摘 要：电缆分接箱是近年来出现的一个新产品，业内人士对其产品性能和技术要素的理解尚不一致。电缆分接箱按其电气构成分为普通分接箱和高级分接箱两类，每一个分接箱的技术内容又包含箱体技术和电路技术两大要素。我国目前所采用的电缆分接箱接插器件分为欧式和美式两个系列，二者主要在器件的绝缘结构、分支电路连接理念、配合面圆锥锥度等三个方面有所不同。电缆分接箱产品的发展与完善，将对我国电缆网络的发展起很大促进作用。
关键词：电缆分接箱；可分离式接插器件；欧式器件；美式器件
电缆分接箱是一种用来对电缆线路实施分接、分支、接续及转换电路的设备，多数用于户外。该设备在我国使用时间不长，业内人士和电力系统使用部门对它的认识和理解尚不一致，特别是对引自国外的欧式和美式接插器件等存在不同的看法。以下对电缆分接箱的相关技术要素作简单介绍和论述，供电力设计和运行部门参考。
1电缆分接箱的类型
电缆分接箱按其电气构成分为两大类：一类是不含任何开关设备的，箱体内仅有对电缆端头进行处理和连接的附件，结构比较简单，体积较小，功能较单一，可称为普通分接箱；另一类是箱内不但有普通分接箱的附件，还含有一台或多台开关设备，其结构较为复杂，体积较大，连接器件多，制造技术难度大，造价高，可称为高级分接箱。
1.1普通分接箱
普通分接箱内没有开关设备，进线与出线在电气上连接在一起，电位相同，适宜用于分接或分支接线。通常习惯将进线回数加上出线回数称为分支数。例如三分支电缆分接箱，它的每一相上都有三个等电位连接点，可以用作一进二出或二进一出。电缆分接箱内含U，V，W三相，三相电路结构相同，顺排在一起。箱体外形结构有下面三种：
a)单盖式。箱壳为长方体，有一个斜盖可以向上打开，以便安装施工或维护检修。三相的母排板顺列布置，所有进线和出线电缆都分相地连接到内部电气并联的母排板上，亦称并列式箱体，见图1。母排板通常有两联、三联和四联几种。它适用于进出线1～8回的场合，缺点是三芯电缆的分相跨接比较困难。
b)双盖式。相当于两个单盖式背靠背联在一起，两个斜盖可分别打开。中间隔板装有三相的双向穿壁套管，两端均可连接电缆附件，亦称对接式箱体，见图2。其优点是三相器件相距小，分相跨接容易。
c)无箱壳式。没有壳体，直接将电缆附件连接的组合体置于地下的电缆沟或隧洞中。
1.2高级分接箱
高级分接箱内含有开关设备，既可起普通分接箱的分接、分支作用，又可起供电电路的控制、转换以及改变运行方式的作用。开关断口大致将电缆回路分隔为进线侧和出线侧，两侧电位可以不一样。开关设备本身有较大的体积，因此高级分接箱的外形尺寸比较大，高度一般为1.4～1.8 m，深度约为0.9～1.0 m，长度则依所含开关设备数目而定，多在1.0 m至2.4 m之间。箱体的外形类似于户外箱式变压器，箱壳上有若干个活动的门，有的门是为开关设备的操作而设，有的门是为电缆连接器件的安装施工或维护检修而设的。这种箱体称为“门箱式”，示意图见图3。
2电缆分接箱的箱体技术要素
电缆分接箱是一种为具体的电缆网点“量身定做”的专门产品，其涉及的技术要素很多，箱体本身有一套要素，而箱内电气接线另有一套要素。
2.1电缆分接箱的箱体技术要素
高压电缆分接箱的箱体方面，主要有如下几个技术要素：
a)电压等级。中压系统网缆有10 kV，20 kV，35 kV三个电压等级。
b)安装地点。分为户外、户内、埋地三种类型，安装场所显示了设备工作环境。
c)接插器件类型。包括屏蔽型和非屏蔽型两种，屏蔽型接插器件带电工作时外表面允许人手触摸，非屏蔽型接插器件带电工作时外表面不允许触摸。
