10kV电缆沟多功能监测冷却智能系统研究
摘要：文章研发了一种基于红外测温技术的10kV电缆沟多功能智能监测系统，利用红外测温装置，在温度超出设定范围后智能启动通风冷却设备，并设置温度异常辅助报警系统;此外还增加了沼气、氧气及水位监测模块，对异常环境进行预警，并通过智能终端对该系统进行监测控制，实现多功能智能监测的目标。
关键词：红外测温;电缆沟;智能检测;冷却设备;通风冷却装置 文献标识码：A
1 概述
随着国家经济和电力技术的发展，高压电缆因其节省空间，传输量大等优点而被广泛应用。变电站内10kV的高压电缆是目前电缆沟内最常见也是最重要的设备之一。长期在高电压和大电流的运行状态下工作，这些设备的运行情况与温度和湿度有着密切的关系。广东地区在4～9月常常面临酸雨、热浪的严峻考验，这些地区的电缆沟长期在此环境工作，电缆绝缘老化和损坏的几率大大增加，载流量大幅降低，使用寿命缩短，甚至因为设备局部过热而造成停电故障，封闭环境也对电力维护人员造成抢修困难，因此急需寻找切实可行的方法来解决这一问题。
本文基于红外测温技术，拟研制一种10kV电缆沟多功能智能监测冷却系统，利用红外测温非接触式传感器，在温度超出设定范围后智能启动;在系统中设计沼气、氧气及水位监测模块，对异常环境进行预警;通过智能无线监控终端、无线网络、手机APP的监控系统等软件，实现远程集中监测和控制，完成参数设置、数据采集与分析、预警、报警及启动冷却装置等功能。
2 系统工作原理及功效
2.1 红外测温传感器工作原理
高于绝对零度的物质都会向外辐射红外线，不同大小的红外能量具有不同的红外线波长分布，因此对物质红外线波长进行测量，就能确定该物质的表面温度。
红外测温传感器的工作原理，简单来说，就是通过对物体两点之间的温度差产生的电效应进行探测。物体两点之间如果发生了温度差，则会有电压产生，电压和温度差之间存在函数关系。基于这一原理，通过红外接收元件，以单片机为核心，配合采集电路、存储电路、显示电路等外围电路，搜集红外热辐射，将温度差转换为电压信号输出。
2.2 系统功能分析
10kV电缆沟多功能智能监测系统基于红外测温技术，其功能需要满足以下四点：
2.2.1 采用红外测温采集信号作系统计算和触发预警，在温度超出设定范围后智能启动强制通风冷却设备。
2.2.2 采用改善空气循环方式减低电缆沟运行温度与湿度，在系统中设计沼气、氧气及水位监测模块，对异常環境进行预警。
2.2.3 采用单片机技术和自动遥信技术做温度异常预警及实时处理，对温度信号进行采集、显示并实现升、降温和闭环自动控制等。
2.2.4 通过智能无线监控终端、无线网络、手机APP的监控系统等软件，实现集中监测和控制。
3 智能监测冷却系统
3.1 红外测温模块结构
红外测温多功能智能监测系统主要包括光学系统、调制盘、热释电红外探测器、信号处理电路、微控制器、显示输出电路及网络输出电路。
3.1.1 光学系统。该部分主要是搜集目标物的红外辐射能量，利用具有特殊光学原理的透镜，使红外信号以脉冲形式输入，完成对目标物的红外辐射能量搜集。
3.1.2 调制盘。调制盘主要用于空间滤波，将恒定的辐射通量转化为交变式，对目标物的空间位置进行确定，以此排除环境干扰，保证红外测温系统的精确度。
3.1.3 热释电红外探测器。热释电红外探测器也就是红外光传感器，当热电元件受到光照时产生热能，受热晶体两端产生数量相等符号相反的电荷，带上负载就会输出电压信号，产生电流。当环境温度变化时，晶体参数发生改变，从而进行预警。可在该部分设置双传感探测元、干涉滤光片和场效应管，以尽可能地减少干扰和误差。
3.1.4 信号处理电路。红外辐射进过热释电红外探测器，将红外能量转变为电信号，进入信号处理电路。信号处理电路中最主要的核心组件就是单片机。单片机作为集成电路芯片，集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断等功能于一身，结合传感器技术可以实现温度监控的要求，并通过适当的接口完成对数字信息的处理和控制。
温度传感器将电信号输入到单片机，单片机处理后的数据输送显示电路。在单片机中设置预定温度，当检测温度高于设定温度时，发出异常预警。通过外接的自动遥信控制电路对温度信号进行采集、显示并实现升、降温和闭环自动控制等实时处理。
