110kV～500kV电力电缆工程设计规范

110kV～500kV电力电缆工程设计 DL / T 5228 — 2005 ICS 27.140 P 59 备案号:J488—2006 中华人民共和国电力 行业 P DL / T5228—2005 水力发电厂交流110kV,500kV 电力电缆工程设计规范 第一章、 Code for design of AC 110kV,500kV power cable systems for hydro-power station 2005-11-28发布 2006-06-01实施 中华人民共和国国家发展和改革委员会 I DL / T 5228 — 2005 第二章、 目 次 前言 ??????????????????? ? 1 范围 ????????????????? 1 2 规范性引用文件 ???????????? 2 3 总则 ????????????????? 3 4 术语和定义 ?????????????? 4 5 使用条件 ??????????????? 6 6 电缆绝缘水平 ????????????? 9 7 电缆型式和导体截面选择 ???????? 11 8 电缆结构选择 ????????????? 12 9 电缆终端和中间接头 ?????????? 20 10 自容式充油电缆的供油装置 ??????? 24 11 电缆金属套接地方式与金属套绝缘的过电压保 护 ?????????????????????? 26 12 电缆敷设 ??????????????? 32 13 电缆的支架与夹具 ??????????? 35 14 电缆防火 ??????????????? 37 附录A(规范性附录) 电缆允许持续载流量的计算 方法 ????????????????????? 38 附录B(规范性附录) 按短路热稳定计算电缆截面 的方法 ???????????????????? 39 附录C(规范性附录) SF6 终端与GIS的接口设计及供货 范围划分 ??????? 40 参考文献 ????????????????? 42 条文 ????????????????? 43 II DL / T 5228 — 2005 第三章、 前 言 本标准是根据国家发展和改革委员会《关于印发2005年行业标准项目》(发改办工业,2005,739号)安排制定的。 本标准的制定是总结已有的110kV,500kV电力电缆工程的设计经验，更好地适应水利水电建设发展的需要和自身的特点。本标准的实施，使电力电缆工程的设计有章可循，规范设计工作，提高工程设计质量，有利于水力发电厂电缆工程的安全、可靠运行。 本标准附录A、附录B、附录C均为规范性附录。 本标准由中国电力企业联合会提出。 本标准起草单位:中国水电顾问集团水电水利规划设计总院、中国水电顾问集团华东勘测设计研究院、中国水电顾问集团成都勘测设计研究院、中国水电顾问集团中南勘测设计研究院。 本标准主要起草人:李定中、余国铨、吴嘉泰、杨瑞棠、李宁君。 本标准由中国水电规划设计标准化技术委员会归口并解释。 III DL / T 5228 — 2005 第四章、 1 范 围 本标准规定了水力发电厂电力电缆工程的设计要求。 本标准适用于新建的水力发电厂(以下简称水电厂)电压为110kV,500kV、频率为50Hz的电力电缆工程的选择与敷设设计。对于扩建或改建的电力电缆工程可参照执行。 4 DL / T 5228 — 2005 第五章、 2 规范性引用文件 下列文件中的条款，通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根椐本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 2952.1,2952.4—1989 电缆外护层 DL/T 401—2002 高压电缆选用导则 IEC 62067—2001 额定电压150kV(U=170kV)至500kV(U=550kV)挤包绝mm 缘电力电缆及其附件的试验方法及要求 5 DL / T 5228 — 2005 第六章、 3 总 则 交流110kV,500kV电力电缆工程设计必须认真贯彻执行国家的技术经济政策，并根据工程的电力系统、自然环境、枢纽布置、安装、敷设、运行、检修等要求，合理选定设计。做到安全可靠、技术先进、经济合理、施工与维护方便。 6 DL / T 5228 — 2005 第七章、 4 术 语 和 定 义 下列术语和定义适用于本标准。 4.0.1 电缆和其附件的电压值 voltages pertaining to the cable and its accessorties 表示电缆和其附件的电压值一般分为: 1 U——设计电缆及其附件每一导体与金属套(或导体屏蔽)之间的额定0 工频电压(有效值)。 2 U——设计电缆及其附件任何两导体之间的额定工频电压(有效值)。 3 U——设计电缆及其附件任何两导体之间的最高工频电压(有效值)。Umm是电缆所在电力系统在正常运行条件下的任何时间、任何点上持续的最高工频电压，它不包括因故障条件和突然甩负荷所造成的暂时电压变化。 4 U——设计电缆及其附件每一导体与金属套(或导体屏蔽)之间的雷电p 冲击耐受电压(峰值)。 4.0.2 电压标示 voltage designations 电缆和其附件的额定电压采用U、U和U来表征，为U/U(U)。 0m0m 例如:127/220(252)kV。 4.0.3 标称值 nominal volue 常在表格中采用的表示量的数值。 4.0.4 工作油压 working oil pressure 充油电缆及其附件正常运行时实际承受的油压值，单位MPa。 4.0.5 最大设计油压 maximum design oil pressure 充油电缆及其附件设计所需的最大油压值，未作规定时取最大设计油压等于最高工作油压，单位MPa。 4.0.6 暂态油压 transient oil pressure 充油电缆在热暂态过程中，油在电缆油道中流动而产生的压力差。 4.0.7 回流线 auxiliary ground wire 配置平行于高压单芯电缆线路，具有两端接地的绝缘导线(或电缆)，供电网单相短路电流经回流线流回电源，以降低电缆金属套上的感应过电压，保护外护套绝缘。 4.0.8 均压线 equipotential wire 配置平行于高压单芯电缆线路，敷设在地面上具有两端接地的裸导体。避免单相短路电流在地网接地电阻上产生的电压降加到电缆金属套上，以降低金属套上的感应过电压，保护外护套绝缘。 4.0.9 7 DL / T 5228 — 2005 挠性固定 slip fixing 使电缆随热胀冷缩可沿固定处轴向角度变化或稍有横移的固定方式。 4.0.10 刚性固定 rigid fixing 使电缆不随热胀冷缩发生位移的夹紧固定方式。 4.0.11 蛇形敷设 snaking 按定量参数要求使电缆轴向热应力减少或需保留预留量而使电缆呈波浪状的敷设方式。 8 DL / T 5228 — 2005 第八章、 5 使 用 条 件 工程设计选用电缆时，应考虑以下使用条件: 第1节、 5.1 运 行 条 件 5.1.1 系统标称电压与系统最高电压。见表5.1.1。 表5.1.1 系统标称电压和系统最高电压 kV 系统标称电压 110 220 330 500 系统最高电压 126 (245) 252 363 550 5.1.2 雷电冲击电压与操作冲击电压。由系统基本绝缘水平及绝缘配合的要求确定。 5.1.3 系统频率。50Hz。 5.1.4 系统中性点接地方式。110kV及以上系统的中性点接地方式均为有效接地(包括直接接地和经小阻抗接地)。 5.1.5 电缆终端的环境条件。如要求制造厂同时提供电缆终端，需提出如下资料: 1 电缆终端安装地点的海拔高度、地震烈度、风速、覆冰厚度。 2 户内或户外安装、水平或垂直安装。 3 大气污秽等级，按污秽水平从表5.1.5选取电缆终端外绝缘最小公称爬电比距。 4 电缆终端与其他电气设备的连接方式和布置(包括电气安全净距和绝缘介质)。 5 机械荷载要求。 表5.1.5 电缆终端外绝缘最小 公称爬电比距 mm/kV 污秽水平 最小公称爬电比距 ? 16 ? 20 ? 25 ? 31 注:电缆外绝缘的爬电比距计算时取系统最高电压。 5.1.6 最大工作电流。电缆最大工作电流应计及两种情况: 9 DL / T 5228 — 2005 1 持续运行。 2 事故紧急运行和过负荷运行。 短路电流。按工程所在电力系统的远景发展规划，计算在电缆首端5.1.7 相间及相对地短路时流过电缆的对称和不对称的短路电流。 5.1.8 额定短时耐受电流的持续时间。110kV电力电缆可取4s，220kV及以上电力电缆可取2s。单相接地短路电流的持续时间按不小于继电保护第一级后备保护动作时间确定。 第2节、 5.2 敷 设 条 件 5.2.1 一般资料，包括: 1 电缆线路长度、走向、地形、高差和断面图。 2 电缆回路数与排列方式(即水平、垂直或三角排列)及间距。 3 金属套接地方式。 4 电缆防火设施布置方式。 5 特殊敷设方式及个别路段的特殊要求(如有的话)。 5.2.2 地下敷设，应考虑以下条件: 1 安装条件(如直埋、排管中等)的详细资料，以确定金属套结构、铠装型式(若需要时)和外护套材料(如防腐、防小动物、防潮等)所需的敷设资料。 埋设深度(包括冻土层厚度)。 2 3 沿电缆线路的土壤种类(即沙土、黏土、人工土等)及其热阻系数，且说明上述资料是实测值还是假设值。 4 埋设深度处土壤的最高、最低和平均温度。 5 靠近其他热源或已运行电缆的详细资料。 6 电缆沟或排管的长度，若有工井，则包括工井之间的距离。 7 排管的数量、内径和构成材料。 8 排管之间距离。 5.2.3 空气中敷设，应考虑以下条件: 1 周围空气最高、最低和平均温度。对户外空气中敷设，最高平均温度取最热月平均最高气温;对户内或洞内空气中敷设，如无良好通风，按户内空气最高温度加5?;如有良好通风，按通风设计温度选取。 2 敷设方式(即直接敷设于墙上、支架上、隧道与沟道、水平悬吊等)。 3 通风装置的详细资料(对敷设在户内、隧道中的电缆)。 4 是否受日光直射。 5 特殊条件，如防火措施等。 10 DL / T 5228 — 2005 第九章、 6 电 缆 绝 缘 水 平 6.0.1 概述 电缆绝缘水平的确定，应以系统的特性和要求为依据，通常以U、U、U作0mp为主要指标来表示。 6.0.2 U的选择 0 U应按表6.0.2的规定选用。 0 6.0.3 U的选择 m U值应按等于或大于电缆所在系统的最高电压选择，见表6.0.2。 