新一代全絕緣配電箱體的研制

王建中，潘奡旻，陸海強

（1.國網嘉興供電公司，浙江 嘉興 314033；2.嘉興市恒創電力設備有限公司，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2

（1.國網嘉興供電公司，浙江 嘉興 314033；2.嘉興市恒創電力設備有限公司，浙江 嘉興 314033）

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

配電箱；外殼；控制箱；SMC復合材料

1 戶外配電箱體的分類

目前，國內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。按照配電箱體材質分類主要分為金屬、非金屬和混合材質。金屬材質配電箱體分為冷軋鋼板、不銹鋼鈑材質箱體。非金屬材質配電箱體分為玻璃鋼、SMC復合材料箱體。

2 戶外配電箱體的性能分析

由于戶外配電設施點多面廣，且現場環境復雜，需要經歷各種惡劣天氣，比如長時間高溫暴曬、長時間低溫、長期高濕度環境（濕度大于95%）、環境污染腐蝕甚至水淹等。為了確保箱體內部電氣元件運行的安全性和可靠性，箱體材質性能的穩定性尤為重要和關鍵，接下來對目前主流的幾種材質的配電箱體進行了性能特性分析。

2.1 冷軋鋼板材質箱體

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

問題及缺點：冷軋鋼板材質生產的戶外配電箱箱體在戶外環境中容易腐蝕，嚴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電材料，在戶外公共場所使用存在安全風險。

2.2 不銹鋼鈑材質箱體

其最主要的特點就是防銹功能好，配電箱更加的經久耐用。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：由于不銹鋼材料是導電材料，在戶外公共場所使用存在安全風險，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復合材料箱體

SMC優點是抗腐蝕、抗老化、防雨水、防漏電等。問題及缺點：在材質強度方面比同體積的不銹鋼鈑材質箱體略低，質量方面沒有優勢，全SMC復合材料箱體價格在不銹鋼鈑材質箱體方面無優勢，一般情況下，SMC箱體均采用鋼支架與SMC板材組合而成，整體性結構相對較差。

2.4 玻璃鋼材質箱體

玻璃鋼主要的化學性能為耐腐蝕性、良好的熱性能。玻璃鋼密度只有普通碳鋼的1/5～1/4，機械強度高，某些方面甚至能接近普通碳鋼的水平。玻璃鋼有優良的電絕緣性能。問題及缺點：玻璃鋼材質箱體在大氣曝曬、濕熱、水浸泡及腐蝕介質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、分層等現象出現。

為了改進金屬、非金屬在戶外易腐蝕、導電、易被盜、材質質量過大等問題，經過對國內外新型材料、技術對比篩選，芳綸蜂窩復合材質（FNH）具備防腐性能優良、強度高、絕緣特性強、質量輕、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）采用芳綸蜂窩復合材質為主料生產高強度、高絕緣、高防腐的配電設備外殼防護裝置，其采用輕量化設計，有效節約了材質使用量，在安裝輕便的同時，有效節約了資源，提升了電力建設的環保性，更具有隔熱、隔音等特性，能有效解決箱體過熱和開關設備啟停的噪聲問題。

3.1 FNH配電箱體的材質特性

FNH配電箱體的材質特性有以下7個：①高韌性。具有優異的蠕變和疲勞性能，與其他材質芯材相比，抗損性能高，可在要求嚴苛的應用中長期使用。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、鹽介質及溶劑有較好的穩定性。③隔熱隔音性。相對于金屬和玻璃纖維材料而言，在相同的質量下有更好的隔熱和隔音性能，滿足了節能環保要求。④阻燃性。阻燃、低煙，低毒性符合航空阻燃和煙毒標準。⑤高濕強度。可在高濕度環境中使用；易于加工，降低生產成本。⑥高剪切強度。與泡沫芯材相比，更適合在輕質結構中使用。⑦易加工。與其他材質相比，芳綸蜂窩可彎曲，加工方便。

3.2 FNH配電箱體的制作方法

綸蜂窩復合材質單元制造具有先進理念，在制造過程中，在研究風場、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上，釆用數字化先進技術對生產線的蜂窩涂膠、疊合、疊層板固化等工藝參數進行優化，采用高效、精確的自動控制技術生產。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量和精度，同時，箱門采取自動切割技術，可大大節約箱體制作成本，有效解決了目前綸蜂窩復合材質單價略高的問題。

4 新型全絕緣配電箱體應用前景

新型全絕緣配電箱體采用自動化生產線，其自動化程度高，產品制造技術先進，具有自主知識產權，技術水平達到國際先進水平。芳綸蜂窩復合材質生產的新型全絕緣配電箱體（FNH）在絕緣、防腐、隔熱、隔音、耐老化、質量輕、強度高等綜合能力，比不銹鋼和SMC具有更多的優勢。同時，隨著制作技術的成熟和成本的下降，有利于在電力行業的推廣應用，促進中國智造的發展。

5 結束語

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

［1］劉善國，楊進軍.新一代芳綸蜂窩制造技術研究［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戶外嚴酷條件下的電氣設施第1部分：范圍和定義［S］.北京：中國標準出版社，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戶外嚴酷條件下的電氣設施第2部分：一般防護要求［S］.北京：中國標準出版社，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戶外嚴酷條件下的電氣設施第3部分：設備及附件的一般要求［S］.北京：中國標準出版社，2008.

〔編輯：張思楠〕

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.24.130

2095-6835（2017）24-0130-02