3.1.5 微控制器。基于非接触式红外测温的多功能智能监测冷却系统的重要组件就是微控制器，其工作水平直接关系到整体系统的性能高低。在该系统中，微处理器主要负责完成对传输数据的处理，输送显示以及配合智能无线监控终端、无线网络和手机APP等监控系统，网络传输数据。
3.1.6 故障判定方法。该系统对于高压电缆的故障预警，主要是基于温度变化产生的信号分析。通过远程的数据传输，可以采用的故障判定方法包括表面温度监测、温差变化分析、图像特征变化、实时数据预警、历史数据比较、同类数据比较等。不同的电力设备可以综合采用多种方式来对其运行状态进行检测和故障分析。
3.2 沼气氧气监测模块
利用非色散红外原理对CO2、CH4进行检测，技术较为成熟，应用较为广泛。可以采用双气体小模组，综合红外吸收气体检测技术和光电路设计，做出红外气体传感器。同时内置温度传感器，在必要时进行温度调整，通过外接电路，完成数据的处理和输出。在检测的气体含量超过设定的范围时，发出预警以便获得实时处理。
3.3 水位检测模块的设计
我国南方区域雨季长，降雨量大，电缆沟存在排水不及时，或堵塞后使得电缆长期浸泡在水中，而安全运行规定电缆只能短时浸泡在水中，所以电缆沟水位过高将严重影响电缆的安全运行。因此，需要配置水位监测，及时发现水位超限和处理;水位检测需要满足测量数据精准、可靠和抗干扰力强。选用基于ARMCortex-M3内核的微处理器为核心组件，以TC401感应式数字水位传感器为水位监测传感器，以JDZ05-1不锈钢翻斗式雨量传感器为雨量监测传感器，将搜集到的实时水位信息和雨量信息都通过电路传输至微处理器进行处理，并及时进行预警。
4 结语
电缆沟内红外测温监测系统运行的精准性主要受到三个方面的影响：环境辐射、设备发射率和大气衰减。因此根据该系统的功能实现要求，需要满足一些特定的指标。距离系数，在不同的监测距离内，目标物的测量直径不同，因此红外测温仪的距离应进一步调整，实现最优。发射率设置，系统需要选择合适的发射率来对测量精度进行修正，因此需要具备可调节的发射率设置功能。适当的外部接口，无论是沼气氧气监测模块、水位检测模块还是精密电路，都要实现与计算机通信的数据接口，以完成处理结果的交互传输。瞄准方式，为进一步精准目标物的准确位置，该系统还应带有激光瞄准功能，通过光斑发射使信息获得者进一步确定故障位置，为后期的维护和检修减小技术困难。测温修正，通过反复大量的实验数据比对，完成在软件上的测温结果修正，以进一步提高准确度。
高压电缆是电力设备的重要组成部分，其正常运行是供电网络安全可靠工作的基础保障。10kV电缆沟作为目前应用广泛的电力设施，对其运行状态进行实施监测，在其运行环境变化、运行状态不良和设备老化或异常之前，提前提到预警并安排检修和维护，是防止电力故障，造成维修技术困难的有效措施。基于非接触式红外测温的多功能智能监测系统，克服了传统接触式测温的不足，保证了温度监测的准确度和实时性，可以有效提高供电网络的运行效率和安全可靠性。
参考文献
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作者简介：温伟光(1967-)，男，广东清远人，广东电网有限责任公司清远供电局变电管理所班组技术负责人，高级技师，研究方向：变电站设备检修维护。
(责任编辑：黄银芳)
作者：温伟光 李维立 张方海 赖家文
甲方：四川省仪陇县启明星水电建筑安装有限责任公司蓬安县2012年农
网改造升级工程10KV及以下配套项目部
乙方：四川省龙跃建设工程有限公司
根据《中华人民共和国合同法》和《建筑安装工程承包合同条例》及有关规定，结合本工程的具体情况，经双方协商一致，签订本合同，以资共同遵守。
第一条工程概况
1、工程名称：河舒工业园及利溪10KV电缆沟建设。
2、工程地点：蓬安县河舒工业园110KV桂花变电站外。
3.工程范围和内容：新建电缆沟l60米。(详见图纸)
第二条工程期限
1.本工程合同总工期 60 天(从开工之日算起)。因遇人力不可抗拒的自然灾害(如台风、水灾、自然原因发生的火灾、地震等)而影响工程进度.工期作相应顺延。
第三条工程合同总价
1.本工程合同总价为人民币230000元，人民币大写贰拾叁万元。
第四条材科、构配件供应
1.本工程所需的全部建筑材料、构配件等所有物资均由乙方提供：
2.本工程所需全部建筑材料、构配件等都应具有合格证书：如属不合格产品，检验费用由乙方负担。因乙方使用不合格建筑材科、构配件用于本工程引起的一切后果由乙方负责。