d)进线电流等级。指最大一回路的电流，目前有630 A和200 A两种等级。
e)箱体的外观形状。对于普通分接箱，有单盖式（并列式）、双盖式（对接式）和无箱壳式三种；对于高级分接箱，则全部为门箱式。
2.2电缆分接箱的电路技术要素
箱内电气接线对于安装在指定位置上的分接箱来说极为重要，同一工程中诸多分接箱的箱体技术要素可能会相同，但它们内部电气接线大都各异，电气接线才是电缆分接箱最重要的技术内容。对于普通分接箱，要考虑进线、出线的回数多少，有无避雷器等要素；而高级分接箱中，有的含若干台负荷开关，有的含若干负荷开关和若干负—熔电器的组合（例如环网单元），有的含开闭所接线（甚至带母联开关的分段式主接线）等，它们的进线、出线回数各不相同，两侧避雷器和监察器件的数目也不同。
3高压电缆分接箱中的接插器件
高压电缆分接箱的功能是通过箱内的一系列电缆附件来实现的。目前国内外普遍采用硅橡胶或三元乙丙橡胶这类高分子绝缘材料来制造电缆附件，而且更倾向于制成可分离式的，即它们内部带有金属导电连接件，四周被高分子绝缘材料包裹严密，电气连接采用螺栓连接或梅花触头式的接插，既可连接一起，又可分离拆开。
接插附件包括一系列各式各样的器件。除通用电气性能（如绝缘水平、直流耐压水平、局部放电水平、动热稳定性等等）之外，每一个器件都有各自的技术要素，它们主要是：
a)额定电压。目前以10 kV为主。
b)额定电流。目前有630 A和200 A两种。
c)带电工作时外表面可触摸（屏蔽型）器件与不可触摸（非屏蔽型）器件。前者外表面覆盖着2～3 mm厚的半导电体橡胶屏蔽层，该层恒接地电位，因而带电工作时外表面允许触摸，安全性极高，深受运行人员欢迎；后者外表面没有屏蔽接地层，故带电不可触摸。
d)防水能力。多数可分离式接插器件的锥面配合尺寸，都是按美国或德国的相关技术标准进行设计的，都具有一定的防尘、防露、防污秽、防小动物、防水能力。接插器件接合界面防水能力的强弱，取决于配合松紧程度。如果装设地点有可能较长时间被水浸泡，则宜选用锥度较大的系列器件。
可分离式接插器件有许多品种，大体上可划分为壁固器件和活动器件两大类。壁固器件是固定安装于箱壁、隔板或开关设备壁板的绝缘器件，它在接插系统中起着固定和支撑作用，它们包括各种并联母排板和穿壁式套管座等。活动器件则是各种以壁固器件为依托的电气连接绝缘器件，活动器件与壁固器件和其他活动器件之间都可以方便地连接或者分离。活动器件主要有T形件、直角形件、中间过渡件、变电流件、一路转多路件、可插拔件、中继件、避雷器等品种，起监察作用的带电显示器和故障指示器也属于活动器件。各种器件搭配组合，就可实现给定电气接线的连接要求。
4欧式器件和美式器件
我国高压电缆分接箱中目前采用的接插器件，分为欧式和美式两大系列。欧式器件是将20世纪80年代从欧洲引进的户外箱式变电站的电缆连接概念引用到电缆分接箱领域中，美式器件则是将90年代从美国引进的座装式箱式变电站的进线插件概念引用到电缆分接箱中。
4.1欧式器件和美式器件的不同点
欧式和美式器件之间没有明确定义的界线，我国业内人士的理解也不一致。它们在性能和价格上稍有差别，弄清其区别对选型工作颇有意义。
4.11器件的绝缘结构不同
美式器件导电体外面有三层橡胶包围，最内层为半导电体屏蔽层，中间层为主绝缘层，最外面为恒接地的半导电体屏蔽层，故称屏蔽型，价格稍高。欧式器件的外表面包裹着二层橡胶，没有最外接地层。
4.12分支电路连接的理念不同
