选择漏电保护器的额定漏电动作电流。漏电保护器安装和运行要符合GB13955-92有关规定。
3.2.4 配电箱裸露导电部件在下述情况下不会构成危险，不需与保护电路连接。
(1) 不可能大面积接触或无法用手抓住。
(2) 裸露导电部件很小。
3.2.5 熔芯操作柄应与配电箱的其他导电部件互相绝缘。
3.3 机械加工
3.3.1 配电箱顶部，应该用整块材料一次拉伸后折弯成型，以避免顶部焊点多、防雨效果差的缺陷。
3.3.2 箱体两侧框与封头板原拼焊处，应经过精密折弯后在箱体内侧施焊。
3.3.3 对不锈钢箱体，两侧门与箱体连接采用专用φ17不锈钢螺栓铰链连接，固定铰链采用不锈钢螺帽。严禁对两侧门与箱体连接的铰链施焊。可避免箱体外表焊点较多，外观难看，欠美观缺陷。
3.3.4 不锈钢配电箱两侧框槽形电器梁与箱体的焊接部位，两端（顶端、底端）直接焊在箱体的顶部和底板上。
3.3.5 行程开关的安装支架配焊在前门右侧，可避免一遇刮风，箱门就发出响声,影响附近居民休息的问题。
3.3.6 为加强自然风冷效果，除在顶盖与箱体之间以及箱底留有进出风孔洞外，箱两侧各开两排进出风百叶窗（每排12个百叶窗，总高330 mm，每个百叶窗尺寸为：长×高=75 mm×15 mm）。
3.3.7 所有进出风孔洞应采用不锈钢沙网覆盖，以防小动物进入，对两侧百叶窗沙网应加不锈钢压条，以防沙网脱落，造成低压电器短路。
3.3.8 箱壳门框不得有缺角、缝隙，计量封板应封牢，计量部分应有底边框，计量门应装有门锁。
3.3.9 箱壳正常采用1.5 mm板材，对操作频繁的熔座安装板、100 A以上的交流接触器安装板、箱体底部板采用2.0 mm板材。可解决配电箱固定不稳、电工操作熔芯时有一定危险性的问题。
3.4 配电箱的元器件和部件
3.4.1 元件的选择
(1) 元件的额定电压、额定电流、使用寿命、接通和分断能力、短路强度等性能参数应适合于指定的用途。组装在配电箱中的元件应符合自身的有关标准。要严把“进口关”，加强对低压电器供应厂家的监造，从严质检，决不让质次的元件流入下道工序。
(2) 配电箱门锁要求：带把手、锁眼上带活动防雨舌、通用钥匙。可解决箱体门锁不易打开的问题。
(3) 考虑农村线路中三相负荷难以均衡，有的出线负荷偏重，易导致该出线交流接触器烧坏，本改进方案将部分出线接触器电流等级在原设计选择原则的基础上，抬高一个电流等级，具体选择见表2。
(4) 漏电保护器的选择
对架空线路的正常泄漏电流进行估算，一般按下式估算：
Ic=（2.7～3.3）Ue·L·10-3(A)
式中 Ue —线路额定线电压(kV)；
L —线路长度(km)；
2.7—适用于无避雷线的线路；
3.3—适用于有避雷线的线路。
因用户电力设备存在着对地电容，所以增加16%的泄漏电流。
3.4.2 元件的安装
(1) 所有元件应按照制造厂的说明书（使用条件、需要的飞弧间距、拆卸灭弧栅需要的空间等）进行安装。
(2) 为便于出线电缆安装，熔断器出线端子下桩头螺孔中心线离配电箱底部的距离应不小于200 mm。
(3) 需要在配电箱内部操作调整和复位的元件应易于接近。
(4) 配电箱内部元件的安装与接线应使其功能不致由于相互作用（例如：发热、电弧、振动、能量场）而受到损害。
(5) 所有紧固螺丝均应加弹簧垫片与平垫片。
(6) 每根电气梁均应采用四根螺丝固定。
(7) 导线截面规格的选取应符合技术要求，尽可能放大导线截面余量,布线应整齐、美观。
4 出厂试验
每台配电箱出厂前必须进行出厂试验，全部试验合格后，才能发放产品合格 证、质保书，准予出厂。
4.1 一般检查
（1） 检查电气间隙和爬电距离，实测数值应符合标准；
（2） 检查外接导线端子，应紧固；
（3） 检查装置的元件部件，应符合产品说明；
（4） 检查接线的可靠性，应正确。
4.2 通电操作试验
应确保仪表指示正确，电器元件的动作正确，电气功能符合设计原理图要求。
4.3 绝缘电阻测量，应大于1 MΩ
（1） 进线熔断器到交流接触器不同极之间；
（2） 交流接触器至出线熔断器不同极之间；
（3） 主电路与金属壳之间；
（4） 控制回路与金属壳之间。
4.4 交流工频耐压试验，应无击穿和闪络现象
（1） 主电路与金属壳之间：2 500 V，1 min；
（2） 主电路不同极之间：2 500 V，1 min；
（3） 控制回路与金属壳之间：1 760 V，1 min。
4.5 漏电设备测试
正脉冲试跳；负脉冲试跳；漏电试跳；应可靠动作。
4.6 装置模拟动作试验，应可靠动作。
5 结论
经过以上改进后，笔者通过对盐城供电局所属8个县（市）局和市经济开发区第二批农改所使用的2 176台配电箱盐城市开关厂有限公司制造运行情况调查，配电箱所存在的问题全部得到了解决，运行至今故障率为零，达到了预期的效果，说明以上对农改配电箱制造的改进方案及技术要求是切合实际的，可以在农改工程建设中全面推广。
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