第五条工程质量和检查验收
1.乙方必须严格按照施工图纸、说明文件和国家颁发的有关规范、规程进行施工，并接受甲方现场代表的监督检查。
2.乙方派同志为现场代表，乙方关键施工节点必须通过现场代
表的到场监督。
3.乙方确定的施工现场负责人、技术负责人及管理人员.必须以书面形式将其姓名、身份、所负责的工作通知甲方代表。
4.隐蔽工程由乙方自检后，填写《隐蔽工程验收单》通知甲方现场代表检查验收认可后.方可进行下一道工序施工。
5.工程竣工验收，应以施工图纸、国家颁发的施工验收规范和质量检验标准为依据。
6.工程竣工后，乙方按规定整理提供完整的技术档案资料，经双方协商确定验收时间，由甲方组织有关单位进行竣工验收。交工验收中如发现有不符质量要求，需要返工的工程，由乙方负责修好再进行检验。
7.已竣工未验收工程，在交工前由乙方负责保管.甲方不得动用，若甲方已经使用，即视同交验。由于乙方原因。应交工验收而不交不验的工程，除按拖延工期条款处理外.并赔偿因此而造成的经济损失。
8.工程交工验收后，保修期为1年，保修证书在交工验收后由乙方填写交给甲方。由施工造成的工程质量问题.甲方应书面通知乙方并约定时问进行修理，在保修期内乙方拒不修理时，甲方可动用预留保修款请人修理，超支部分应由乙方负担。
第六条双方负责事项
1.甲方
(1)对工程进度、工程质量、隐蔽工程和合同执行进行监督检查：
(2)组织对工程的竣工验收，并按合同规定日期及时给付工程款。
2.乙方
(1)施工场地的平整、施工界区以内的用水、用电、道路和临时的施工： 青苗、树木的赔偿，障碍物的拆除(包括架空及隐蔽的)：
(2)编制施工组织设计(或施工方案)，施工总进度计划、材料设备、成 品、半成品等进场计划，隐蔽工程验收单等，并及时送甲方及有关单位：
(3)做好材料和构配件的采购、供应和管理;
(4)严格按照施工图与说明书进行施工，确保工程质量，按合同规定的时 间如期完工和交付;
(5)在合同规定的保修期内，对属于乙方责任的工作质量问题，负责无偿 修理。
第七条工程价款的支付与结算
1.工程完结经甲方验收合格后，付给乙方合同总价款的%，留%的价款作为质保金，待保修期满后余款一次性支付给乙方。
第八条争议的解决方式
合同执行过程中如发生争议，双方应及时协商解决，协商不成可向工商局经济合同仲裁委员会申请仲裁，也可直接向蓬安县人民法院提起诉讼。
第九条本合同未尽事宜，由双方协商解决。
本合同经双方签字盖章后生效，至合同工程竣工交验，结清工程尾款，保修期满后自然失效。本合同一式四份，其中甲方三份、乙方执—份。
甲方(盖章)乙方(盖章)：
地址：地址：
代表人(签名)：代表人(签名)：
开户银行：开户银行：
账号：账号：
电话：电话：
日期：年月日日期：年月日
线路
9.6、协调工作(参建方、外部)
工程施工建设需要与相关方(参建方、外部)进行沟通、协调，为使协调工作到位并富有成效，需要与相关各方建立畅通、有效的信息沟通渠道和协调机制。本工程的协调工作由项目经理统一负责，项目部各部门做好相应协调工作。
9.6.1 与工程参建方的协调
⑴ 与建设管理单位协调
◇ 及时向建设管理单位报送开、竣工报告。
◇ 参加建设管理单位组织的工程施工协调会、图纸会审会。
◇ 按规定时间报送工程进度、投资完成情况报表，并申请拨付工程进度款。
◇ 向建设管理单位及时报告工程质量、安全状况。
◇ 向建设管理单位报送物资需求计划，并及时报告到货产品质量、数量等情况。
◇ 施工中按建设管理单位下发的指示、文件执行，并对施工中遇到的有关问题及时向建设管理单位汇报或提出合理化建议。
◇ 接受建设管理单位组织的安全文明施工等检查工作，配合建设管理单位对工程进行竣工验收。
◇ 及时与建设管理单位沟通永久征地、树木砍伐、房屋等构筑物拆迁的事宜。
⑵ 与监理单位协调
◇ 工程各阶段开工前，及时向监理部报送开工报审资料。
◇ 施工中严格按批准的施工文件和监理下达的各项书面通知、要求执行。
◇ 及时向监理报送各项报表、报告、总结及其他资料。
◇ 积极接受和配合监理组织的日常性、阶段性工作检查，对提出的整改要求及时认真整改，并将整改结果报监理复查。
⑶ 与设计单位协调
◇ 对施工图纸、技术文件中有疑问的内容与设计单位沟通，予以确认、澄清、补充、更改。
