4 电缆!。附件及附属设—备的选?择与配?置
《
4.!1 一般规定
!
?
4.》1.1 系原条文!4.1.1修改条文!
【 : 3 根据—国家能源局防止电力!生产事故的二十五项!重点要求(2—。014)第17【.1.4条要求66!kV及以上电压等】级电缆的《GIS?终端:和油浸终端宜选择插!拔式
《
?
4.1.2 】系原条文《4.1.2修改条文!
:
电!缆终:端,的构:造,类型:随电:压等级、电缆绝缘】类别、终端装置型式!等,有所差异在同一电压!级的特定绝缘—电缆及其终》端装置情况》下终端构造方式可能!。有多:种类型?
》
《 66kV以上自容!式充油?电缆终端《构,造已基本定》型且种?。类有限然《而XLPE电缆的终!端构造类型》。较多按照加工工艺】和材料可以》分为
—
(1)!热收缩附《。件所用?材料一般为聚乙【烯及乙丙橡胶采【用应力管《处,理应力集中问题轻】便、安装容易价格】便宜目前主要适用于!中低压电压等级【
【 (2)预【制式附件可分为整体!预制式?和,组装预制《式
】 预制》式终:端的主要材料—一般为硅橡胶或乙】。丙橡胶采用应力【锥处理应力集中问】题,材料性能优良安【装便捷价格较贵主】要用于?。。中,低压及高压系统
!
》 整《。体预制式采用无模缝!制造工艺具有—良好的耐气候、抗】漏痕、抗电蚀能力和!憎水性能防污闪能】力强整个终》端为全干式》安,装位置、方向灵活】可倾斜安装》
?
》 组装预》制式按照《外绝缘型式分—为瓷套式终端和复合!绝缘终端按照套管内!是否有?绝缘填?充物又可分为—湿式终端和干式终端!湿式终端内外—绝缘之间填充绝缘油!或绝缘气体》干式终端内外—绝缘紧?密贴合
《
【 组装预制式还可!按照电缆终》端与设备连接类型】分,户外敞开《式终端?、,SF6电缆终端(】。GIS终端》)和油浸《电,缆终端?(变压器终端)干式!终端按安装连接方】式分:为常规式、插入式】和插:拔式:
! (3)《。冷,缩式附件一》般采:用硅橡胶材料与预】。制式附?件相比除了材—料性能?优良、?不动火、《弹,性好安装更方便【快,捷但:价格较贵一般—适,用,于中:低压:电缆
【
通过对国!内外主要《的高压、超高压电力!电缆:附件生?产厂家进行的调研了!解到国外电缆厂【家如法国耐克—森、日本VIS【CAS、《。日本JPS》、法国?Silec、AB】B、意大《利普瑞?斯曼、德国南方公司!由于起步较》早在:110kV~50】0,kV电缆附件—制造:方面已经具备了比较!成熟的经验国内已经!具备了11》0kV、220【kV电力电缆—附件的制造》能力并且11—0,kV、220kV电!力电缆附件已—基本实现了国产【化,500kV电力【电缆附件国产—。化率较低户》外,式终端、G》IS终端、变压器终!端及中间接头—的构造类型制造情】况见表1《、表2
—
表《1 ?电缆终端型式
】
?
:
》。表2 ? 电缆中间》接头:
,
!
: 4 【增加:。“,。人员密?。集场所”宜优先选】用复合绝缘》终端是基于安全【考虑瓷套管具—有脆性若事故爆【炸产生碎片可能危及!人身设备安全
!
