原标题：【电缆设计培训基础知识第四课】电缆线路接地、支持与固定、防护及监测常用设备材料选用及原理

　　电力电缆工程是构筑坚强的城市电网的重要举措，随着城市的扩张，用电需求量持续增长，电力工程电缆设计任务尤为突出，电力工程电缆设计的质量直接影响到供电安全及其整体质量。电力工程电缆的设计涉及诸多因素，不仅包括电缆工程规模、电缆结构、施工概况、工程技术要点，还包括市政规划、桥梁敷设等因素，影响设计方案的因素较多，同时涉及电力电缆工程设计的标准较多，希望此推文能帮助新入行的电力电缆工程设计技术人员了解电力电缆工程设计相关的基础知识。连载敬请期待。

　　【电缆设计培训基础知识第四课】电缆接地、支持与固定、防护及监测常用设备材料选用及原理 （本课）

　　一般情况下， 110kV 及以上电缆均为单芯电缆，单芯电缆都有金属护套。110kV 及以上电缆线路的金属护套均需要接地，要么采用两端直接接地，要么采用一端直接接地另一端经电压限制器接地，要么采用交叉互联系统接地。不论采用何种方式接地，为了接地的美观、连接可靠，降低恶劣环境因素的影响，使接地系统能够长期安全稳定运行，就必须在电缆接地系统中使用接地箱和交叉互联箱。

　　接地箱是使一个电缆回路中三相电缆金属护套直接接地或经电压限制器共同接地的装置。交叉互联箱是使一个电缆回路中，三相电缆金属护套交叉换位后经电压限制器共同接地的装置。

　　电压限制器是一种小型氧化辞避雷器，在电缆接地系统中可以单独安装使用，也可以安装在接地箱或交叉互联箱中一同使用。

　　( 1 )接地箱主要分为直接接地箱、带电压限制器接地箱、六相三线接地箱。其中六相三线接地箱是为了测量直通接头的局部放电而由北京市电力公司首先提出并设计的，其结构与交叉互联箱相似，但

　　不加装电压限制器。在正常运行时，直通接头两侧电缆的金属护套直接连通，测量局部放电时，断开联板使直通接头两侧电缆的金属护套不连通。后来有些电力公司不是为了测量局部放电，而为了在电缆外护套绝缘击穿后使电缆线路能够分成若干个小段，便于查找故障点也采用了此类接地箱。

　　(2)交叉互联箱。交叉互联箱是实现电缆金属护套交叉换位的装置，每一交叉互联箱内部都安装有三只电压限制器。正常运行时，三相电缆的金属护套换位而不直接接地，当有故障并在某相金属护套上产生过电压时，电压限制器立即导通接地，从而起到保护电缆外护套绝缘不被多点击穿的作用。

　　(3) 型号和适用范围。目前，没有相应的国家标准或行业标准对此类装置的型号进行命名，只是大家约定俗成把直接接地箱定为JDX ，带电压限制器接地箱定为JDXB ，交叉互联箱定为FCD 。接地箱、交叉互联箱的型号和适用范围如下表所示:

　　( 1 )接地箱。接地箱主要由不锈钢箱体、连接铜排、支撑绝缘棒和(或)电压限制器组成，如图所示。

　　接地电缆或同轴电缆通过箱体上的穿孔穿入并连接，孔口用防水带等进行密封，箱盖下加橡皮密封圈用紧固螺栓上紧密封。此种结构的接地箱维护方便，但密封性稍差。为了解决这一问题，采用了全封闭结构的接地箱，其内部结构相同，但体积变小，箱体是全封闭型的，电缆接线全在箱外，密封性很好，正在试用中。

　　(2) 交叉互联箱。交叉互联箱主要由不锈钢箱体、连接铜排、支撑绝缘棒和电压限制器组成，如图所示。

　　同轴电缆通过箱体上的穿孔穿入并连接，孔口用防水带等进行密封，箱盖下加橡皮密封圈用紧固螺栓上紧密封。

　　运输中不允许碰撞，如附件零部件放入包装箱时，应有相应的防潮措施，电压限制器应拆下并存放于室内干燥处。

　　1 )把箱体水平地浸在水箱中，水面比箱体的最高处至少高出0.5m ，电缆引线的末端露出水面。浸水时间至少1h ，无渗漏。

　　3) 箱体内的每个连接排的接触点进行接触电阻测量。接触电阻值不得超过20μΩ。用1000V 高阻计测量连接排与箱体间的绝缘电阻不得小于20MΩ。

　　敷设于电缆隧道、电缆沟、电缆工作井、电缆竖井、垂直敷设或超过30度倾斜敷设的电缆，水平敷设转弯处或易于滑脱的电缆，以及靠近终端或接头附近的电缆，都必须采用特制的金具将电缆固定牢固，其作用在于把电缆的重力和因热胀冷缩产生的热机械力分散到各个金具上得到释放，使电缆绝缘、护层、终端或接头的密封部位免受机械损伤。

　　电缆的固定方式主要有挠性固定和刚性固定。允许电缆在热胀冷缩时产生一定的位移的电缆固定叫挠性固定。电缆蛇形敷设可采取挠性，即将电缆沿平面或垂直部位敷设成近似正弦波的连续波浪形，在波浪形两头电缆用金具固定，而在波峰(谷)处电缆不装金具或装设可移动式金具，在其余部位每米用尼龙绳绑扎一次，使电缆能够小范围自由移动，以减小电缆内的应力。采用间距密集布置的金具将电缆固定，两个相邻夹具之间的电缆在重力和热胀冷缩作用下被约束而不能产生位移的固定方式称为刚性固定，电缆接头处或上下坡及拐弯处的固定就属于刚性固定。