◇ 施工中发现与设计图纸不符之处或需设计现场确认的问题，及时向设计反映。
⑷ 与物资供货商协调
与物资供货商方面的协调工作，属建设管理单位供货产品，应通过建设管理单位或监理与供货商进行沟通、协调;属自购产品，根据采购合同由项目部直接与供货商联系。
9.6.2与其他施工单位协调
本包与相邻包部分施工塔位同属一个行政区域，因此与其他施工单位的协调工作很重要。
与相关的施工单位建立良好的沟通机制，相关协调人员保持密切联系，定期就青苗补偿等方面的问题沟通、协调，使相关各方有关的补偿政策、补偿标准保持一致。
9.6.3 与工程外部有关各方的协调
与工程外部有关各方的协调亦即地方关系的协调，地方关系协调工作顺利与否将将直接影响到施工工期，为此，成立本包项目工程协调领导小组，由项目经理任组长，项目协调部主任任副组长，项目协调部和施工队设专人负责地方协调工作。
⑴ 与地方政府的协调
◇ 开工前就本工程施工建设有关情况向地方政府报告，取得地方政府的支持，并办理施工许可手续。
◇ 在当地政府部门主持下，组织召开线路经过地区各级代表参加的工程协调会，制订出青苗赔偿、施工临时占地等补偿标准。
◇ 及时交纳必要的相关费用。
◇ 如发生群众不合理阻挠施工事件，必要时请地方政府协助做好群众工作。
⑵ 与沿线群众的协调
◇ 开工前、施工中，大力宣传解释国家相关法律、法规和本工程的有关线路通道清理政策、补偿标准，做好群众思想工作。
◇ 在施工人员进入现场前，专职协调员就施工临时占地、青苗赔偿等，通过乡、村负责人与当事人员联系，以便施工计划顺利实施。
◇ 施工中及时计量青苗毁坏面积，及时按标准足额付款，取得群众的信任。积极协助建设管理单位计量占地、拆房面积。
◇ 尊重当地民风民俗，为当地群众提供力所能及的帮助，与地方群众搞好关系，以使工程顺利进行。
⑶ 与相关单位的协调
根据现场调查，需要与地方相关单位协调的事宜主要涉及本包架线阶段的跨越施工。为此，需做好以下工作：
◇ 在架线施工前对本工程跨越的电力线、铁路、公路、通讯线等，由项目总工带领现场技术人员到线路施工现场进行详尽的调查。
◇ 依据现场调查情况，按照相关规程编制详细、适宜的跨越施工技术方案。
◇ 与被跨越物的管理单位联系，报送跨越施工方案，并办理跨越许可协议。
◇ 跨越准备和跨越施工，邀请被跨越物的管理单位派人参加，进行监督和指导。
◇ 在放线工作结束后，现场施工负责人应清理施工场地，并向被跨越物的管理单位返馈施工完毕的信息。
电缆
(七) 协调工作(参建方、外部)
在施工中，应本着友好、协商的原则正确处理与各参建单位、地方政府有关部门的协调关系。
1 与参建方的协调工作
(1)做好与业主的协调与沟通
积极参加业主召开的生产、协调等会议。按相关要求定期汇报施工情况，并向业主提出适合工程管理好的建议与意见，配合业主顺利完成施工任务。 (2)做好与监理单位协调与沟通
施工中存在的问题应在监理协调会上如实反映。
施工的进度、图纸的提供情况、材料的到货情况、质量情况应及时向监理工程师进行汇报，以便进行妥善解决，避免影响施工进度。 施工中的合理化建议应与监理工程师进行沟通。
按要求与监理工程师协调材料的检验、分部工程的中间转序验收、质量监督检查等工作。
为现场监理代表提供生活、交通及工作方面的一切方便。 (3)做好与设计单位协调与沟通
及时与设计沟通，随时反映施工中出现的各种问题，包括设计差错、地质条件不符、材料代用等。
施工中的有关疑难应及时与设计沟通，以便进行妥善解决。 对施工图设计中的合理化建议。
为现场设计代表提供生活、交通及工作方面的一切方便。 (4)做好与物资供应单位协调与沟通
协调掌握材料的生产及供货情况，随时调整和安排施工进度。 协调材料的清点、检验和验收配合工作。
要求材料的出厂证明、材质报告、检验报告随货提供。 材料缺件的催交、补供等工作。
协调现场售后服务、督导等工作，为现场提供服务。
为厂家现场售后服务代表提供生活、交通及工作方面的一切方便。 (5)做好与相邻施工单位协调与沟通
在相邻辖区内，要与相邻施工单位共同沟通，做好与地方政府的协调工作，共同召开地方协调会议，共同制订相关需要承包方负责的补偿、拆迁等标准。 在处理地方关系上要与相邻施工单位保持一致。 协调做好相邻标段分界点的施工衔接等工作。 与其它施工单位互相学习，取长补短。
2 与当地政府及相关单位的协调工作
(1)开工前就本工程施工建设有关情况向地方政府报告，取得地方政府的支持，并办理施工许可手续。