m 表6.0.2 电缆的额定电压和最高电压 kV 系统标称电压 电缆最高电压U 电缆额定电压U m0 110 126 64 220 252 127 330 363 190 500 550 300 6.0.4 U的选择 p U应根据线路的冲击绝缘水平、系统保护水平、架空线路和电缆线路的波阻p 抗、电缆长度及雷击点离终端的距离等因素通过计算后确定。也可参照表6.0.4规定选取。 电缆的绝缘水平宜比相连接的电器设备的绝缘水平提高一级。 表6.0.4-1 电缆及其附件的雷电冲击耐受电压 kV 电缆额定电压 64/110127/220190/330300/500 U/U(U) (126) (252) (363) (550) 0m 雷电冲击耐受1175 1550 电压 550 1050 1300 1675 U p 为了检验电缆系统在安装地点的绝缘配合，对190/330kV及以上超高压电缆，应考虑操作冲击绝缘水平。表6.0.4-2列出电缆及附件的操作冲击耐受电压，供选用。 表6.0.4-2 电缆及其附件的操作冲击耐受电压 kV 电缆额定电压U/U(U) 190/330(363) 300/500(550) 0m 操作冲击耐受电压 ′950 1175 Up 6.0.5 外护套绝缘水平选择 对于高压单芯电缆，当采用金属套一端互联接地或三相金属套交叉互联接地时，在不接地一端需装设保护器。作用在外护套上的过电压主要取决于保护器的 11 DL / T 5228 — 2005 残压。外护套绝缘水平应按表6.0.5选择，必要时可参照标准DL/T 401—2002附录A进行验算。 表6.0.5 电缆外护套绝缘耐受电压值 kV 电缆额定电压 额定短时工频耐受直流雷电冲击耐受电压 /() UUU电压 0m耐压 (峰值) (有效值) 64/110(126) 30 25 37.5 127/220(252) 30 25 47.5 190/330(363) 30 25 62.5 300/500(550) 30 25 72.5 12 DL / T 5228 — 2005 第十章、 7 电缆型式和导体截面选择 7.0.1 概述 110kV,500kV电力电缆分自容式充油电缆(以下简称充油电缆)和挤包绝缘电缆两大类，挤包绝缘电缆又有交联聚乙烯电缆(以下简称XLPE电缆)和低密度聚乙烯电缆(以下简称LDPE电缆)两种型式。本规范仅对上述三种型式的选择作出规定。 7.0.2 电缆型式选择 电缆型式应根据工程所在地区的环境及敷设条件、运行维护经验、防火及环保要求等，通过技术经济比较选用。地下工程、高落差场所等宜优先采用交联聚乙烯电缆。 7.0.3 导体截面选择 1 导体材质宜选用铜材。 2 导体截面应满足电缆最大工作电流的要求，并从标准截面系列中选取或向制造厂提出特殊订货。电缆载流量的校验可根据附录A所示的方法进行，热稳定计算按附录B所示的计算公式进行。 13 DL / T 5228 — 2005 第十一章、 8 电 缆 结 构 选 择 第1节、 8.1 充 油 电 缆 充油电缆由导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属套和外护套等构成。 8.1.1 导体 导体应是中心具有金属螺旋管作支撑的油道或由型线绞合构成的油道的中空圆形导体。油道的直径应不小于12mm。 2导体截面为1000mm及以上宜采用分割导体结构。 导体允许最高温度额定负荷时为85?，短路时为200?。 8.1.2 绝缘层 充油电缆绝缘材料为油浸渍纸，其绝缘层的厚度，应根据其工频耐受电压和雷电冲击耐受电压确定，宜不小于表8.1.2规定的数值。 表8.1.2 充油电缆最小绝缘厚度 系统标称电压 最小绝缘厚度 kV mm 110 10.5 220 19 330 25 500 30.5 注:如制造商有预鉴定试验报告和成功运行经验，也可采用较表中规定值略 小的厚度。 8.1.3 屏蔽层 电缆的屏蔽层包括导体屏蔽层和绝缘屏蔽层两种，多由半导体屏蔽纸带组成。 8.1.4 金属套 金属套宜采用铅合金套或皱纹铝套。 除了承受机械应力和用作电缆密封等功能外，金属套(包括加强层)还应有足够的截面积，以承受正常运行时由于接地所产生的环流和故障情况下流通短路电流而不产生损伤或破坏。 8.1.4.1 铅合金套 铅合金套适用于中、低油压的充油电缆。 铅合金套外宜有一径向加强层以提高其耐受内部油压的能力。对于落差大于30m的充油电缆，除了径向加强层外，还需有纵向加强层。 14 DL / T 5228 — 2005 铅合金套与加强层之间应采用金属编织布带作为衬垫，铅合金应涂敷一层防蚀涂料。 ,标称厚度的差铅合金套任一点的最小厚度应不小于标称厚度与0.1mm加5值，即: t?t,(0.1+0.05t) (8.1.4.1) minnn 式中: ——标称厚度，mm; tn ——最小厚度，mm。 tmin 8.1.4.2 皱纹铝套 皱纹铝套宜采用精炼铝为材料，纯度不应低于99.6,，适用油压2MPa及以下充油电缆。 采用皱纹铝套的电缆能承受较大内压力和外部拉力，一般不需设径向加强层和纵向加强层。 皱纹铝套任一点的最小厚度应不小于标称厚度与0.1mm标称厚度的差值，即: t?t,(0.1+0.15t) (8.1.4.2) minnn 式中: t——最小厚度，mm; min t——标称厚度，mm。 n 8.1.5 外护套 1 外护套采用绝缘型的聚氯乙烯或聚乙烯，其绝缘水平应符合表6.0.5的规定。 2 外护套任一点最小厚度应不小于标称厚度与0.2mm加20,标称厚度的差值，即: t?t,(0.2+0.2t) (8.1.5) minnn 式中: t——最小厚度，mm; min t——标称厚度，mm。 n 3 外护套除应符合GB/T 2952.1,2952.4—1989的规定外，其表面应涂以有均匀牢固的导电层。 4 外护套应能防止白蚁和霉菌的伤害，其预防添加剂不应是环境保护禁用的材料。 5 整根外护套上应印刷或压制下列标记:制造厂名称、额定电压、导体截面和材料、绝缘材料、制造年份，连续记米印刷。 第2节、 8.2 挤 包 绝 缘 电 缆 8.2.1 电缆结构 XLPE电缆由导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、缓冲层、金属屏蔽层和(或)金属套、外护套等构成。 LDPE电缆由导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属屏蔽层或金属套、外护套等构成。 在需要特殊防水的场合，电缆导体应有纵向阻水结构，金属套内应有纵向阻水层。 15 DL / T 5228 — 2005 8.2.2 导体 22导体截面为630mm及以下采用紧压绞合圆形导体;截面为1000mm及以上宜2采用分割导体结构。截面为800mm可任选其中一种结构型式。 导体表面应光洁、无油污、无损伤屏蔽及绝缘的毛刺、锐边以及凸起或断裂的单线。 导体允许最高温度见表8.2.2。 表8.2.2 挤包绝缘电缆导体允许最高温度 导体最高温度 ? 电 缆 型 式 正常运行 短路(最长持续时间5s) LDPE电缆 70 130 XLPE电缆 90 250 8.2.3 绝缘层 绝缘应为单一、均匀的超净化交联聚乙烯(XLPE)或低密度聚乙烯(LDPE)1 材料。XLPE绝缘应由干式交联工艺生产。电缆的导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层必须三层一次共挤成型。 2 绝缘层的厚度应根据工频耐压和雷电冲击耐压水平确定，宜不小于表8.2.3-1规定的数值。 3 绝缘厚度的确定还应考虑使电缆的工频电场强度与电缆终端和中间接头的电场强度相一致。 表8.2.3-1 挤包绝缘电缆最小绝缘厚度 U/U(U) 绝缘厚度 0m kV mm 64/110(126) 16 127/220(252) 24 190/330(363) 27 300/500(550) 30 注1:如制造商有预鉴定试验报告和成功运行经验，也可采用较上表规定值略小的厚 度。 注2:半导电导体屏蔽和绝缘屏蔽的厚度应不计入绝缘厚度。 4 绝缘层最薄点的厚度不少于标称厚度的90,，即: t?0.9t(8.2.3-1) minn 16 DL / T 5228 — 2005 此外，绝缘的偏心度应满足下式的要求: (t,t)/t?0.10 (8.2.3-2) maxminmax 式中: t——标称绝缘厚度 n 、——分别为绝缘层同一截面上测得的最小和最大厚度 ttminmax 5 影响绝缘材料质量主要是杂质、凸起、微孔的尺寸及水分的含量等。表8.2.3-2列出对绝缘材料缺陷质量控制限值。 表8.2.3-2 绝缘层及绝缘层界面的微孔、杂质与凸起的限值 额定电压 kV 项 目 64/110127/22190/33300/5 (126) 0(252) 0(363) 00(550) 1510尺寸dd,50ddd251 11 1 d?d?,,11,m 75 ,d?75 ,50 ,d?50 ,30 ,20 11130 20 微 孔 最多 个数 0 18 0 18 0 18 0 18 2个/10cm 50503025尺寸d d,ddd2222 ,d?d?d?d?,,,2222不,m 175 ,125 ,75 ,50 2绝175 125 75 50 缘 透 最多明 0 6 0 6 0 18 0 6 个数 杂2个/10cm 质 尺寸d3 d,250 d,160 d,100 d,80 3333半,m 最多透 个数 0 0 0 0 明 2个/10cm 半最大微孔尺寸 75 50 30 20 导 ,m 电屏 蔽层 最大突起 与绝 125 80 65 50 ,m 缘层 界面 8.2.4 导体屏蔽层和绝缘屏蔽层 2对XLPE电缆，当额定电压为110kV、截面为500mm以下时，导体屏蔽层为2挤包的半导电层;截面为500mm及以上或额定电压为220kV及以上时，导体屏蔽层应由半导电包带和挤包半导电层组成。绝缘屏蔽则为挤包半导电层。对LDPE电缆，绝缘屏蔽层和导体屏蔽层均为一层挤包半导电层。 8.2.5 缓冲层 XLPE电缆在绝缘屏蔽层外应有缓冲层，缓冲层由半导电弹性材料或具有纵向阻水功能的半导电阻水膨胀带绕包而成。 8.2.6 纵向阻水层 对电缆的金属套内间隙有纵向阻水要求时，绝缘屏蔽与电缆金属套间应有纵 17 DL / T 5228 — 2005 向阻水层。纵向阻水层由半导电阻水膨胀带绕包而成。如对电缆导体亦有纵向阻水要求时，导体绞合时应绞入阻水绳材料。 空气中敷设的电缆一般不需采用纵向阻水结构，土壤中敷设的电缆宜采用纵向阻水层，土壤中直埋并易受水淹的电缆应采用具有纵向阻水层与导体纵向阻水的结构。 8.2.7 金属屏蔽层和金属套 1 金属屏蔽层由疏绕铜(铝)丝或铜编织丝带构成。采用皱纹铝和复合套的电缆应有金属屏蔽层。 2 电缆的金属套应根据通过的短路电流大小、径向防水与承受机械拉力和压力的要求来选择。 3 金属套有铅套、皱纹铝套、铝(铜)塑复合套、不锈钢套和铜套。 