　　电缆金具一般采用两半组合结构。用于单芯电缆的金具，不得以铁磁材料构成闭合磁路。一般采用铝合金、铸铝材质的金具。在电缆和金具之间，要加上衬垫。衬垫材料有橡皮、塑料、铅板和木质垫圈，也可用电缆上剥下的塑料护套。衬垫在电缆和金具之间形成缓冲层，使得金具既夹紧电缆又不易夹伤电缆。

　　金具一般分为单相电缆金具和三相电缆金具，分别用来固定单相电缆和三相电缆。下图左所示是一种单相电缆固定金具，加装了减振弹性衬垫，起减振作用，适用于桥梁等有振动处。不装弹簧，就适用于电缆的引上固定，水平敷设电缆的固定、非紧密三角形敷设电缆的固定，接头处电缆的固定。

　　上图中间所示是一种三相电缆固定金具，适用于紧密三角形敷设电缆的固定。上图右侧也是一种三相电缆固定金具，适用于支架上或地面槽钢上紧密三角形敷设电缆的固定。

　　(1 )防火涂料。我国20 世纪70 年代后期开始把防火涂料用于电缆上，以后又研制了改性氨基膨胀型防火涂料和防火包带，已得到广泛应用。膨胀型防火涂料的主要特点是:以较薄的覆盖层起到较好的

　　防火、阻燃效果，几乎不影响电缆的载流量。由于涂料在高温下比常温时膨胀许多倍，因此能充分发挥其隔热作用，更有利于防火阻燃，却不至于妨碍电缆的正常散热。

　　这种涂料具有刷涂和喷涂施工方便的优点，即使在狭窄沟道、隧道空间也可进行施工。涂刷前应先将电缆表面的泥沙、油渍清除掉，然后用漆刷刷涂或喷枪喷涂。防火效果的关键是必须保证涂料层的厚度。由于涂料的结度有限，要分多次涂刷才能达到要求的厚度，每次涂刷漆膜厚度在0.2 -0. 3mm 左右。第一次涂刷后经12 - 24h 再涂第二次，以后依次循环。第一次涂刷的厚度宜薄不宜厚，否则会使整个涂层的附着力降低。为增强涂料的附着力，可在涂刷前先在电缆外叠绕一层玻璃丝带，然后再涂刷。涂料的主要缺点是涂膜的机械强度有限，需设法维护，使其不受外力损伤。然而对于大截面电缆，对电缆的热胀冷缩涂膜也不一定能适应，故防火涂料多应用于中低压电缆，不适用于大截面的高压电缆。

　　(2)防火包带。防火包带的主要特点在于弥补涂料的缺点，适合于大截面的高压电缆，具有加强机械强度的保护作用。施工比涂料简便，能准确把握缠绕厚度，质量易得到保证。缺点是缠绕时需要有

　　一定的活动空间，在密集的电缆架上施工不方便。又因包带不具有膨胀性能，故较膨胀防火涂料的覆盖厚度为厚，对电缆的正常载流能力有影响。

　　(3) 防火堵料、填料。国内外多次电缆火灾事故充分显示了电缆贯穿墙壁或楼板的孔洞未封堵时所产生的严重后果。在电缆火势蔓延下，波及控制室或开关室的设备，造成盘、柜严重受损。变电站盘、柜受损后修复极耗时间，造成长时间的停电，即使火灾直接损失有限，但停电带来的经济损失巨大。因此，电缆贯穿孔洞的封堵已受到普遍的重视。防火堵、填料有7551-Ⅱ型发泡型电缆密封填料、DMT 灌注型电缆耐燃密封填料、DMT-J2 嵌塞型填料和DFD-Ⅱ型电缆防火堵料等。

　　7551-Ⅱ型填料的特点是物料渗透性强，发泡时胀力大，密封性能好，尤其对根数较多的成束电缆穿过墙壁的填料盒或电缆洞时具有优良的水密封性能。成型后的填料质轻，阻水性好，填料固化成型时间短，可拆性好。

　　DMT 灌注型电缆耐燃密封填料是用于舰船电缆密封装置中阻火、防火的密封填料，也用作建筑物或电力部门电缆穿孔处的密封填料。该填料灌注方便，硬化后硬度适中，具有弹性，有极其良好的水密性能。

　　DMT -J2嵌塞型填料可广泛应用于金属、塑料管的密封，以及地下建筑、高层建筑电缆贯穿部位的

　　DFD-Ⅱ型电缆防火堵料具有良好的阻火堵烟性能，主要用于工矿企业、民用与高层建筑各种供电系统中堵塞电缆孔洞的缝隙。

　　电缆在进出变电站的墙体穿孔时，必须采用阻水措施，防止电缆沟道中的水进入变电站夹层内，常用的是阻水法兰它由预埋在穿孔中的管法兰组件、橡皮密封圈、压紧法兰及螺栓组成。如下图所示是安装后的阻水法兰。

　　(1 )球墨铸铁防盗井盖。将井盖做成两层:上层主井盖为球墨铸铁井盖，其上表面与地面齐平;下层子井盖为玻璃钢井盖，装设防盗专用防盗锁或金属防盗链，防盗锁和防盗链经过镀锌处理，拉力不低于

　　(2) 复合型防盗井盖。将井盖做成两。