(2)在当地政府部门主持下，组织召开线路经过地区各级代表参加的工程协调会，制订出塔基永久性征地、青苗赔偿、树木砍伐、房屋等障碍物拆迁补偿标准。
(3)根据施工进度及时与地方政府相关部门(土地局、林业局和水利局)联系，办理线路通道内树木砍伐、土地征用等手续。
(4)在施工人员进入现场前，专职协调员就施工占地、房屋拆迁、青苗赔偿等，通过乡、村负责人与当事人员联系，以便施工计划顺利实施。
(5)做好工程建设中施工沿线的宣传工作，让群众了解本工程建设的重要性，取得沿线群众的理解和支持。尊重当地民风民俗，为当地群众提供力所能及的帮助，与地方群众搞好关系，以使工程顺利进行。
(6)与被跨越物的管理单位联系，报送跨越施工方案，并办理跨越许可协议。
(7)保持与地方政府各有关部门的联系，配合招标方重点做好与地方土地、林业、环保、公安、交通、电力、气象、卫生防疫等部门的各项协调工作，为施工的正常开展创造良好的条件。
(8)共同与地方卫生防疫部门做好卫生防疫工作，确保施工人员免遭流行病等疾病的侵害。
抚州市城市防洪工程管理局：
我公司按工程所需采购的10KV城西排涝站电缆(ZR-YJV22-3*300mm2)分为4盘，共计2000米，已运至施工现场，望有关领导验收，为感!
特别说明：最终电缆合格以供电公司出具的电缆试验报告为准。
买方：卖方：湖南省湘乡市电力建设有限公司
2014年3月17日
10KV电缆T型头、电缆中间头制作安装技能鉴定培训班相关流程
一、 目的性：为了防止发生10KV环网柜(分接箱)电缆T型头、10KV电缆中间头由于施
工原因造成的设备故障，提高电缆头制作工艺水平，确保安装质量。
二、 考试时间：2012年11月13~19日(上午8:30-12:00，下午2:30-5:30)
备注：每年的考试时间是不定期的，大概两年举办一次培训。
三、关联人：各所属供电局基建部负责人
由公司工程部负责人决定的需参加培训人员。
四、关联地址：汕头供电局带电作业基地，汕头市龙湖区衡山路66号紫虹南街汕头供电局
五、具体流程：
1、由人力部接收来自澄海供电局基建部联系人所转发的广东电网文件《关于举办2012 年汕头供电局10KV电缆T型头、电缆中间头制作安装技能鉴定培训班的通知》。
2、人力部进行着手准备报名工作。
1)联系莲上工区工程部负责人确定参加培训人员名单。
2)填写参加培训人员申请登记表，需准备一寸照片2张，学历证明复印件，身份证复印件、岗位证书复印件‘即电工进网作业证书’。
3)填写完每位培训人员申请登记表后，对培训人员申请登记表进行扫描，再把登记表扫描件和电子档一起发送给澄海供电局计建部联系人。
4)根据澄海供电局计建部联系人要求再把培训人员申请登记表文本档拿到汕头供电局作业基地上交，并进行缴纳费用，每位培训员500元。
3、培训准备阶段
1、由人力部联系工程部负责人确定培训时间并由其安排人员根据所附文件《10KV冷缩电缆中间接头产品配套》、《10KV冷缩式电缆T型头产品配套》及《配套施工工具》准备好材料并准时参加考试。
4、考试成绩公布后续工作待续中……
5、等成绩出来后由人力部联系工程部负责人通知考试结果，并
5、归档保存相关文件，存档位置：“我的电脑—F盘—上级部门下发文件—供电局—‘2012
年度电缆头、中间头培训’文件夹”。文本档存放于文件柜‘供电局文件’
文件盒中。
10kV终端配电宜用环网柜、箱式变电站及电缆分支箱
内容摘要：文章着重介绍目前常采用的环网柜及环网接线方式和它们的优点及注意事项。对箱式变电站及电缆分支箱的应用也作了介绍。
关键词：环网接线环网柜与环网开关站;箱式变电站及电缆分支箱
Applicable Ring Network Cabinet, Cubicle-type Substation and
Cable Branch Box of 10kV Final Power Distribution