1)铅套耐腐蚀性较强，主要用在腐蚀性较强的场所，例如酸性土壤中直 埋的电缆等。 2)皱纹铝套重量轻、强度高、安装性能好，能承受较大的拉力和压力， 各种敷设条件均适用。 3)铝(铜)塑复合套重量最轻，适合于高落差敷设的电缆，但不能承受 过大拉力和压力，防潮性能较差，选用时应慎重。 4)当电缆载流量特别大，为减少金属套的损耗可采用不锈钢套或铜套。 4 金属屏蔽层的截面应满足在单相接地故障或不同地点两相同时发生接地故障时短路容量的要求;金属套的截面应满足单相或三相短路故障时短路容量的要求。电缆订货时应要求制造厂提供相应计算书。 5 铅套任一点的最小厚度应不小于标称厚度与0.1mm加5,标称厚度的差值，即: t?t,(0.1+0.05t) (8.2.7-1) minnn 式中: t——最小厚度，mm; min t——标称厚度，mm。 n 6 皱纹铝套任一点的最小厚度应不小于标称厚度与0.1mm加15,标称厚度的差值，即: t?t,(0.1+0.15t) (8.2.7-2) minnn 式中: t——最小厚度，mm; min t——标称厚度，mm。 n 8.2.8 外护套 1 外护套应采用耐热性能良好的绝缘型聚氯乙烯或聚乙烯，其绝缘水平应符合表6.0.5的规定。一般敷设条件可选用聚氯乙烯外护套，对直埋、穿管、地下水位较高和低温下敷设的电缆，宜采用聚乙烯外护套。 2 外护套应具有一定的阻燃性能。其材料的氧指数不应低于28。 3 外护套除应符合GB/T 2952.1,2952.4—1989的规定外，表面应涂以均匀牢固的导电层。 4 外护套的最小厚度应不小于标称厚度与0.1mm加15,标称厚度的差值，即: t?t,(0.1+0.15t) (8.2.8) minnn 式中: 18 DL / T 5228 — 2005 t——最小厚度，mm; min t——标称厚度，mm。 n 敷设条件需要时，外护套应能防止白蚁、鼠啮和真菌的伤害，其预防添5 加剂不应是环境保护禁用的材料。 6 当敷设条件需要时，外护套也可由铠装层和挤压成型的聚氯乙烯或聚乙烯层构成。铠装层由非磁性钢带或钢丝构成并应符合GB/T 2952.1,2952.4—1989的要求。 7 整根电缆外护套上应印刷或压制下列标记:制造厂名称、额定电压、导体截面和材料、绝缘材料、制造年份，连续每米印刷。 19 DL / T 5228 — 2005 第十二章、 9 电缆终端和中间接头 第1节、 9.1 电 缆 终 端 9.1.1 电缆终端划分 电缆终端可分为SF终端、油浸终端和空气终端。挤包绝缘电缆与GIS相连6 应采用SF终端;挤包绝缘电缆与变压器相连宜采用SF终端，也可采用油浸终66 端;充油电缆与GIS相连应采用SF终端;充油电缆与变压器相连应采用油浸终6 端;电缆与架空导线连接应采用空气终端。 电缆终端的绝缘水平应等于或高于所连接电缆的绝缘水平。 9.1.2 SF终端 6 1 SF终端与GIS的接口设计及供货范围划分，宜符合附录C的规定。 6 2 SF终端的导体与GIS(变压器)导体的连接处应有一可拆卸短段，以利6 于电缆和GIS(变压器)分开进行各项试验。 3 SF终端外壳与GIS(变压器)外壳连接处应有一绝缘垫，绝缘垫两侧应6 并联金属套绝缘保护器，绝缘垫的绝缘水平应与电缆外护套的绝缘水平要求一致。 4 挤包绝缘电缆SF终端中存在绝缘填充剂时，绝缘填充剂应与应力锥材6 料相容，并对电缆绝缘介质无害;充油电缆SF终端应有防止SF气体和绝缘油66互相渗透的措施，电缆的油压应高于SF气压。当终端采用全密封结构时，SF66气压可高于电缆的油压。 5 SF终端存在绝缘填充介质(油或气体)时，应对其设置单独的监测装置。 6 9.1.3 油浸终端 1 油浸终端的导体与变压器导体的连接处应有一可拆卸短段，以利于电缆和变压器分开进行各项试验。 2 油浸终端外壳与变压器外壳连接处应有一绝缘垫，绝缘垫两侧应并联金属套绝缘保护器，绝缘垫的绝缘水平应与电缆外护套的绝缘水平要求一致。 3 挤包绝缘电缆油浸终端应有防止绝缘油和电缆绝缘介质接触的措施。 4 高落差充油电缆的终端，应能耐受最高工作油压，下终端宜采用双室式壳体、高强度瓷套或高油压塞止盒等结构。 9.1.4 空气终端 1 空气终端应有使终端底座与终端支架相互绝缘的底座绝缘子，底座绝缘子的绝缘水平与电缆外护套的绝缘水平要求一致。 2 空气终端的外绝缘最小公称爬电比距应满足安装地点环境条件(如污秽、盐雾、海拔高度等)的要求。 3 空气终端应能承受连接导线的拉力。 4 330kV及以上空气终端应有防晕罩或屏蔽环。 5 应符合工程设计地震烈度要求。 9.1.5 电缆终端的布置要求 1 支撑电缆终端的支架，应能方便电缆穿入和电缆终端及其附件的吊装。 2 工作电流大于1500A时，钢结构支架不宜围绕电缆构成闭合磁路，或以 20 DL / T 5228 — 2005 非磁性材料隔断。 3 底座绝缘子的设计，应能使不吊起终端就能更换绝缘子。 金属套接地连接箱宜布置在支架上，金属套绝缘保护器应布置在接地连4 接箱内或支架上人不能触及的位置，布置应使同轴电缆连接最短。同轴电缆截面应满足热稳定要求，绝缘水平与外护套的绝缘水平相同。 5 布置于户内时，应按试验要求在一侧留有足够的试验场地。 第2节、 9.2 电 缆 中 间 接 头 9.2.1 电缆中间接头的型式 对挤包绝缘电缆，电缆中间接头可分为直通接头和绝缘接头;对充油电缆，电缆中间接头可分为直通接头、绝缘接头和油塞止接头。 当电缆金属套需要直接连接时，采用直通接头;当电缆金属套不能连接(如金属套交叉互联)时，采用绝缘接头;当充油电缆需要将两根电缆的供油系统分隔成各自独立的系统时，采用油塞止接头。 电缆中间接头应满足如下要求: 1 电缆中间接头的绝缘水平应等于或高于所连接电缆的绝缘水平。 电缆中间接头的导体应连接良好，导体之间宜采用压接相连。 2 3 电缆中间接头应有密封性能良好的外罩，外罩应能耐受一定的机械外力。 油塞止接头应有良好的分隔油路的措施。 4 9.2.2 电缆中间接头的绝缘性能 1 电缆中间接头绝缘应可靠，可分为缠包带式、现场浇注式和预制式，宜优先采用预制式中间接头。 2 电缆中间接头外壳应对地绝缘，外壳绝缘保护罩的绝缘水平与电缆外护套的绝缘水平一致。 3 绝缘接头在外屏蔽层断开处的绝缘水平不得低于连接电缆外护套绝缘水平的2倍，外壳绝缘保护罩的绝缘水平与电缆外护套的绝缘水平相一致。 9.2.3 电缆中间接头的布置要求 1 支撑电缆中间接头的支架，应不妨碍电缆中间接头制作完成后能方便地吊装就位。 2 金属套接地连接箱宜布置在支架上，金属套绝缘保护器应布置在接地连接箱内或支架上人不能触及的位置，布置应使同轴电缆连接最短。同轴电缆应满足热稳定要求，其绝缘水平与外护套绝缘水平相同。 3 如无运输、敷设条件的限制或特殊要求，不宜设置中间接头。 21 DL / T 5228 — 2005 第十三章、 10 自容式充油电缆的供油 装置 10.0.1 供油装置油压 自容式充油电缆必须接有供油装置。供油装置的选择应使电缆工作的油压变化符合下列规定: 1 电缆线路最高部位油压，在环境最低温度、空载时，不得小于电缆允许最低工作油压0.02MPa。 2 电缆线路最低部位油压，在环境最高温度、满载时，不得大于电缆允许最高工作油压(按加强层结构有0.3MPa和0.6MPa两类)。 3 电缆线路最高部位油压，在环境最高温度、从满载突然切除负载时，不得小于电缆允许最低工作油压0.02MPa。 4 电缆线路的暂态油压，在环境最高温度、负载突增至满载时，不宜大于允许最高暂态油压。 10.0.2 供油装置的供油量 供油装置的选择，应使可能供油量大于电缆及其附件需要供油量，并应符合下列规定: 1 供油装置可采用压力油箱，其供油量宜按环境最高温度满载、环境最低温度空载等电缆可能有的工况下油压最大变化范围的条件确定。 2 电缆需要供油量，应计及负荷电流和环境温度变化所引起电缆线路本体及其附件的油量变化的总和。 3 供油装置的供油量，宜有50,的裕度。 4 根据电缆需要供油量，校验压力油箱的供油特性，核实能否满足电缆对油压和油量变化的需求。 5 电缆线路如在上、下终端之间出现驼峰时，应计算出其对油压和供油量的影响。 10.0.3 供油装置的配置 1 宜按相分别配置。每相供油装置由压力油箱、真空阀门、真空压力表(带电接点报警)及铜质输油连接管道等组成。 2 一端供油方式当电缆线路两端有高差时，压力油箱宜配置在电缆线路较高一端。 3 线路较长当一端供油不能满足容许暂态油压要求时，可在电缆线路两端或油路分段的两端配置。 4 每相配置多台压力油箱时，应并联连接。 5 当每相只需设置一台压力油箱时，宜另设一台压力油箱作备用。 6 供油装置及其布置，应使管路较短、部件数量较少。供油管宜用紫铜管，管径宜不小于12mm，并应经一段不低于电缆外护套绝缘强度的耐油性能好的绝缘管再与终端或油塞止接头相连。 7 有可能发生不均匀沉降或位移的场所，压力油箱与终端应布置在同一整体基础上。 22 DL / T 5228 — 2005 8 户外压力油箱宜有遮阳棚。环境温度低于压力油箱允许最低工作温度的地区应采取加热或防冻措施。 电缆终端与压力油箱连接的真空阀门、真空压力表分别安装在阀门箱和9 真空压力表箱内，其安装位置要便于操作与观测。 10.0.4 供油装置的监测 供油装置应按相设置有油压过低、过高越限报警功能的监测装置，油压事故信号应可靠接到中央控制室(或值班室)。 23 DL / T 5228 — 2005 第十四章、 11 电缆金属套接地方式与 金属套绝缘的过电压保护 第1节、 11.1 金属套接地方式的选择 金属套接地有一端直接接地、两端直接接地、交叉互联接地三种方式。 11.1.1 一端直接接地:电缆线路不长，且金属套上任一点的正常感应电压不超过11.6.2规定时，应采用一端直接接地方式，见图11.1.1。 图11.1.1 一端直接接地 1—终端;2—中间接头 11.1.2 两端直接接地:只有当传输容量很小或利用率很低的电缆线路，若一端直接接地不能满足11.6.2的规定，才可采用两端直接接地，见图11.1.2。 11.1.3 交叉互联接地:电缆线路较长，采用一端直接接地的感应电压超过11.6.2规定时，应采用交叉互联接地方式，见图11.1.3。 图11.1.2 两端直接接地 1—终端 图11.1.3 交叉互联接地 24 DL / T 5228 — 2005 1—终端;2—绝缘保护器; 3—均压线或回流线 第2节、 11.2 金属套采用一端直接接地 单芯电力电缆金属套采用一端直接接地方式时，另一端则应通过金属套绝缘保护器接地。电缆金属套的接地点原则上可选择在电缆的任一端。当电缆两端所连接的电气设备不同，接地点可按如下的规定选择: 11.2.1 电缆一端连接变压器，另一端连接架空线路，金属套的接地点宜设在电缆与架空线连接的一端，并三相互联接地。 