新一代全絕緣配電箱體的研制

王建中，潘奡旻，陸海強(qiáng)

（1.國網(wǎng)嘉興供電公司，浙江 嘉興 314033；2.嘉興市恒創(chuàng)電力設(shè)備有限公司，浙江 嘉興 314033）

新一代全絕緣配電箱體的研制

王建中1，潘奡旻1，陸海強(qiáng)2

（1.國網(wǎng)嘉興供電公司，浙江 嘉興 314033；2.嘉興市恒創(chuàng)電力設(shè)備有限公司，浙江 嘉興 314033）

近年來，人們對戶外配電設(shè)施（箱體）的絕緣性能、靜音性能、環(huán)保性能、化學(xué)變異性等要求越來越高，尤其是安全、隔熱、靜音等性能。電力設(shè)施有一大部分在戶外，長期在戶外運(yùn)行后，其存在腐蝕、老化、噪聲現(xiàn)象嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅了電力生產(chǎn)安全，甚至是人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

配電箱；外殼；控制箱；SMC復(fù)合材料

1 戶外配電箱體的分類

目前，國內(nèi)使用廣泛的配電箱體按用途分為低壓電纜分支箱、路燈控制箱、綜合配電箱（JP柜）、集中式表箱、信號控制箱等。按照配電箱體材質(zhì)分類主要分為金屬、非金屬和混合材質(zhì)。金屬材質(zhì)配電箱體分為冷軋鋼板、不銹鋼鈑材質(zhì)箱體。非金屬材質(zhì)配電箱體分為玻璃鋼、SMC復(fù)合材料箱體。

2 戶外配電箱體的性能分析

由于戶外配電設(shè)施點(diǎn)多面廣，且現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，需要經(jīng)歷各種惡劣天氣，比如長時間高溫暴曬、長時間低溫、長期高濕度環(huán)境（濕度大于95%）、環(huán)境污染腐蝕甚至水淹等。為了確保箱體內(nèi)部電氣元件運(yùn)行的安全性和可靠性，箱體材質(zhì)性能的穩(wěn)定性尤為重要和關(guān)鍵，接下來對目前主流的幾種材質(zhì)的配電箱體進(jìn)行了性能特性分析。

2.1 冷軋鋼板材質(zhì)箱體

這類型材質(zhì)的配電箱質(zhì)量可靠，價格較低，目前應(yīng)用最廣泛，市場上70%～80%的配電箱都是用這種材質(zhì)做成的。

問題及缺點(diǎn)：冷軋鋼板材質(zhì)生產(chǎn)的戶外配電箱箱體在戶外環(huán)境中容易腐蝕，嚴(yán)重情況下會影響配電箱的正常使用。由于冷軋鋼板材料是導(dǎo)電材料，在戶外公共場所使用存在安全風(fēng)險。

2.2 不銹鋼鈑材質(zhì)箱體

其最主要的特點(diǎn)就是防銹功能好，配電箱更加的經(jīng)久耐用。用不銹鋼材料制造的戶外防水型配電箱箱體解決了防腐問題。問題及缺點(diǎn)：由于不銹鋼材料是導(dǎo)電材料，在戶外公共場所使用存在安全風(fēng)險，且由于不銹鋼回收價值大，不銹鋼材料加工的戶外防水型配電箱箱體易被盜，此外，其隔熱、靜音等性能很差。

2.3 SMC復(fù)合材料箱體

SMC優(yōu)點(diǎn)是抗腐蝕、抗老化、防雨水、防漏電等。問題及缺點(diǎn)：在材質(zhì)強(qiáng)度方面比同體積的不銹鋼鈑材質(zhì)箱體略低，質(zhì)量方面沒有優(yōu)勢，全SMC復(fù)合材料箱體價格在不銹鋼鈑材質(zhì)箱體方面無優(yōu)勢，一般情況下，SMC箱體均采用鋼支架與SMC板材組合而成，整體性結(jié)構(gòu)相對較差。

2.4 玻璃鋼材質(zhì)箱體

玻璃鋼主要的化學(xué)性能為耐腐蝕性、良好的熱性能。玻璃鋼密度只有普通碳鋼的1/5～1/4，機(jī)械強(qiáng)度高，某些方面甚至能接近普通碳鋼的水平。玻璃鋼有優(yōu)良的電絕緣性能。問題及缺點(diǎn)：玻璃鋼材質(zhì)箱體在大氣曝曬、濕熱、水浸泡及腐蝕介質(zhì)等作用下性能有所下降，在長期使用過程中會使光澤減退、顏色變化、樹脂脫落、纖維裸露、分層等現(xiàn)象出現(xiàn)。