This paper focuses on the advantages and relating matters of ring network cabinet and connection mode that are commonly used. It also introduces the application of Cubicle-type Substation and cable branch box.大型厂矿多自设降压站，有高压配电室及中压配电室。配电变压器安装容量超过10000kVA的较大用户，大都由城市共用变电站以专用线路放射式供电，本身建有中压配电室，开关柜内装主要元件多为真空断路器。但对中小用户来说，10kV供电采用环网柜，是最常用的终端配电方式，而中小容量用户又占绝大多数，此种环网供电足以满足二级负荷的要求。对三级用电负荷采用电缆分接箱有其突出的优点，应大力提倡及推广使用。对分散用户，且用电容量不大时，或要10kV供电伸入负荷中心时，采用箱式变电站(或称组装式变电站，预装式变电站)供电更具合理性。 一.环网接线与环网开关柜 1.环网主接线
环网接线分单环接线，双环接线，至于三环、四环接线基本不用。使用最多的单环接线，它是由变电站或开关站同一母线段或不同母线段引出二回路电缆线路形成环路，环内负荷由这两回线路同时供电，一但其中一回路出现故障，另一回路可负担环内所有负荷的供电。每回电缆线路首段皆有断路器，每条回路可设纵差保护的导引电缆。为此被保护的线路两端开关柜内应配有相应的电流互感器。 如果两回供电线路取自不同的变电站或开关站，有的资料称此种接线为拉手式环网，笔者对此不予认同，不应叫环网接线了，而应称双电源中间有联络开关树干式供电了。单环网供电主接线典型接线看图1
图1. 单环典型主接线
此种接线供电可靠较高，完全能满足二级负荷的要求。例如：当A点发生故障，只要把A点两侧的4#、5#负荷开关断开，可继续完成供电。只要准确地确定故障点，恢复供电就非常容易了，对于环网典型主接线，有的认为两路出线只有接入同一变电站同一条母线，或接入同一变电站两断母线上，两段母线的联络开关始终处于闭合位置，否则不应称环网母线。笔者认为，不必在名称上过于追究了。 2.环网开关柜
所谓环网开关柜，真实的含义是用于环网接线的开关柜，它可以是断路器柜，也可以是负荷开关柜，或负荷开关加熔断器柜。环网柜不是个合理称呼，不过目前所说的环网柜指体积小的负荷开关柜，有点约定成俗的味道，如果对变压器馈电，即用负荷开关加熔断器柜。所用负荷开关有SF6负荷开关，也有真空负荷开关，至于产气式或压气式负荷开关柜，由于体积较大，在环网接线中应用较少。SF6气体是温室效应明显的气体，一旦泄露，污染环境，用它作绝缘及灭弧介质的封闭的负荷开关柜，尽管体积小但维护不便，发展前景不够乐观，可能逐步退出市场。真空负荷开关由于真空灭弧室制造非常成熟，截流非常小，不会造成操作过电压的危害，其封闭性也早已过关，不必耽心渗气现象发生，美中不足之处是体积比SF6负荷开关柜大，不过目前已有厂家解决真空负荷开关柜体积过大的问题，那就是采用固体绝缘方式，真空灭弧室浇铸于环氧树脂中，这样相间及相对地电气间隙大大缩小，从而使真空负荷开关柜的体积大为减小，其体积与SF6负荷开关柜不相上下，甚至更小。此种柜可做到少维护或免维护，操作、使用、安装也非常方便，具有广阔的发展远景。总之，环网柜名称不够确切，不够科学，有的厂家称紧凑型开关柜，也有的厂家称金属封闭箱式开关柜，或紧凑型箱式开关柜。 3：注意点
(1)接入环网系统内的开关站，不得用母线分段开关断开，如图2所示
图2 环网系统内开关站错误接线
在环网柜中，图2接线是错误的，用户不得用分段开关把环网断开。图2是双电源加母线联络接线。正宗的环网系统的开关站接线应为图3接法
图3 环网系统内的开关站正确接法
(2)环网进出线柜电源侧是否装接地开关、避雷器、带电显示器及电流互感器。
有些设计人员或用户对上述元件是否装设有很大盲目性及随意性，根据笔者实践经验，建议如下： 电源侧不宜装接地开关，误操作会造成事故，影响供电安全，况且负荷开关是三工位，有接地一档，多加接地开关带来联锁麻烦，增加柜子复杂性。如果环网线路全为电缆地下敷设。且又为金属铠装电缆，实无必要加装避雷器。如果负荷开关为真空开关，由于截流，造成操作过电压，但开段的是负荷电流，截流很小，操作过电压不大，可不装过电压保护装置。
带电显示器是要装设的，用来观察进线是否带电，尤其回路中无电压互感器及电压表时，更应装设。实际上装带电显示器投资很少，它的传感器本身就是支持绝缘子。
至于电流互感器是否装设问题，如果开关站设计带有微机终端测控装置一定要装电流互感器提供电流符号。环网主干线纵差保护，也离不开电流互感器。 (3)环网柜是否加装隔离开关，隔离开关安装位置如何?