11.2.2 电缆一端连接GIS，另一端连接架空线路，金属套的接地点应设在电缆与架空线连接的一端，并三相互联接地。 11.2.3 电缆一端连接GIS，另一端连接变压器，金属套的接地点宜设在电缆与GIS连接的一端，并三相互联接地。 第3节、 11.3 金属套采用交叉互联接地 采用交叉互联接地方式时，电缆线路全长应分成三等分段或三等分段的倍数，把相邻两段的金属套进行交叉互联，在电缆两端金属套三相互联接地，电缆金属套分隔采用绝缘接头。分段的长度，应使金属套上任一点的正常感应电压不超过11.6.2规定。 第4节、 11.4 均 压 线 11.4.1 为降低110kV与220kV电缆线路外护套绝缘和保护器所承受的工频过电压，宜敷设均压线。 11.4.2 均压线应满足下列条件: 1 均压线应采用裸导线，如铝线或铝排，使电缆附近的地面电位抬高并分布均匀，以降低外护套绝缘所承受的工频过电压。 2 为使均压线充分发挥作用，均压线的泄漏电阻宜大于自身阻抗的30倍。可将均压线敷设在干混凝土地面上就能满足要求。 3 均压线在三相电缆之间按“三七开”布置并两端接地，能有效地降低外护套工频过电压。均压线的布置见图11.4.2。 如果电缆线路较短，经计算均压线布置在电缆外侧线中间，不换位也可满足要求时，可不按“三七开”布置。 25 DL / T 5228 — 2005 图11.4.2 均压线(或回流线)布置和绝缘保护器接线 1—终端;2—绝缘保护器;3—均压线或回流线;4—金属套绝缘接头 第5节、 11.5 回 流 线 11.5.1 为降低220kV及以上电缆外护套绝缘所承受的工频过电压，抑制对邻近弱电线路和设备的电磁干扰，宜沿电缆线路装设平行的回流线。 11.5.2 回流线应采用绝缘电缆，在三相电缆之间也按“三七开”布置并两端接地。参见图11.4.2。 回流线宜采用铜芯电缆，其绝缘等级宜采用10kV电压级或与电缆金属套绝缘相匹配。 第6节、 11.6 金属套感应电压 11.6.1 计算电缆金属套的工频过电压时，应考虑“三七开”布置的均压线或回流线。在任何条件下金属套工频过电压应低于外护套绝缘工频耐受电压，安全系数可取1.2。 11.6.2 正常运行时电缆金属套上感应电压，在不接地端处不应大于50V;超过50V时，应采取安全措施。 11.6.3 电缆金属套交叉互联并两端直接接地，计算金属套感应电压时，只需计算一个分段。 11.6.4 雷电冲击波进入电缆时，不论是否有均压线或回流线，金属套不接地端都会出现很高的雷电冲击过电压，必须装设金属套绝缘保护器。 11.6.5 金属套绝缘承受的雷电冲击过电压值，等于绝缘保护器的残压、绝缘保护器连接电缆的冲击电感的压降及绝缘保护器接地电阻的压降三者之和，可按下式计算: 1,, UUIRRL,，， (11.6.5) FbmcL,,2,, 式中: U——金属套绝缘承受的雷电冲击过电压，kV; F U——绝缘保护器的残压，kV; b R——绝缘保护器与地网连接的冲击接地电阻，一般取2,; c R——绝缘保护器连接线冲击电感的等值电阻，对110,220kVL 电缆可取0.337,/m，330kV电缆可取0.62 ,/m，500kV电缆可取 0.818 ,/m; L ——绝缘保护器连接线的长度，可取2.5m; I——通过绝缘保护器的最大雷电流幅值，kA。 m 第7节、 11.7 电缆金属套绝缘保护器选择 11.7.1 选择原则如下: 1 当最大雷电冲击电流通过时，绝缘保护器应能通过最大雷电流20次而不 26 DL / T 5228 — 2005 损坏。 2 绝缘保护器在最大工频过电压作用下应能耐受5s而不损坏。 绝缘保护器通过最大雷电流时，外护套绝缘承受的雷电冲击过电压应低3 于外护套绝缘允许的雷电冲击耐受电压值，其安全系数取1.2。 11.7.2 绝缘保护器通流容量的确定: 绝缘保护器接在电缆线路与架空线路的连接端处，通过绝缘保护器的雷电流最大，应按此情况确定绝缘保护器的通流容量， 见表11.7.2。 表11.7.2 电缆金属套绝缘保护器的通流容量 系统标称电压 通流容量 kV kA 110 5.0 220 10.0 330 15.0 500 20.0 注:雷电冲击电流波形为8/20,s。 11.7.3 绝缘保护器应选用氧化锌保护器，并配有动作记录器。 11.7.4 绝缘保护器的连接方式如下: 1 电缆金属套一端接地，另一端三相绝缘保护器按Y连接，见图11.1.3。 0 2 电缆金属套交叉互联接地，三相绝缘保护器按Y连接，见图11.4.2。 11.7.5 电缆金属套与绝缘保护器连接的要求如下: 1 连接导线应尽量短，宜采用同轴电缆。 2 连接导线截面应满足热稳定要求。 3 连接导线的绝缘水平与电缆外护套绝缘水平相同。 27 DL / T 5228 — 2005 第十五章、 12 电 缆 敷 设 第1节、 12.1 一 般 规 定 12.1.1 电缆路径选择应符合下列规定: 1 应能避免电缆遭受各种损害，包括机械外力、振动、水浸泡、腐蚀等。 2 路径要短，且便于敷设与维护。 3 弯道要少，采用充油电缆时，应注意路径高程变化，避免出现驼峰。 4 避开易燃、易爆与将要挖掘施工的地段。 12.1.2 电缆在其全部路径的上下左右改变部位，都应满足电缆允许弯曲半径的要求。除特殊要求外，允许弯曲半径可按电缆外径的20倍计。 12.1.3 易燃气体或易燃液体管道、供热管道等不应与电缆在同一构筑物中敷设。 12.1.4 厂区内电缆根据工程条件宜敷设于隧道、竖井或斜井内，条件受限制时也可敷设于电缆沟内，但不宜采用直埋敷设。 12.1.5 电缆与厂区道路或铁路交叉时，应敷设于保护管中或隧道内。保护管的内径不宜小于电缆外径的1.5倍;长度应在道路或铁路宽度的两端各伸出2m。保护管管顶距道路路面或铁路路基不得小于1m。 12.1.6 当需穿管通过楼板或隔墙时，宜采用PVC管。 第2节、 12.2 敷设于电缆构筑物中 12.2.1 敷设在同一隧道、斜井或竖井内的电缆回路数不宜超过4回。 12.2.2 电缆隧道、斜井的净高应不小于2000mm。通道净宽:电缆两侧布置时应不小于1000mm;单侧布置时应不小于900mm。通道侧边宜设置防护围栏，高度不小于800mm，并便于维护检修时进出。 12.2.3 电缆竖井中应有容纳供人上下的活动空间，高差超过5m时，宜设楼梯，且每隔3m左右有楼梯平台;高差超过20m且电缆回路数在2回及以上时，可设电梯。 12.2.4 电缆隧道或斜井应采取防渗漏水和外部进水及排水的设施。隧道底部沿纵向宜设泄水边沟。 12.2.5 电缆斜井的倾斜角不宜超过35?。 12.2.6 在隧道或斜井内，电缆可敷设在地面沟道中，也可沿全长采用电缆支架、吊架或挂钩等支持。 在地面沟道内敷设时，电缆不用支持和固定直接敷设在沟槽里或用支架和夹具敷设在沟槽里，电缆相间距离不小于2D(D为电缆外径)。充油电缆其上可敷50mm,100mm沙层盖住电缆。 采用电缆支架、吊架或挂钩等敷设时，支架与吊架的间距:水平敷设宜为1500mm;垂直敷设为3000mm。水平敷设时最上层电缆支架距建筑物顶板或梁底的净距不宜小于500mm，支架层间垂直距离不小于400mm;最下层支架距地坪不 28 DL / T 5228 — 2005 小于150mm。 12.2.7 电缆在构筑物中的敷设方式: 直线敷设。电缆采用刚性固定时，电缆架(夹具)的间距一般为500mm,1 700mm。 2 蛇形敷设。电缆采用挠性固定时，蛇形敷设参数的选择，应使电缆因温度变化所产生的轴向热应力无损电缆绝缘，不致因长期运行使金属套产生应变疲劳断裂。蛇形节距和初始蛇形幅值由制造厂根据工程条件计算确定。 3 水平悬吊式敷设。当电缆重量小于20kg/m时，可用尼龙带具(或其他非磁性合成材料的带具)将三相电缆捆绑在一起，用金属吊具将电缆悬吊在构筑物的墙壁上。每侧墙壁上用悬臂钢梁悬吊敷设2,3回电缆，按上、中、下排列，悬臂梁间的上下净距为500mm,600mm。沿电缆轴向悬吊点的间距为2500mm,3000mm，两悬吊点中间装一个捆绑电缆的尼龙带具。悬吊点间电缆中点的挠度取50mm,100mm(或按制造厂的要求)。在电缆两端按制造厂的要求用固定支架和固定夹具固定电缆。 第3节、 12.3 电 缆 的 固 定 12.3.1 电缆在构筑物明敷时，应设适当固定部位，并符合下列规定: 水平直线敷设，应在电缆线路首末两端设置不少于1处的刚性固定。 1 2 在终端、接头或转弯处紧邻部位的电缆上，应有不少于2处的刚性固定。 3 在竖井或斜井敷设的高位侧，宜有不少于3处的刚性固定。 4 蛇形敷设的每一节距部位，应采取挠性固定。蛇形转换成直线敷设的过渡部位，宜采取刚性固定。 12.3.2 采用皱纹金属套的电缆，在竖井敷设安装及运行时，应要求制造厂采取防止电缆芯与金属套发生相对位移的措施。 29 DL / T 5228 — 2005 第十六章、 13 电缆的支架与夹具 第1节、 13.1 电 缆 支 架 13.1.1 电缆支架的机械强度应满足电缆及其固定件和安装时的荷重(如纵向拉力、电缆传输装置和人体重量等)。支架表面应光滑无毛刺，并符合防火规定。构成环形支架时，应采用非磁性材料隔断。 13.1.2 刚性固定的电缆线路，电缆支架都固定在构筑物上，不产生位移。 13.1.3 挠性固定的电缆线路，电缆支架固定在构筑物上，不产生位移。为使电缆热胀冷缩时，在电缆挠性固定的半波幅处，能沿垂直于电缆轴线方向上往返位移;在半波节点处的两侧电缆能有偏角的正负方向的位移。因此在电缆支架上安装的电缆夹具，应满足这些要求。 13.1.4 悬吊式敷设的电缆线路，它的吊具和悬臂支架梁可用钢材加工，但需做防锈处理。其机械强度应满足13.1.1的要求。 第2节、 13.2 电 缆 夹 具 13.2.1 固定电缆的夹具，应用非磁性材料如铝合金、塑料等制作，并满足该回路短路电流作用下的机械强度，表面应光洁，安装要简便。 13.2.2 电缆夹具与电缆间应加氯丁橡胶或其他合成材料做的垫层，垫层厚度宜为5mm。 13.2.3 挠性固定的电缆，其电缆夹具是具有弹性的，由制造厂提供图纸或供货。 13.2.4 刚性固定的电缆，其电缆夹具是紧固的夹具，由制造厂提供图纸或供货，安装时按制造厂要求的力矩扳手紧固。 13.2.5 悬吊敷设的电缆，捆绑电缆用的尼龙带具，其机械强度应满足电缆悬吊的荷重。 30 DL / T 5228 — 2005 第十七章、 14 电 缆 防 火 电缆防火的设计应符合现行的水利水电工程设计防火规范的要求。 