欧式器件采用串联分支方式，即将若干个硅橡胶绝缘T型器件从短臂方向一个接一个地串接起来形成主回路，而从每个T件的长臂引出分支来。这种串联分支方式存在一些缺点：如果某T件分支路出了故障，那么这个串联组件必须解开，拆除有故障的T件重新组串后方可继续运行，一旦故障处理结束，组件还需再来一次解列和重组，比较麻烦；主电路串接头多，影响导电可靠性，降低动稳定性；当串接组件较多时，轴心很难保持在同一直线上，导致某些接合界面偏离正常位置，界面的绝缘强度和防渗水能力都会降低。
而美式器件则采用并联分支方式，正好克服串联分支的上述缺点。并联分支是在分接箱的箱壁上固定一组（三相）称为母排板的绝缘器件，它起汇流母线作用。母排板上有若干个电气上并联的外锥式连接座，不论进线、出线、分支线等电缆全部接向母排板。母排板内部导电体是银焊的，导电可靠，但三相相距大些，相缆跨接难度稍大，且三相母排板一字排开会使箱体的长度尺寸变大。
4.1.3配合面的圆锥锥度不同
欧式配合锥度按德国标准DIN 47636设计，锥度较小；美式配合锥度是依美国标准IEEE 386设计的，锥度稍大。配合锥度的不同，会带来下面两个方面的差异：
a)器件之间结合界面的沿面绝缘强度不同。结合界面绝缘强度与其受压反弹力成指数上升关系，硅橡胶具有很高的弹性，压得越紧绝缘强度越高。配合锥度大者反弹力就大，绝缘强度就高一些，因此美式的界面绝缘强度比欧式的大一些。
b)防渗水能力不同。配合锥度越大，界面橡胶材料压得越紧，防渗水性能就越好。故美式器件的防渗水性能稍优于欧式器件。
4.2欧式器件和美式器件的区分原则
国内生产的接插器件中，有的生产厂将欧、美两式的结构互相混合，比较难以区分。下面三个基本概念将有助于我们进行判断：
a)从接插器件的分支结构来看，并联分支的是美式，串联分支的是欧式。
b)从绝缘结构上看，器件有三层橡胶（内屏蔽层、主绝缘层、外屏蔽层）的是美式，有二层橡胶（内屏蔽层、主绝缘层）的是欧式。至于那些在二层橡胶的外表面采用喷涂方法覆盖一层半导电膜的器件，由于在安装或使用过程中半导电薄层易被磨脱，接地性能不可靠，不能算是屏蔽型的，仍应属欧式器件。
c)器件配合锥面的锥度大小，不能作为判别依据。因为锥度大小仅是几何尺寸问题，只涉及绝缘强度和防浸泡能力大小。不论欧式或美式绝缘器件，其配合锥度都可以按美国标准或德国标准进行设计，这样就会出现美式带美锥、美式带欧锥、欧式带欧锥及欧式带美锥等不同类型的器件。
5结束语
国内电缆分接箱所用的接插附件既有欧式体系，又有美式体系，相互之间难以通用，带来许多麻烦，我们应该设法摆脱这些桎梏，将它们各自的优点结合起来。例如可以制造这样的壁固件：在多联母排板基础上，扩展为多联母排而且每联都是穿壁套管的组合座，在多联母排上实现并联分支，而在每一支穿壁套管两侧上实现串联分支，这样就可同时兼得美式和欧式器件各自的优点。
高压电缆分接箱是个新兴产品，它的发展和完善与电力电缆接线方式的发展变化密切相关，需要电力系统的设计部门、使用部门及制造部门三方共同协作，不断提出新要求，勇于实践，促进该产品逐步走向成熟。
参考文献
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［2］陈章潮，唐佳光．城市电网规划及改造[M]．北京：中国电力出版社，1998．
［3］吴健生．综议电缆分接箱与可分离接插附件[J]．高压开关行业通讯， 2002（12）：46—48；2003（1/2）：53—55；2003（3）：42—46
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