环网负荷开关柜常见的有装隔离开关，不装隔离开关及装双隔离开关，接线如图4所示
图4 环网柜中隔离开关的装设
图4a中，不加隔离开关，多为SF6开关，本身具有隔离功能。图b中，负荷开关为真空式，不能作隔离用，要另加隔离开关。图c为双隔离，是为检修负荷开关提供方便。图d为单电源进线，检修断路器时保证人员安全。
4：负荷开关开断转移电流能力
所谓转移电流，指本来应由熔断器完成的切断任务转移给负荷开关了，当任一熔断器熔断后，熔断器中由火药或弹簧起动的撞击器使负荷开关操作机构脱扣，负荷开关三相联动切除故障电流。这样避免了因一相熔断器熔断造成二相供电的事情发生，一次图表示方法见图5
图5 具有开断转移电流负荷开关柜主接线
二.环网开关柜及环网开关站的优越性 1.采用环网柜优点 环网柜优越性如下：
(1) 投资节约，一台负荷开关加熔断器柜，平均造价一万多元，如果采用KYN-系列手车式真空断路器柜，造价几万元。如果开断能力要求50kA，真空手车式开关柜每台达十余万元，如果改用负荷开关加限流熔断器代之，同样开断预期短路电流50kA，也不过投资万余元则可。
(2) 采用负荷开关配限流熔断器向变压器馈电，对变压器的保护有的地方甚至优于断路器，主要因熔断器切除短路迅速且有限流作用，这使在同一回路内的其它元件受益匪浅，即不再考虑动、热稳定的要求了。
(3) 可对变压器进行全面保护
向变压器馈电的负荷开关熔断器柜，应采用全范围保护用限流熔断器，全范围保护熔断器是一种新型限流熔断器，它可以可靠开断引起熔体融化的电流至额定开断电流之间的任何故障电流，这样保护过流范围非常宽广。当然，为更好地保护变压器的过载，可加装电流互感器，通过保护装置动作负荷开关脱扣机构。负荷开关开断过负荷电流，稍大的故障电流由熔断器负责开断，这两种开断电流交汇点称交接电流，由于过载脱扣与熔断都有误差范围，造成交接电流也有一定范围。小于交接电流由过载脱扣动作负荷开关完成开断，大于交接电流时由熔断器负责切除，从而恢复变压器得到全面的过流保护。不过用熔断器保护变压器过载难度很大，因为全范围保护不是指对变压器过载全范围保护，而是指熔断器保护范围比较大而已，例如熔体电流为125A，开断50kA，不是指电流从125A至50kA范围内皆可保护，而是超过熔体额定电流一定倍数后才开始熔断，这样保护变压器的过载有一定难度。为此变压器过载要在低压侧进行，变压器低压出口总开关保护变压器过载，只要低压侧不过载，高压侧也不会过载。变压器若在高压侧进行过载保护，采用如上所说，由电流互感器、电流继电器、中间继电器，动作于高压侧负荷开关脱扣器，不能被全范围保护熔断器误导，使变压器得不到过载保护。 (4) 体积小，占地面积小
对于高层建筑来说，可以说寸土尺金，这样由环网柜组成的开关站，占地少，这无形带来更大的投资效益。
更难能可贵的是，把体积小的环网柜集中于一箱体内，组成环网开关站，可置于建筑物旁或干脆置于马路边，不占用户的建筑面积，给用户带来更大的效益，而且供电部门管理方便，发生事故不必进入用户建筑内，方便维护。
环网开关站可作为城市共用开关站，这给供电部门管理带来更大方便，也扩展了供电范围。 (5) 安装方便，便于扩展
一般环网开关柜安装非常方便，有的不必开挖基础沟，只要用膨胀帕栓固定高20#槽钢，环网柜固定于槽钢上即可。对于室外的环网开关站，为防积水侵入，采用架高400mm的基础墩，再在上面架设设备基础槽钢即可。
当用电设备增加，需要添加环网柜时，也非常方便，只要把增加柜子与原柜并列，水平母线连接即可。 (6)恢复供电时间短
由环网接线供电的个开关站(或用户变电站)设置智能测控模块，电源侧变电站主控室设环网监控子站。利用光缆或五类双绞线组网，实现网管智能化。值班人员可足不出户观察环网运行情况，完成故障判断，故障隔离，网络重构，及负荷调配。可很快把环网故障段隔离，系统快速恢复供电。当然，为达此目的，网内每个开关站除装智能测控模块外，主回路要装电流互感器来检测电流，负荷开关采用电动操作机构，操作电源可由电源侧电压互感器取得。
有人认为放射式供电可靠，这是一种惯性思维，放射供电电缆一但故障，排除要很长时间，倒不如环网供电采用故障隔离的办法恢复供电快。有鉴于此，环网供电满足二级负荷是没问题的。 三.应大力推广箱式变电站及电缆分支箱的采用