31 DL / T 5228 — 2005 附 录 A (规范性附录) 电缆允许持续载流量的计算方法 高压电缆允许持续载流量可用下式计算: 12，，()[0.5()],,,,，，，WTTTTC0d1234 (A.1) I,,,RTRTRTT，，，，，，(1)(1)(),,,，，1121234 式中: ,、,——电缆持续运行时的最高允许温度和环境温度，?; C0 R ——每米电缆在持续运行时最高允许温度下的交流电 阻，,/m; W——每米绝缘层的介质损耗，W/m; d T——每米电缆的绝缘层的热阻，k?m/W; 1 T——每米衬垫层(在金属套和铠装层之间)的热阻，2 k?m/W; T——每米电缆外护套的热阻，k?m/W; 3 T——每米电缆的外部热阻，k?m/W; 4 ,——电缆金属套的损耗系数; 1 ,——电缆铠装层的损耗系数。 2 电缆载流量计算比较繁杂，式中各参数的选取和计算可参见IEC 60287《电 缆持续载流量计算》。一般工程设计可直接从制造厂提供的载流量表选取。 32 DL / T 5228 — 2005 附 录 B (规范性附录) 按短路热稳定计算电缆截面的方法 按短路热稳定计算电缆截面可按下式计算: Qd (B.1) S,C 根据计算结果选用接近于计算截面的电缆。 1(20)，,,tJQdC,ln (B.2) kt1(20)，,,,,20g 上两式中: 2 S ——电缆短路热稳定计算截面，mm; 2Q——短路电流的热效应，A?S; d Q ——电缆导体单位体积的热容量，铝芯导体取0.59，铜芯导3体取0.81，cal/cm??; J ——热功当量系数，取4.2，J/cal; , ——电缆导体在20?时的电阻温度系数，铝芯取0.00403， 铜芯取0.00393，1/?; k ——20?时的导体交流电阻与直流电阻之比; 4,,——电缆导体在20?的电阻系数，铝芯取0.031×10，铜20 42,芯取0.0184×10，,?cm/cm; t——电缆芯线导体在短路时的最高允许温度，?; d t——额定负荷时最高允许温度，?。 g 33 DL / T 5228 — 2005 附 录 C (规范性附录) SF终端与GIS的接口设计及供货范围划分 6 表C.1 SF终端与GIS的接口设计及供货范围划分 6 供 货 商 项名 称 目 电 缆 GIS 1 主回路端子 * 2 联接接口 * 3 联接接口 * 4 绝缘套管 * 5 终端外壳 * 6 法兰盘 * 7 密 封 * 8 螺栓、垫圈、螺母 * 9 绝缘套管底座 *(如果有) 1密封垫 *(如果有) 0 1法兰盘 *(如果有) 1 1密 封 * 2 1终端应力锥 * 3 1电缆尾管 * 4 1气 体 * 5 1绝缘介质 * 34 DL / T 5228 — 2005 6 代表由该供货商供货，见图C.1。 * 35 DL / T 5228 — 2005 36 DL / T 5228 — 2005 参 考 文 献 ,1,GB/T 11017.1—2002 额定电压110kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件 第1部分:试验方法和要求 ,2,GB/T 11017.2—2002 额定电压110kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件 第2部分:额定电压110kV 交联聚乙烯绝缘电力电缆 ,3,GB/T 11017.3—2002 额定电压110kV 交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件 第3部分:额定电压110kV 交联聚乙烯绝缘电力电缆附件 ,4,GB/T 12666.1—1990 电线电缆燃烧试验方法 第一部分:总则 ,5,GB/T 12666.3—1990 电线电缆燃烧试验方法 第三部分:单根电线电缆水平燃烧试验方法 ,6,GB/T 12666.4—1990 电线电缆燃烧试验方法 第四部分:单根电线电缆倾斜燃烧试验方法 ,7,GB 9326.1—1988 交流330kV及以下油纸绝缘自容式充油电缆及附件 一般规定 ,8,GB 12666—1990 电线电缆燃烧试验方法 ,9,GB 50217—1994 发电厂、变电所电缆选择与敷设设计规程 ,10,DL/T 401—2002 高压电缆选用导则 ,11,DL 453—1991 高压充油电缆施工工艺规程 ,12,DL 508—1993 交流(110,330)kV自容式充油电缆及其附件订货技术规范 ,13,DL 509—1993 交流110kV交联聚乙烯绝缘电缆及其附件订货技术规范 ,14,SDJ 278—1990 水利水电工程设计防火规范 ,15,IEC 60287 电缆持续载流量计算 16,IEC 62067—2001 额定电压150kV(,U=170kV)至500kV(U=550kV)mm挤包绝缘电力电缆及其附件的试验方法及要求 水力发电厂交流110kV,500kV 电力电缆工程设计规范 37 DL / T 5228 — 2005 条 文 说 明 38 DL / T 5228 — 2005 第十八章、 目 录 1 范围?????????????????? 45 3 总则?????????????????? 46 4 术语与定义??????????????? 47 5 使用条件???????????????? 50 6 电缆绝缘水平?????????????? 52 7 电缆型式和导体截面选择????????? 54 8 电缆结构选择?????????????? 55 9 电缆终端和中间接头??????????? 61 10 自容式充分油电缆的供油系统 ?????? 64 11 电缆金属套接地方式与金属套绝缘的过电压保护 67 12 电缆敷设 ??????????????? 73 13 电缆的支架与夹具 ??????????? 75 39 DL / T 5228 — 2005 第十九章、 1 范 围 由于水力发电厂(以下简称水电厂)采用高压电缆(110kV,500kV)出线方式日益增多，有必要专门针对110kV,500kV电压等级电缆工程设计作出规定，特制订本规范。规范适用范围，由于更低电压等级，GB 50217—1994已基本覆盖，故本规范只限于新建水电厂110kV,500kV电缆工程。 40 DL / T 5228 — 2005 第二十章、 3 总 则 阐明制订本规范的目的，强调设计要贯彻国家方针政策，提高设计质量和经济效益。 41 DL / T 5228 — 2005 第二十一章、 4 术 语 与 定 义 4.0.1 电缆和其附件的电压值 电缆和其附件的电压值通常是指在设计电缆及其附件时采用的电压值，也即U、U、U和U。 0mp U是设计电缆及其附件时每一导体与金属护套(或导体屏蔽)之间的额定工0 频电压(有效值)，各有关规范规定基本相同。 但U则有不同，IEC 60183—1984规定U是设计电缆及其附件时每一导体与pp 金属套(或导体屏蔽)之间的雷电冲击耐受电压(峰值)。 DL/T 401—2002规定U分为U与U。可能是按GB 311.1选取超高压电器pp1p2 设备的绝缘水平时，要考虑操作冲击和雷电冲击作用电压。U即是IEC 183规p1 定的U，而U则是指设计电缆及其附件时采用的每一导体与金属护套(或导体pp2 屏蔽)之间的操作冲击耐受电压(峰值)。 究竟我们设计导则是引用IEC 60183还是引用DL/T 401—2002的规定呢,编写组根据设计院这些年与国外知名电缆制造厂商的技术交流得知，电缆及其附件的设计只取决于额定工频电压和雷电冲击耐受电压。在此介绍日本电缆制造厂的设计经验。电缆设计时计算电缆绝缘厚度就只有两个条件，即: 1. 按工频额定电压计算绝缘厚度: UKKK/3max123t, acEac 式中: t——工频电压要求的绝缘厚度; ac U——系统最高工作电压; max K——劣化系数; 1 K——温度系数; 2 K——安全系数; 3 E——设计选用的工作电场强度。 ac 2. 按雷电冲击耐受电压计算绝缘厚度: ,,,BILKKK123 t,impEimp 式中: t——雷电冲击耐受电压要求的绝缘厚度; imp BIL ——额定雷电冲击耐受电压; K,——电缆在冲击电场下的劣化系数; 1 K,——温度系数; 2 K,——安全系数; 3 E——设计选用的雷电冲击电场强度。 imp 电缆绝缘厚度设计的计算条件，在很多文献均可查到，如参考文献,1,、,2,、,3,、,4,所介绍。这些文献都没提到电缆绝缘需按操作冲击耐受电压来设计，所以我们认为既然U是定义电缆设计时的冲击耐受电压，而电缆设计又只考虑p 雷电冲击耐受电压，不按操作冲击耐受电压来设计，所以U就不必分为U与U，pp1p2 42 DL / T 5228 — 2005 也即引用IEC 60183《高压电缆选用导则》的定义是符合电缆绝缘设计的现实。 再从IEC 62067—2001的电缆试验安排也可说明。该标准只规定U?300kVm型式试验应进行操作冲击耐压试验，而预鉴定试验、抽样试验等均不进行操作冲击耐压试验。预鉴定试验是一种新设计电缆在供货前必须进行的试验，只有通过预鉴定试验，制造厂才有供货资格。U?300kV电缆预鉴定试验不包括操作冲击m 耐受试验，说明电缆设计与操作冲击耐压无关，所以不进行操作冲击耐压而通过该试验之后，电缆即可供货。 至于IEC 62067—2001电缆型式试验规定U?300kV应进行操作冲击耐压试m 验，只是为验证电缆的操作冲击特性和绝缘配合的要求，验证电缆绝缘设计如满足雷电冲击耐受电压就能满足IEC 60071《电缆及其附件的冲击电压试验》“绝缘配合”规定的操作冲击耐受电压的要求，而电缆预鉴定试验、抽样试验等均无需进行操作冲击耐压，而只作雷电冲击耐压试验，就是这个道理。 所以本规范 不再分和。 UUUpp1p2 4.0.2 参照IEC 60183—1984的2.1编写。 4.0.3、4.0.4、4.0.5 参照GB 9326.1—1988中2.7、2.5与2.6编写。 4.0.7、4.0.9、4.0.10、4.0.11 参照GB 50217—1994中2.0.7、2.0.15、2.0.16与2.0.17编写。 4.0.6、4.0.8 新添术语。 43 DL / T 5228 — 2005 第二十二章、 5 使 用 条 件 第1节、 5.1 运 行 条 件 5.1.1 表5.1.1中220kV根据国家新电压等级标准列出两个系统最高电压。 5.1.5 参照IEC 60183—1984的3.1并根据国内几个水电工程国际招标经验，加以制定。 5.1.6 参照IEC 60183—1984的3.1编写。由于水电厂高压电缆出线不存在周期运行方式，故不考虑此工况。 5.1.7 明确规定短路电流必须按照电缆工程所在的电力系统远景发展规划进行计算。同时规定短路点按偏严重情况均选在电缆回路首端计算。 5.1.8 110kV及以上电力电缆均为单芯，本身发生相间短路机率极少，但考虑到其连接的其他电器仍可能发生短路，流过相应短路电流，同时考虑到短路持续时间的长短对电缆造价影响不很大，以及每一回路各电气设备的校验时间应尽可能一致，所以按断路器标准的持续时间制订。 