新一代全绝缘配电箱体的研制

王建中，潘奡旻，陆海强

（1.国网嘉兴供电公司，浙江 嘉兴 314033；2.嘉兴市恒创电力设备有限公司，浙江 嘉兴 314033）

新一代全绝缘配电箱体的研制

王建中1，潘奡旻1，陆海强2

（1.国网嘉兴供电公司，浙江 嘉兴 314033；2.嘉兴市恒创电力设备有限公司，浙江 嘉兴 314033）

近年来，人们对户外配电设施（箱体）的绝缘性能、静音性能、环保性能、化学变异性等要求越来越高，尤其是安全、隔热、静音等性能。电力设施有一大部分在户外，长期在户外运行后，其存在腐蚀、老化、噪声现象严重，严重威胁了电力生产安全，甚至是人民群众的生命财产安全。

配电箱；外壳；控制箱；SMC复合材料

1 户外配电箱体的分类

目前，国内使用广泛的配电箱体按用途分为低压电缆分支箱、路灯控制箱、综合配电箱（JP柜）、集中式表箱、信号控制箱等。按照配电箱体材质分类主要分为金属、非金属和混合材质。金属材质配电箱体分为冷轧钢板、不锈钢钣材质箱体。非金属材质配电箱体分为玻璃钢、SMC复合材料箱体。

2 户外配电箱体的性能分析

由于户外配电设施点多面广，且现场环境复杂，需要经历各种恶劣天气，比如长时间高温暴晒、长时间低温、长期高湿度环境（湿度大于95%）、环境污染腐蚀甚至水淹等。为了确保箱体内部电气元件运行的安全性和可靠性，箱体材质性能的稳定性尤为重要和关键，接下来对目前主流的几种材质的配电箱体进行了性能特性分析。

2.1 冷轧钢板材质箱体

这类型材质的配电箱质量可靠，价格较低，目前应用最广泛，市场上70%～80%的配电箱都是用这种材质做成的。

问题及缺点：冷轧钢板材质生产的户外配电箱箱体在户外环境中容易腐蚀，严重情况下会影响配电箱的正常使用。由于冷轧钢板材料是导电材料，在户外公共场所使用存在安全风险。

2.2 不锈钢钣材质箱体

其最主要的特点就是防锈功能好，配电箱更加的经久耐用。用不锈钢材料制造的户外防水型配电箱箱体解决了防腐问题。问题及缺点：由于不锈钢材料是导电材料，在户外公共场所使用存在安全风险，且由于不锈钢回收价值大，不锈钢材料加工的户外防水型配电箱箱体易被盗，此外，其隔热、静音等性能很差。

2.3 SMC复合材料箱体

SMC优点是抗腐蚀、抗老化、防雨水、防漏电等。问题及缺点：在材质强度方面比同体积的不锈钢钣材质箱体略低，质量方面没有优势，全SMC复合材料箱体价格在不锈钢钣材质箱体方面无优势，一般情况下，SMC箱体均采用钢支架与SMC板材组合而成，整体性结构相对较差。

2.4 玻璃钢材质箱体

玻璃钢主要的化学性能为耐腐蚀性、良好的热性能。玻璃钢密度只有普通碳钢的1/5～1/4，机械强度高，某些方面甚至能接近普通碳钢的水平。玻璃钢有优良的电绝缘性能。问题及缺点：玻璃钢材质箱体在大气曝晒、湿热、水浸泡及腐蚀介质等作用下性能有所下降，在长期使用过程中会使光泽减退、颜色变化、树脂脱落、纤维裸露、分层等现象出现。

为了改进金属、非金属在户外易腐蚀、导电、易被盗、材质质量过大等问题，经过对国内外新型材料、技术对比筛选，芳纶蜂窝复合材质（FNH）具备防腐性能优良、强度高、绝缘特性强、质量轻、单位造价可控的特性，且制造简便，可作为新一代配电箱体的研发方向。

3 新型全绝缘配电箱体的研制

新型全绝缘配电箱体（FNH）采用芳纶蜂窝复合材质为主料生产高强度、高绝缘、高防腐的配电设备外壳防护装置，其采用轻量化设计，有效节约了材质使用量，在安装轻便的同时，有效节约了资源，提升了电力建设的环保性，更具有隔热、隔音等特性，能有效解决箱体过热和开关设备启停的噪声问题。

3.1 FNH配电箱体的材质特性

FNH配电箱体的材质特性有以下7个：①高韧性。具有优异的蠕变和疲劳性能，与其他材质芯材相比，抗损性能高，可在要求严苛的应用中长期使用。②耐腐蚀。具有抗大气、海水和微生物作用的良好性能，且对多种低浓度的酸、碱、盐介质及溶剂有较好的稳定性。③隔热隔音性。相对于金属和玻璃纤维材料而言，在相同的质量下有更好的隔热和隔音性能，满足了节能环保要求。④阻燃性。阻燃、低烟，低毒性符合航空阻燃和烟毒标准。⑤高湿强度。可在高湿度环境中使用；易于加工，降低生产成本。⑥高剪切强度。与泡沫芯材相比，更适合在轻质结构中使用。⑦易加工。与其他材质相比，芳纶蜂窝可弯曲，加工方便。

3.2 FNH配电箱体的制作方法

纶蜂窝复合材质单元制造具有先进理念，在制造过程中，在研究风场、张力场、粘度场、温度场及蜂窝块拉伸变形抗力等物理场的基础上，釆用数字化先进技术对生产线的蜂窝涂胶、叠合、叠层板固化等工艺参数进行优化，采用高效、精确的自动控制技术生产。新型全绝缘配电箱体在制造过程中采用真空一体化成型法，大大提升了箱体制造工艺质量和精度，同时，箱门采取自动切割技术，可大大节约箱体制作成本，有效解决了目前纶蜂窝复合材质单价略高的问题。

4 新型全绝缘配电箱体应用前景

新型全绝缘配电箱体采用自动化生产线，其自动化程度高，产品制造技术先进，具有自主知识产权，技术水平达到国际先进水平。芳纶蜂窝复合材质生产的新型全绝缘配电箱体（FNH）在绝缘、防腐、隔热、隔音、耐老化、质量轻、强度高等综合能力，比不锈钢和SMC具有更多的优势。同时，随着制作技术的成熟和成本的下降，有利于在电力行业的推广应用，促进中国智造的发展。

5 结束语

新型全绝缘配电箱体（FNH）具备高强度、高绝缘、高防腐的优越特性，且FNH材质不限于配电箱体使用，在未来电力市场应用中具备广阔的前景。

［1］刘善国，杨进军.新一代芳纶蜂窝制造技术研究［N］.中国航空报，2016.

［2］天津电气传动电气研究所，天津电传电控配电有限公司，北京中煤电气有限公司.GB/T 9089.1—2008户外严酷条件下的电气设施第1部分：范围和定义［S］.北京：中国标准出版社，2008.

［3］天津电气传动电气研究所，天津电传电控配电有限公司，北京中煤电气有限公司.GB/T 9089.2—2008户外严酷条件下的电气设施第2部分：一般防护要求［S］.北京：中国标准出版社，2008.

［4］天津电气传动电气研究所，天津电传电控配电有限公司，北京中煤电气有限公司.GB/T 9089.3—2008户外严酷条件下的电气设施第3部分：设备及附件的一般要求［S］.北京：中国标准出版社，2008.

〔编辑：张思楠〕

TM642

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.24.130

2095-6835（2017）24-0130-02