对于用户分散，用电负荷容量小的供电，以前多采用树干式架空线路加杆上变电所的供电方式。此种供电方式供电可靠性低，架空线受自然灾害影响大，容易遭雷击及单相接地事故。由于架空线路受出线走廊的限制，很难伸入负荷中心。另外，架空线路及杆上变电所，对城市的美观也大受影响。
如果改用环网接线加箱式变电站，既美观又可靠，且可直接伸入负荷中心，减少供电损耗。城市路灯供电及居民小区的供电，简直到了非他莫属的地步。箱式变结构分三部分，即高压部分、变压器部分及低压配电部分。高压部分多采用环网接线，为此要有三台环网柜组成，即两台负荷开关柜作进出线之用，一台负荷开关加熔断器柜做变压器的馈电之用，接线图如图6所示
图6 箱变高压侧主接线
用于箱式变电站高压侧为环网电缆供电，不但对城市美观不受影响，而且供电不受自然灾害的影响。在空间狭小的箱式变压器高压室内，装三台中压柜，非小型环网柜莫属了。
在供电要求不是很高的地方，应推广电缆分支箱的应用，它的功能可由一路电缆分成几路分支的放射式向各用户供电，这比环网开关站更节省，占地更少，可装于城市马路边上。目前应用非常普遍。
电缆分支箱的电缆接头采用专用插接式，可靠性非常高，节省空间且安装方便，这样把电缆的最大故障点——电缆头的故障基本消除，从而提高了供电的可靠性。另外，每台支线末端所接变压器因为也有保护，这样不存在分支电缆的过载问题。电缆分支箱根据用户要求可装总开关，以便分支箱的维护，并做分支线的总保护。电缆分支箱典型接线见图7所示。
图7 分支电缆箱典型接线
作者简介：
汤继东，曾任国电南自通华集团及现代重工(中国)电气有限公司总工程师，现任中国电工技术学会工业与建筑应用电气专业委员会秘书长。多年从事供配电设计，设计工程项目有电厂、高层建筑(深圳地王大厦及报业大厦)、民用及工业建筑的电气设计，也参与甲方项目管理及工程监理，在中外合资电气公司从事产品设计，事故处理及技术培训。
参与 《低压配电设计规范》GB50054-95的起草 著作有 1：《室内水电装修问答》(广东科技出版社) 2：《深圳地王大厦》(电气部分，中国建筑出版社)
3：《高层建筑电气工程》(中国电力出版社)
4：《低压配电常见问题分析》(中国电力出版社)
5：《电气设计及电气设备选型手册》(湖南科技出版社)的主审
6：《电气设计及电气成套技术》(中国电力出版社)待版
为提高供电可靠性，加强配网综合停电管理，江门地调再次强调，要严格执行《两票管理规定》和《江门综合停电管理规定》，规范调度工作流程，特别是10kV线路分支线的停电管理。现规定如下，请各供电所和调度班共同遵守：
1、 严格执行《两票管理规定》，凭票操作，凭票工作。按照江门正式发文的配网停电计划(非计划的停电申请及工作票一律不准走营配一体化系统)，各供电所运维人员到达停送电操作现场，必须向当值调度员汇报，得到调度员下达停送电调度指令或许可后，才能对线路进行停送电操作，操作完毕后向调度员汇报操作结束时间。
2、 加强图纸管理，及时更新调度图纸。
① 各供电所在图纸异动前，及时更换调度的签名、盖章版图纸;
② 各所应在每年7月和12月初向调度班提供一套完整的最新单线图;
③ 及时将电子版图纸上传到192.9.200.102上传文件区开平供电局配网接线图(即zdh上传文件区)。
3、 结合配网生产管理系统的应用，进一步规范综合停电管理。
1) 规范停电申请的书写，其中：
① “停电范围”：全停的要写清楚线路名称及开关编号，需要转供电的
还有填写转供电方式;部分停电的要写清楚线路的起止杆号或分支
线名称。如：“赤坎站10kV江北线#44塔后段负荷全停”;“水口站
10kV工业线712开关至#21塔全停，#21塔后段负荷转由10kV恒
美线供电”。
②
③ 实施转供电的线路，还要填写“转电减少的停电范围”。 最后必须核实“设备实际停电记录”列表的准确性。
2)“备注”栏：注明可靠性系统中停电用户的编码明细。如：“红花70710/药厂线全选”;“开平712线段除71210外全选”。其它需要说明的也填写在备注栏内。
开平调度分部 2010-07-23