但是单相接地短路电流持续时间对金属套(或金属屏蔽)截面选择影响极大，故宜根据继电保护配置确定持续时间。一般按继电保护第一级动作时间考虑，如110kV,220kV为1s，500kV为0.5s;但不宜超过1s。 国外也大致如此。例如日本东京电力公司为蛇尾川抽水蓄能电站500kV XLPE ，2s;单相接地短路电流63kA，0.4s。电缆制订的技术规范即为短路电流63kA 法国EDF标准规定400kV单相接地短路电流为63kA，0.5s。根据ALCATEL计算，2630mm铜导体即可承受短路电流63kA，2s。 第2节、 5.2 敷 设 条 件 参照IEC 60183—1984的3.2制定。由于110kV及以上电缆不可能全线采用管线敷设，故删去这方面的内容。 44 DL / T 5228 — 2005 第3节、 6 电 缆 绝 缘 水 平 都采用IEC标准规定的数值。但6.0.2 编制规范时，110kV,330kV电缆的U0 是500kV电缆考虑到原IEC标准规定500kV设备最高电压仅为525kV,参见1999年修订并发布的IEC 62067，20A/407CD草案稿《额定电压150kV(=170kV)至Um500kV(U=525kV)挤包绝缘电力电缆及其附件的试验标准》,，而我国最高运行m 电压规定为550kV。考虑到U是电缆主绝缘试验电压基准值，为了能更好地考验0 电缆主绝缘，广州抽水蓄能电站一期充油电缆的U就取300kV，比IEC标准规定0 值290kV高。以后天荒坪抽水蓄能电站由于考虑到主变压器的主抽头额定电压根据系统要求，定得较低，仅为515kV，所以电缆的U定为298kV。二滩水电站也0 考虑我国最高运行电压550kV的特点，将U定为300kV。世界上几个主要电缆制0 造厂也均接受这一规定。从此，水电站招标的500kV电缆其均取300kV。基于U0 这个原因，规范编制时就规定500kV电缆的U=300kV。 0 现在IEC 62067—2001正式出版，500kV电缆的最高电压U也已从525kV改m 为550kV，但其仍定为290kV。我们考虑到提高为300kV，所有电缆制造厂UU00 已都认可;而且按U=300kV引进的500kV电缆又出现一些事故，为了可靠起见，0 00kV电缆的定为300kV。 所以仍将5U0 6.0.4 规定电缆的绝缘水平比所连接设备高一级，是考虑作为电能输出主回路的电缆万一绝缘故障损坏，修复较困难，造成的停电损失远大于提高一级电压引起的电缆造价增加。因为高一级，所以U选取GB 311.1—1997规定的高值，p 而将低值删去，如110kV电缆U =450kV、220kV电缆U =850kV、500kV电缆U ppp=1425kV均不列入。 6.0.5 雷电冲击耐受电压参照IEC 60230《电缆及附件的冲击电压试验》标准制订;工频耐受电压则委托武汉水利电力大学进行试验。试验结果直流电压可耐受30kV，交流电压可耐受25kV，而不会闪络或击穿，试验结论如下: (1)目前国内外厂家生产高压XLPE电缆，护套绝缘材料大多采用PE聚乙烯，通过这次交直流电压试验表明其绝缘水平是较高的，直流电压可以耐受30kV，交流电压可以耐受25kV而不会发生闪络或击穿。 (2)IEC 60229《具有特殊保护作用的挤包电缆外护套的试验》规定护套标称厚度每毫米施加直流电压8kV、历时1min而不击穿，最高试验电压为25kV(直流)。以110kV和220kV电缆为例，一般护套绝缘厚度为5mm，因此规定工频耐受电压为25kV裕度仍较大。 45 DL / T 5228 — 2005 第二十三章、 7 电缆型式和导体截面 选择 7.0.2 鉴于充油电缆有火灾危险，敷设高差也有限制，法国EDF标准已规定在400kV不再使用充油电缆，低密度聚乙烯电缆迈年已不发展，应该说交联聚乙烯绝缘电缆将是发展方向，所以本规范对上述两种情况推荐采用交联聚乙烯绝缘电缆，其他情况根据技术经济比较确定。 7.0.3 导体截面选择 1 SDJ 26—1989《发电厂、变电所电缆选择与敷设设计规程》2.1.1的规定35kV以上电缆应用铜芯。国外制造商认为铜芯、铝芯各有优缺点，小截面2(1000mm以下)、高落差可用铝芯。但考虑到国内没有运行经验，所以只将该规定改为宜用铜材。 2 鉴于110kV及以上电缆载流量计算比较复杂，需要制造厂根据其结构和材料确定多个系数后方能进行。近年来各工程招标，均要求制造厂提交计算书，由设计单位复核。为了使用方便，将有关计算方法作为附录，供参考。 46 DL / T 5228 — 2005 第二十四章、 8 电 缆 结 构 选 择 第1节、 8.1 充 油 电 缆 8.1.1 参照GB 9326.2—1988 的6.1.1条制定。为了减少集肤效应和邻近效应对导体电阻的影响，对大截面线芯，规定宜采用分裂导体结构。 导体允许最高温度则按IEC 62067—2001表1规定制定。 8.1.2 绝缘厚度除500kV电压级系参照广州抽水蓄能电站一期、二期的厚度给出外，其他电压级的厚度根据GB 9326.2—1988中6.3.1的规定。由于绝缘厚度与电缆的截面和绝缘材料等关系密切，随着制造水平的提高，厚度会逐渐减薄。因此，只要制造厂有足够的经验，能提供充足的文件，包括预鉴定试验报告和成功运行业绩，最小绝缘厚度可以适当减小。总之绝缘厚度是关键指标，要慎重决策。 8.1.4 金属套GB 9326.2—1988只有铝套，但国外不少是采用皱纹铝套，故加以补充。加强层的配置可参考GB 9326.2—1988的6.5.3的规定。高差大于30m应有径向和纵向加强层则参考GB 50217—1994中3.5.2。 皱纹套的要求参见GB 11017—1989中9.4.1.2和9.4.1.5。 第2节、 8.2 挤 包 绝 缘 电 缆 8.2.2 为了减少集肤效应，大截面导体宜采用分割导体结构。 8.2.3 绝缘层 (1)调查表明，超高压挤包绝缘电缆的击穿事故中有74,是绝缘内部的杂质引起的，有26,是屏蔽层的凸起引起。为保证金属屏蔽层平滑，电缆的导体屏蔽层、绝缘和绝缘屏蔽层应一次共挤成型。根据有关资料，在这一工艺采用之前，电缆的工频、冲击平均击穿场强分别为20kV/mm和50kV/mm，在采用后分别提高到25kV/mm和60kV/mm，而现在已提高到40kV/mm和80kV/mm。 XLPE电缆绝缘的成型工艺有湿法交联(使用水蒸气作介质)、干法交联(氮气、硅油、长承模和幅照等)。事实表明，干法交联生产的绝缘在杂质、微孔和水分含量上都比湿法交联生产的绝缘好，适合高压和超高压挤包绝缘电缆。 (2)与充油电缆比较，高压和超高压挤包绝缘电缆在世界上投运的时间不长，运行经验不多。目前，还没有形成一部国际公认的高压和超高压挤包绝缘电缆设计标准。因此，无论是电缆的设计理论，还是绝缘厚度、最大电场强度等电缆重要参数的取值，各电缆生产厂家很不一致。例如，日本用平均电场强度设计绝缘厚度，法国用最大电场强度设计绝缘厚度，而美国直接规定绝缘厚度。各国采用的绝缘厚度和最大电场强度见表1和表2。 表1 各国采用的挤包绝缘电缆绝缘厚度 110kV 220kV 国材27400k500k 47 DL / T 5228 — 2005 名 料 5kV V V 日XLP27, 23 27 本 E 35 瑞XLP14.5,20.5,29, 士 E 14.8 22.5 30 瑞XLP15,18 25 典 E 法XLP15,18 22 32 国 E 法LDP27,16,18 22,23 32 国 E 30 德XLP18 24 27 31 国 E 德LDP18 国 E 中XLP16,19 24,27 国 E 表2 各国采用的挤包绝缘电缆最大工作电场强度 国材110kV 220kV 275kV 400kV 500kV 名 料 日X7.5,8.1,13.8 本 LPE 9.0 10.1 ,15.5 瑞X6.1,9.2,12.5 士 LPE 6.4 9.3 ,13.5 瑞X5.3,7.3, 典 LPE 6.5 8.6 法X5.1,9.9, 16 国 LPE 6.2 10 8,10 15.9 法L5.1,12.8 48 DL / T 5228 — 2005 国 DPE 6.2 ,13.3 德X5.0,8.7 10.2 12.3 国 LPE 6.7 德L5.1, 国 DPE 7.4 中X5.1,7.06 国 LPE 5.86 ,8.5 最 7.4 9.3 10.1 13.5 16 大值 从表1和表2可看出，各国采用的最小绝缘厚度和最大电场强度差异较大。这些差异，使用户在电缆订货和编写电缆技术条件时很难操作，不便基于同一的技术规格进行评标，对电缆及其附件的配套和标准化也很不利。为解决上述问题，本标准表8.2.3-1中规定了各电压级电缆的最小绝缘厚度，在规定时考虑了以下因数: 1)规定绝缘厚度时没有选取表1中最低值，一方面是由于挤包绝缘 电缆的运行经验不多，应留有一定的余度，另一方面要照顾国内的生产水 平。 2)220kV及以下电缆的绝缘厚度随导体截面的变小而增大，一般情况 下，最小绝缘厚度在导体截面最大时起控制作用，最大电场强度在导体截 面最小时起控制作用;表8.2.3-1中的最小绝缘厚度的取值与我国有关电 缆标准一致。 3)由于运行经验不够，330kV及以上电缆的绝缘厚度目前不随导体截 面大小变化，最小绝缘厚度也是所有规格导体电缆的绝缘厚度，表8.2.3-1 中的最小绝缘厚度系根据迄今已投运的有关工程电缆实例整理出。 4)随着绝缘材料质量和电缆生产工艺水平的提高，电缆的最大电场 强度、工频和冲击平均击穿电场强度均有所提高，绝缘厚度趋于减薄。例 如日本1988年投运的500kV电缆绝缘厚度分别为32mm和35mm，但近期研 制的500kV电缆绝缘厚度仅25mm。由于绝缘厚度与电缆的截面和绝缘材料 等关系密切，因此，只要制造厂有足够的经验，能提供充足的文件，包括 预鉴定试验报告和成功运行业绩，最小绝缘厚度可以适当减小。 (3)绝缘厚度确定后，电缆的最大工频电场强度和最小工频电场强度也就确定了，而电缆附件的最大工频电场强度和最小工频电场强度应与电缆的一致。电缆的绝缘越薄，电缆附件的工频电场强度越高，对电缆附件的要求越高，使电缆附件难以选择或价格太高。所以电缆的绝缘厚度选择还应考虑电缆附件的情况。 (4)绝缘层的尺寸误差要求与国标GB 11017—2002和有关行业标准是一致的，比IEC标准更严格。 (5)电缆的绝缘材料质量直接关系到电缆性能的好坏。虽然各类电气试验能检验成品电缆的电气性能，但在目前挤包绝缘电缆运行经验不足的情况下，对绝缘材料质量主要指标应予重视，绝缘材料质量主要指标包括杂质、突起、微孔的 49 DL / T 5228 — 2005 尺寸的含量。表8.2.3-2列出了绝缘材料缺陷控制限值，其中，110kV和220kV与GB11017第11.4.2.3和CSBTS/TC 213—01《额定电压220kV交联聚乙烯电力 kV和500kV是根据国内几个水电工程投标资料电缆》第4.2的规定相一致。