為了改進(jìn)金屬、非金屬在戶外易腐蝕、導(dǎo)電、易被盜、材質(zhì)質(zhì)量過大等問題，經(jīng)過對國內(nèi)外新型材料、技術(shù)對比篩選，芳綸蜂窩復(fù)合材質(zhì)（FNH）具備防腐性能優(yōu)良、強(qiáng)度高、絕緣特性強(qiáng)、質(zhì)量輕、單位造價可控的特性，且制造簡便，可作為新一代配電箱體的研發(fā)方向。

3 新型全絕緣配電箱體的研制

新型全絕緣配電箱體（FNH）采用芳綸蜂窩復(fù)合材質(zhì)為主料生產(chǎn)高強(qiáng)度、高絕緣、高防腐的配電設(shè)備外殼防護(hù)裝置，其采用輕量化設(shè)計，有效節(jié)約了材質(zhì)使用量，在安裝輕便的同時，有效節(jié)約了資源，提升了電力建設(shè)的環(huán)保性，更具有隔熱、隔音等特性，能有效解決箱體過熱和開關(guān)設(shè)備啟停的噪聲問題。

3.1 FNH配電箱體的材質(zhì)特性

FNH配電箱體的材質(zhì)特性有以下7個：①高韌性。具有優(yōu)異的蠕變和疲勞性能，與其他材質(zhì)芯材相比，抗損性能高，可在要求嚴(yán)苛的應(yīng)用中長期使用。②耐腐蝕。具有抗大氣、海水和微生物作用的良好性能，且對多種低濃度的酸、堿、鹽介質(zhì)及溶劑有較好的穩(wěn)定性。③隔熱隔音性。相對于金屬和玻璃纖維材料而言，在相同的質(zhì)量下有更好的隔熱和隔音性能，滿足了節(jié)能環(huán)保要求。④阻燃性。阻燃、低煙，低毒性符合航空阻燃和煙毒標(biāo)準(zhǔn)。⑤高濕強(qiáng)度?？稍诟邼穸拳h(huán)境中使用；易于加工，降低生產(chǎn)成本。⑥高剪切強(qiáng)度。與泡沫芯材相比，更適合在輕質(zhì)結(jié)構(gòu)中使用。⑦易加工。與其他材質(zhì)相比，芳綸蜂窩可彎曲，加工方便。

3.2 FNH配電箱體的制作方法

綸蜂窩復(fù)合材質(zhì)單元制造具有先進(jìn)理念，在制造過程中，在研究風(fēng)場、張力場、粘度場、溫度場及蜂窩塊拉伸變形抗力等物理場的基礎(chǔ)上，釆用數(shù)字化先進(jìn)技術(shù)對生產(chǎn)線的蜂窩涂膠、疊合、疊層板固化等工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，采用高效、精確的自動控制技術(shù)生產(chǎn)。新型全絕緣配電箱體在制造過程中采用真空一體化成型法，大大提升了箱體制造工藝質(zhì)量和精度，同時，箱門采取自動切割技術(shù)，可大大節(jié)約箱體制作成本，有效解決了目前綸蜂窩復(fù)合材質(zhì)單價略高的問題。

4 新型全絕緣配電箱體應(yīng)用前景

新型全絕緣配電箱體采用自動化生產(chǎn)線，其自動化程度高，產(chǎn)品制造技術(shù)先進(jìn)，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)水平。芳綸蜂窩復(fù)合材質(zhì)生產(chǎn)的新型全絕緣配電箱體（FNH）在絕緣、防腐、隔熱、隔音、耐老化、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高等綜合能力，比不銹鋼和SMC具有更多的優(yōu)勢。同時，隨著制作技術(shù)的成熟和成本的下降，有利于在電力行業(yè)的推廣應(yīng)用，促進(jìn)中國智造的發(fā)展。

5 結(jié)束語

新型全絕緣配電箱體（FNH）具備高強(qiáng)度、高絕緣、高防腐的優(yōu)越特性，且FNH材質(zhì)不限于配電箱體使用，在未來電力市場應(yīng)用中具備廣闊的前景。

［1］劉善國，楊進(jìn)軍.新一代芳綸蜂窩制造技術(shù)研究［N］.中國航空報，2016.

［2］天津電氣傳動電氣研究所，天津電傳電控配電有限公司，北京中煤電氣有限公司.GB/T 9089.1—2008戶外嚴(yán)酷條件下的電氣設(shè)施第1部分：范圍和定義［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

［3］天津電氣傳動電氣研究所，天津電傳電控配電有限公司，北京中煤電氣有限公司.GB/T 9089.2—2008戶外嚴(yán)酷條件下的電氣設(shè)施第2部分：一般防護(hù)要求［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

［4］天津電氣傳動電氣研究所，天津電傳電控配電有限公司，北京中煤電氣有限公司.GB/T 9089.3—2008戶外嚴(yán)酷條件下的電氣設(shè)施第3部分：設(shè)備及附件的一般要求［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

〔編輯：張思楠〕

TM642

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.24.130

2095-6835（2017）24-0130-02