330 和国际上主要电缆生产厂家发表的有关文献整理而成的。 8.2.4 导体屏蔽层和绝缘屏蔽层 本条要求与国标GB 11017—2002和有关行业标准一致。 8.2.5 缓冲层 XLPE电缆在额定工作温度(90?)时，绝缘受热膨胀，厚度比在常温(20?)时增大1mm,2mm，因此XLPE电缆应有缓冲层进行补偿，不致发生绝缘变形而损坏电缆。 8.2.6 纵向阻水层 对于易受水淹的直埋电缆应选择具有纵向阻水结构的电缆，使从损坏部分浸入的水分不能沿电缆蔓延而破坏整根电缆。本条不适用于水下敷设的电缆。 8.2.7 金属屏蔽层和金属套 3 当电缆采用皱纹铝套时，因铝套与绝缘屏蔽层或缓冲层有约1mm,2mm的间隙，电接触不好，易产生电晕放电，因此在绝缘屏蔽层外应有铜编织丝带构成的金属屏蔽层，其作用是增加电接触;对复合型金属套，因其短路电流通过能力不够，应有疏绕铜(铝)丝构成的金属屏蔽层，作用是增加短路电流通过能力，金属屏蔽层和复合型金属套的总截面积应满足通过额定短路电流的需要。 一般工程中铅套和铝套使用较多，而复合套、不锈钢套和铜套使用较少。复合套在超高压电缆上使用时间不长，使用时应慎重。 4 金属屏蔽层和金属套通过短路电流的能力参照DL/T 401—2002规定编制。 5 金属套尺寸误差要求与有关行标、国标GB 11017—2002、IEC 60840《额定电压30kV(U=36kV),150kV(U=170kV)挤包绝缘电力电缆试验》和IEC 62067mm —2001一致。 8.2.8 外护套 1 聚乙烯耐低温、耐磨和阻水能力强于聚氯乙烯。因此，对直埋、穿管，地下水位较高和低温下敷设的电缆，宜采用聚乙烯外护套。 2 如不作特殊要求，电缆外护套应具有一定的阻燃性。成品电缆应能通过GB 12666.2—1990规定的不延燃试验。根据电缆的敷设条件和重要程度，可选用防火性能更好的外护套。 3 涂以导电层是为了方便电缆的电气试验。 4 外护套的误差要求与GB 2952.1,2952.4—1989、IEC 60840和IEC 62067—2001标准一致。 6 高落差敷设充油电缆，一般均有铠装层，但高落差敷设的挤包绝缘电缆，多数没有铠装层，这是因为电缆本体较轻并采用蛇形布置，使电缆的受力大大减小。只有在电缆易受机械损伤的情况下，电缆才应有铠装层。 50 DL / T 5228 — 2005 第二十五章、 9 电缆终端和中间接头 第1节、 9.1 电 缆 终 端 9.1.1 电缆终端划分 目前使用的电缆终端，根据内绝缘结构，可分为环氧树脂增强式、电容锥式和电容饼式。电容锥式电缆终端承受切向电场较好，适用于变压器上的象鼻式终端。根据连接功能，电缆终端可分为GIS终端、油浸终端和空气终端。GIS终端与油浸终端的区别在于油浸终端使用绝缘油作主绝缘介质。挤包绝缘电缆与变压器相连宜采用SF终端，因GIS管道可将变压器和电缆隔开，形成适当的防火分6 隔，有利于防止故障时相互影响。 考虑到电缆终端相对电缆故障率更高，价格更贵，其绝缘水平应等于或高于所连接电缆的绝缘水平。 9.1.2 SF终端 6 1 目前国际上通用的电缆GIS终端与GIS的接口设计及供货范围划分是按IEC 859执行，附录C的划分是按IEC 60859规定制订的。 2 由于高压和超高压挤包绝缘电缆的各项现场试验，特别是工频试验电压和历时与GIS(变压器)的不同，一般需要分别进行。所以电缆SF终端的导体6与GIS (变压器)导体的连接处应有一可拆卸短段，并在外壳上设有手孔，以便现场分离。 3 绝缘垫的主要作用是防止电缆金属套通过GIS(变压器)外壳接地，从而破坏了电缆金属套的接地系统，并防止GIS(变压器)外壳上的感应电流或短路电流进入电缆金属套，造成电缆发热损坏。金属套绝缘保护器的作用是防止绝缘垫两边的电位差过高而造成绝缘垫击穿。 4 为避免绝缘油对XLPE和LDPE的损害，引起绝缘劣化，所以规定终端绝缘填充剂应采用像硅油等对挤包绝缘和应力锥无害的材料;GIS气体如渗入绝缘油中，引起油中的含气量增加，绝缘油性能劣化，所以应防止相互渗透。 5 SF终端存在绝缘填充介质(绝缘油或气体)时，为保证GIS终端绝缘运6 行可靠并不受相连其他设备故障的影响，GIS终端应设置单独的SF气体监测装6置。 9.1.3 油浸终端 1 同9.1.1的2。 2 同9.1.1的3。 3 同9.1.1.的4。 4 高落差油浸电缆的下终端，由于静油压很高，宜采用高强度瓷套或双室式壳体，或采用高油压塞止盒以隔断高油压。双室式壳体在外瓷套内有一个环氧玻璃钢的内室，内室能承受静油压，瓷套和内室之间的空腔(即外室)里的油与电缆芯里的油是隔开的，以保安全。 9.1.4 空气终端 底座绝缘子使终端底座与终端支架相互绝缘，防止电缆的金属套发生多点接地。 51 DL / T 5228 — 2005 9.1.5 电缆终端的布置要求 本条主要防止电缆电流较大时造成钢结构支架损耗太大，发热严重。根据实 于闭合磁通引起的钢构架发热温升达33k。所测，当电缆工作电流1500A时，由 以规定工作电流大于1500A时，钢构架不宜构成闭合磁路，以减少损耗，避免发热。 第2节、 9.2 电 缆 中 间 接 头 9.2.1 电缆中间接头的型式 考虑到电缆中间接头相对电缆本体故障率更高，价格更贵，其绝缘水平应等于或高于所连接电缆的绝缘水平。 9.2.2 电缆中间接头的绝缘性能 1 预制式电缆中间接头具有现场工作量少、人为因素影响小、成功率高和可靠性高的特点，宜优先采用。 电缆中间接头外壳应对地绝缘，以防止电缆的金属护套发生多点接地。 2 3 当电缆金属套交叉互联接地，绝缘接头两侧的感应电压可能达到护套对地感应电压的两倍。因此绝缘接头在绝缘屏蔽层断开处的绝缘水平不得低于所联电缆护套绝缘水平的2倍。 52 DL / T 5228 — 2005 第二十六章、 10 自容式充分油电缆的 供油系统 10.0.1 供油系统油压 充油电缆供油系统一般采用压力供油系统，目前国内外500kV及以下的充油电缆油压都采用0.4MPa，属于低油压供油系统，其工作油压为0.05MPa,0.3MPa。此油压范围能满足充油电缆电气性能的要求，又能较好地适应电缆的机械强度，电缆结构合理，运行安全可靠。 1 电缆线路最高部位，在任何情况下，其油压不得低于0.02MPa，这是电缆电气绝缘要求必须满足的最低工作油压。 2 电缆线路最低部位的油压，在任何情况下，其油压不得大于电缆允许最高工作油压，这是由电缆机械强度所确定的。 4 充油电缆的暂态压力，充油电缆在热稳状态下各点温度是恒定的，电缆内油不会流动，各点静压力由其相对高差确定。但在热暂态过程中各点温度随时间变化，电缆会吸收或放出油量，油在电缆油道中流动而产生压力差，这压力差称暂态压力。当电缆从空载增到额定负载时，在电缆温度上升过程，油从电缆回到压力油箱，于是离油箱愈远暂态压力愈高。反之，当电缆卸去额定负载时，在电缆温度下降过程，油从压力油箱向电缆供油，离压力油箱愈远，暂态压力降愈大，离压力油箱最远端暂态压力最大。暂态压力,P按下式计算: 121, ,,,，PabL102 式中: ,P ——暂态压力，MPa; L ——离压力油箱最远处的电缆长度，m; 3 a ——电缆的需油率，cm/s?cm; 6 b ——电缆油道的阻力系数，g?s/cm。 “+”号为有负载电缆释放油出来，“,”号为无载电缆吸收油进去。a与b值的计算较复杂，它们与电缆材料特性、尺寸和时间有关，一般可作近似的计算。 ,4,，,1.5105taW,，1010 (t取500s) e 0.259,,4,， b10 4r0 式中: W——单位长度电缆损耗，W/cm; e , ——油的动黏度，cP; r——油道的半径，cm。 0 油的动黏度较大，油的流速很慢，属于层流，流量小b值变化不大，因而暂态油压一般小于0.1MPa，最大不宜超过厂家允许值。对于长电缆线路，可按电缆线路稳态需油量和允许暂态油压计算确定电缆的分段长度和分段数以及压力油箱的数量和设置地点。 电缆允许最高工作油压，在电缆运行处于稳态情况下，其最高工作油压为电 53 DL / T 5228 — 2005 缆最大高差的稳态油压和压力油箱油压之和。其值应小于电缆允许最高工作油压。 电缆运行在负载突变的情况下，此时电缆最高工作油压为电缆最大高差的稳态油压、电缆的暂态油压和压力油箱压力之和。其值宜小于电缆允许最高工作油压。 10.0.2 供油系统的供油量 电缆本体及其附件的供油量可按下述方法计算。 (1)电缆本体的最大供油量，取电缆中油的最高平均温度为73?，计算电缆油道中油体积的膨胀量和电缆绝缘层中油体积的膨胀量。后者可取绝缘层体积的50,作近似的计算。 (2)户外终端的最大供油量，取终端最高平均油温为60?，计算终端油体积膨胀量。 3)SF终端的最大供油量，取终端最高平均油温为70?，计算终端油体积(6 膨胀量。中间接头的最大供油量可参照此计算。 (4)压力油箱的最大供油量，取油箱中最高油平均温度为55?，计算油箱油体积膨胀量。 (5)备用油量取电缆本体及其附件等的最大供油量的1.5倍。这是考虑电缆线路可能发生渗漏油的故障，在修复应急处理时，电缆要消耗的部分油量。 供油系统最大供油量为电缆本体及其附件的供油量和备用油量的总和。 10.0.3 供油系统的配置 2 电缆长度在1000m以下，两端高差在200m以下，采用在高端侧一端供油方式。 6 供油系统的连接管道用铜管，管的内径不小于12mm。目前国内110kV,2500kV充油电缆其油道直径为12mm。法国500kV、200m落差、1600mm的充油电缆其油道为24mm。供油管道内径，国内采用12mm，法国采用14mm，因此供油管道内径等于或大于12mm是适宜的。 GB 50217—1994第4.2的规定油管直径不小于电缆油道直径，对较大截面并不合适，广蓄一期就采用法国做法，尚未发现问题。 供油管道与电缆终端尾管相连接处，其间连接有一段约100mm的绝缘且耐油性能好的绝缘管，它使电缆金属护套与供油系统实现电气隔离，保证供油系统的安全。 54 DL / T 5228 — 2005 第二十七章、 11 电缆金属套接地方式 与 金属套绝缘的过电压保护 第1节、 11.1 金属套接地方式的选择 金属套接地方式有三种，但最普遍采用的是电缆金属套一端直接接地，另一端通过金属套绝缘保护器接地的方式。当雷击架空线路、雷电冲击波进入电缆时，在金属套不接地端会出现530kV,1250kV的雷电冲击过电压，因此，绝缘保护器是保护护套绝缘免遭雷击损坏所必需的。金属套一端接地，还可避免两端接地时在金属套上流过数值为电缆线芯电流70,,95,的环流，防止了金属套的功率损耗和发热，因而不会降低电缆载流量。 第2节、 11.2 金属套采用一端直接接地 电缆金属套的接地点，原则上可选择在电缆的任一端，但考虑到电缆两端连接的电气设备不同，接地点可有不同的选择。这主要是避免有环流通过电缆金属护套造成功率损耗和发热，影响电缆的载流量。例如:电缆一端连接GIS，另一端连接架空线时，为避免GIS外壳的环流通过电缆的金属套形成回路，接地点宜设在电缆与GIS连接的一端，并三相互联接地。绝缘保护器接在电缆与架空线连接的一端。当GIS的接地网不会使GIS外壳与电缆金属套构成回路时，接地点可设在电缆与架空线连接的一端，保护器接在电缆与GIS连接的一端。 第3节、 11.3 金属套采用交叉互联接地 电缆三相金属套交叉互联接地，如图11.1.3所示。电缆线路全长分成三等分段或三等分段的倍数，把三相相邻两段的金属套进行交叉互联。这样，在任何情况下，三相电缆金属套两端的电压都相等。正常运行时，电缆金属套两端间感应电压为零(即三段电缆金属套的电压是对称并串联，故其向量和为零)。当电缆通过单相短路电流时，三段电缆金属套的工频过电压也是相等的，其值与分段长度的长度和短路电流值有关。因此，每一分段的长度，要使金属套的感应电压满足11.6.2的规定。所以，在计算感应电压时，只须计算一个分段即可(见11.6.3)。 第4节、 11.4 均 压 线 由于单相短路电流I流经地网接地电阻R所形成的电压降很大，有时会大于10kV。高压电缆虽然在电站内，但它与地网间的联接薄弱，电缆金属套所承受的 55 DL / T 5228 — 2005 工频过电压仍受IR的影响(此时，护套绝缘承受的工频过电压等于金属护套的感应电压E再加上地网的电压降IR，即,E=E+IR，其过电压值很高)。因此，在00 的电缆隧道里增设均压线。均压线采用裸导线，如铝线或铝排。它隔离地网IR影响，又使电缆隧道地面电位升高和均匀。这时，电缆金属套绝缘所承受的感应电压为金属套与均压线间电压差。因而使护套绝缘所承受的工频过电压大为降低(即电缆线芯的短路电流在金属套上的感应电压E和在均压线上的感应电压E，0 两者的电压差为,E=E,E，即为护套绝缘所承受的工频过电压)。 0 均压线有一端接地和两端接地的方式。一端接地方式，均压线没有短路电流通过，均压线没有电压降，护套绝缘承受的工频过电压较低，即,E=E,E。但工0程上很难做到一端接地。工程上通常是两端接地。这时，均压线上就有短路电流通过，有电压降，则护套绝缘承受的工频过电压要高些，即,=,(,)(EEEIrI000 为均压线的电阻)。 为通过均压线的电流，r 均压线的自然泄漏电阻也对护套承受的工频过电压有一定的影响，但只要均压线的自然泄漏电阻大于均压线自身电阻30倍，自然泄漏电阻的影响可以忽略不计。一般均压线敷设在电缆沟、道的干混凝土地面上，即能满足此要求。 第5节、 11.5 回 流 线 回流线是单相短路电流流回电源(如变压器的中心点)的通路。因此，回流线应采用绝缘电缆。由于通过它的电流方向与电缆线芯的短路电流的方向相反，形成较强的去磁作用，电缆周围的磁场被削弱，降低了电缆金属套上的感应电压，即工频过电压。外护套绝缘所承受的工频过电压也降低了，保护了护套绝缘。但是，被削弱的磁场对回流线也有较高的感应电压，工程实践表明，回流电缆宜采用10kV的电压等级或更高一级的电压等级。由此，在电缆金属套与保护器联接的地方应采取安全措施。 第6节、 11.6 金属套感应电压 11.6.1 均压线或回流电缆在三相电缆之间按“三七开”布置并两端接地，如图11.4.2所示，它能有效地降低各相电缆金属套上的工频过电压。因为，均压线或回流电缆与三相电缆之间的几何均距相接近。在正常运行时，三相电缆对均压线或回流电缆的感应电压接近于零，对长电缆在每一个三等分段中其感应电压也接近于零，所以，在均压线或回流电缆两端接地时，没有电流和功率损耗。 电缆护套绝缘承受的工频过电压，应低于护套绝缘允许的工频耐受电压值，其安全系数可取1.2。这是根据1999年在武汉水利电力大学进行“高压单芯电缆护套绝缘试验研究”的结果而推荐的。试验采用110kV、220kV XLPE电缆和500kV充油电缆作试品，进行了直流耐压、工频交流耐压和雷电冲击耐压试验。试验结果如下: (1)110kV XLPE电缆PE护套绝缘，绝缘厚度为5mm，试品长度为1.5m。绝缘电阻为10000M,;直流耐压30kV/min，未闪络，125kV击穿;交流耐压25kV/min，未闪络，80kV击穿;雷电冲击37.5kV 1.2/50,s正负极性各10次，未闪络，击穿电压。见表3。 56 DL / T 5228 — 2005 表3 电缆护套绝缘泄漏试验结果 V(kV) 10 15 20 25 30 I(,A) 0 1 2 5 10 (2)220kV XLPE电缆PE护套绝缘，绝缘厚度6mm，试品长度为1.5m。绝缘电阻为10000M,;直流耐压30kV/min未闪络，136kV击穿;交流耐压25kV/min，未闪络，100kV击穿;雷电冲击47.5kV 1.2/50,s正负极性各10次，未闪络，击穿电压。见表4。 表4 电缆护套绝缘泄漏试验结果 V(kV) 10 15 20 25 30 I(,A) 0 1 1 2 5 (3)500kV充油电缆PVC绝缘，绝缘厚度为5mm，试品长度为0.6m(因找不到更长的电缆)。绝缘电阻为10000M,;直流耐压30kV/min未闪络;交流耐压22.5kV，未闪络(因试品太短);雷电冲击47.5kV 1.2/50,s正极性，闪络(因试品太短，无法继续升压)。见表5。 表5 电缆护套绝缘泄漏试验结果 V(kV) 10 15 20 25 30 I(,A) 0 1 1 2 8 从试验结果可得如下结论:对于交流110kV,500kV电力电缆，其外护套绝缘为PE、PVC材料时，护套允许直流耐压值为30kV，护套允许交流耐压值为25kV。因此，护套绝缘承受工频过电压的安全系数可取为等于或大于1.2。即: 护套允许交流耐压值25kV 工频过电压值? ,,20kV1.21.2 值得注意的是护套绝缘保护器的工频放电电压要大于工频过电压值20kV，要小于护套绝缘允许的交流耐压值25kV。 如以广州抽水蓄能电站500kV电缆为例:A相电缆通过单相接地电流28kA时，其护套承受的工频过电压为2.76kV，回流电缆的感应电压为7.24kV，都小于20kV，为控制回流电缆感应电压不超过20kV，电缆的长度可由现在的580m 20延长到而不需三相金属护套交叉互联接地(否则超过1000m就，,580m1601m7.24 须三相护套交叉互联)。这说明:电缆护套绝缘允许交流耐压值提高，使护套承受的工频过电压值也能提高。因而，电缆三相金属护套允许交叉互联的每一分段的长度可以增长。 57 DL / T 5228 — 2005 第7节、 11.7 电缆金属套绝缘保护器选择 11.7.1 当护套绝缘器通过最大雷电冲击电流时，护套绝缘承受的雷电冲击过电压值，应低于电缆护套绝缘允许的冲击耐压值，其安全系数取等于或大于1.2。 按11.6.5，护套绝缘承受的雷电冲击过电压按式(11.6.5)计算(保护器连接线采用回流电缆时)。 当保护器连接线采用同轴电缆时，使通过同轴电缆线芯的电流经过同轴电缆的外皮的屏蔽线再进入大地，则保护器连接线的冲击电感接近于零，即R?0，L则由式(11.6.5)得: 1 UUIR,，Fbmc2 护套绝缘允许的雷电冲击耐压值 ? UF1.2 以500kV电缆为例: 取护套绝缘允许的雷电冲击耐压值为72.5kV，U=15kV，I=15.2kA(计算值)，bm R=2,。 c 当连接线采用回流电缆时，R=0.818,/m，L=2.5m。 L 72.5得U=61kV，则安全系数。 ,,,1.191.2F61 72.5当连接线采用同轴电缆时，R=0，得U=30.2kV，则安全系数。 ,,2.4LF30.2 因此，取安全系数为等于或大于1.2是安全的。对于500kV以下的电缆，安全系数会更大些。 11.7.2 保护器接在电缆线路的首端(即电缆与架空线的连接处)，雷电波冲击时，通过保护器的雷电流最大。表11.7.2保护器的通流容量是按此情况计算的，然后换算成与波形8/20,s相应的等值雷电流的幅值。 58 DL / T 5228 — 2005 第二十八章、 12 电 缆 敷 设 第1节、 12.1 一 般 规 定 12.1.1 选择路径注意避开易燃、易爆场所是安全需要;充油电缆尽量减小高差，是为了避免出现驼峰。有驼峰压力油箱的容量无法充分利用。 12.1.3 GB 50217—1994第5.1.9规定，沟道内有重要回路电缆时不得有易燃液体等管道，本条文根据上述要求制定。 12.1.5 厂区内不采用直埋方式主要是保证电缆安全和维护检修方便。 12.1.6 穿管推荐采用PVC管，采用钢管将会发热，对电缆不安全。保护管内径根据GB 50217—1994的5.4.4的规定，间距按5.4.5规定。 第2节、 12.2 敷设于电缆构筑物中 12.2.1 规定隧道内和井内敷设的回路数不宜超过4回路，是根据工程实践总结出来的。二滩电站斜井虽然敷设6回路，但过于集中，对安全运行不太有利。 12.2.2 参照GB 50217—1994的5.5.1并根据已建工程实际编写。 12.2.3 参照GB 50217—1994的5.5.10编写。 12.2.5 虽然GB 50217—1994的5.5.8规定坡度不大于15?，不符合水电工程实际情况，将大大增加土建工程量。二滩水电站就采用37?，土建施工、电缆敷设和布置并不困难，且已成功运行多年，这是实践经验的总结。 12.2.6 渔子溪一级和映秀湾水电站的220kV充油电缆即采用地面沟道内埋沙敷设。支架跨距参照GB 50217—1994的6.1.2、5.5.2、5.5.3的规定制定。 12.2.7 充油电缆采用直线敷设和刚性固定时，电缆支架、夹具的间距一般为500mm,700mm。这是按电缆允许最大工作电流并考虑环境温度的变化，电缆轴向热伸缩量与电缆夹具径向箍紧能量相平衡的原理计算确定。例如，按广州抽水蓄2能电站500kV充油电缆的最高参数线芯截面1600mm、最大工作电流1590A、线芯平均温升45?，计算得到固定支架与夹具的允许间距为996约为1000mm。工程取用500mm，其安全系数为2.0。当线芯截面减小，工作电流减小时，支架允许间距可适当增大。当电缆敷设路径有弯道时，其弯曲半径大于电缆允许的弯曲半径，则电缆支架的间距与直线敷设部分间距之比约为0.8。因此，支架间距取500mm,700mm。 水平悬吊式敷设的电缆线路，适用于挤塑绝缘的电缆线路，一般用于输送容2量不大，线芯面积在400mm及以下的电缆线路。湖南凌津滩水电站就采用这种敷设，悬吊在电缆隧道的两侧，一侧二回路，一侧三回路。 第3节、 12.3 电 缆 的 固 定 参照GB 50217—1994的6.1.4等编写。 59 DL / T 5228 — 2005 第二十九章、 13 电缆的支架与夹具 本节条文系根据工程实践编写。 60