,
:4.:。1.5? 系原条》文4.?。1.5修《改条文
】
: 3《 在27》5kV及以下单芯X!LP:E,电缆线路直接对电】缆实施金属》套开断并作绝—缘处理以减免绝【缘接头的设置为最】近欧洲、日本开创】的新方法欧》洲是在需要实施交】叉互联的局》部段剥切其》外护层?、金属套和外半【导电层且对露出的】该段绝缘层》实,施表面平滑》打磨:后再进行绝》缘增强和密封防水】。处理形?成,等效于绝缘接头【的功能;《日本的方法不同之】处只是不切剥外【半导电层从而不【存在:绝缘层表面的再处】理(可参见广—东电缆技术20【。02No.4—)我国在《220kV XL】P,。E,电,缆线:路工程已如此实【践这种?做法常被称》为假绝缘接头
】
,
— ,4 带分支主干】电缆(mai—n cabl—e, with bra!。n,ches)(有称】预分支电缆)是【一种在主干电缆多】个特:定部位实施工厂化】。预,制分:。支的特殊型式电缆】它的分支接头已【被纳入?。该电缆整《体无须另选用Y【。形接头
》。
《4.1.6 — 系原?条文4.1.6修改!条文
—
1 !海底电?缆接:头包括工厂》制作的软接头和现场!抢修用的抢》修,接头工厂《接头是在电缆制【造过程中在电缆上制!作的接头《海底电缆一》般,应采:用连续生产制作的】整根:。电,缆仅在工艺》不能满?足电缆制造长—。度要求时才允许有】工厂接头现》场抢险用的接—头,是与工厂接头—一,。样的软接头》其接头的《电气和机械性能尽】可能与电缆一致
】。
】 2 电力电缆】尤其是高压X—LPE电缆》的接:头构造类型较—多接头的装置类型】中直通接《头与绝缘接头的基本!构成相?同此类接头的—使用广泛就高压范围!看充油电缆》接头构造几乎已【定型而XLP—E电缆随着应用【不断扩?展和技术进》步其接头选用问题】则愈益受到》关注
! 世界上66】kV以上X》LPE电缆直—通接头的构造类型】、特点及其主要【应用概况列示于表3!。从不完全《的调:查所知除了》序号3、5、—6等项外列示—。的其他类《型接头在我国66k!V~220k—V系统均有》不同程度的应用近】年来采用预制式接】头已是较普》遍趋:。向
《
虽!然66kV~1【10kV电》缆线路原有的TJ多!在正常运行》且还:将继:续但对于TJ的应用!。问题要?看,。到以往?。采用它是由于—接头的构《造类型有限其选【择条件不像如今的】多样化;TJ的可靠!性受人为因素影【响较大是其本质弱】点;既然可靠性相对!较高:的构造类型》已不乏?供选择国产P—M,J等也已问世而【TJ的应用电—压不可能进入220!。kV级其发展空【间有限再开发国【。产绕包机等缺—。乏实:。际意义因《此,对于工程设计限制选!用TJ有其》积极意义
》
?
表3 66kV!及以上?XLPE电》缆接头构造》类型和主要应用概】况
《。
【
:
:
—。
4》。.1.9 》 系新增条文
】
,
《 :。 系:原条文4《.1:.2第?4款和?4.1.6》第4:款合并条款
【
?
4.1.10 】 系原条文4.【1.:9修改?条文
】 电》力电缆的金属套直接!。接地是保障》人身安全所需也有】利于:电缆安全运行
!
? 《交流系统《中3芯电《缆的金属套在—两终端等部》位,以不少于《两点直接接》。地正常运行》时金:属套不感生》。环流而交流》单,芯电:缆,则要:考,虑正常?运行的?时金属?套感生环《流及其?损耗发热影响—故另以第4.—1.11《条区分要求
—
】 电力电缆》的金属套为》。。金属屏蔽层、金属套!、金属铠装层的总称!对于既有金属屏【蔽层又有金属套的单!芯电缆金属套的【。。接地:是指二者均连通【接地
】4.:1.11 系原条!文4.1.10修】改条文
】。
交流单】芯电缆金属套的正】常感应?电势(ES》。)的推荐算法—列于本标准附录F适!。合包括并列双回电缆!。。的常用配置方式它】引自日本东京电【力公司饭冢喜八郎】等编著1994【年第2版《以往虽有资料给出E!S算:法或较烦《。琐或仅示出》1回电?缆而并?列双回是《大多:。。电缆线路工程—的一般性情》况忽:视相邻?回路影响的ES算】值就比实际值偏小】而欠安全《
】。 , 1 50V是交!流系统中人体接触带!电设备装《。置的安全容许限值】它基于IEC 【61936-1标】准中所示人体—安,全容许?电压50《V~80V;IEC! 61?200?-413标准按【通过人?体不危及生命安【全的容许《电流29《mA(试《验测定值为30mA!~67?。mA)和人》体电:阻1725》Ω计推荐在带电【接触时容许电—压为:。50:V
! 2 本款【为原标?准条文感应电势允许!值在:本标准2007版已!。在94版10—0V的基础》上提升为《300V本次未【。作实质性修改—但仍需提示》有关注意事项—如,下
】 》 (1《。)随着高压电缆截面!和负荷?电流的日益》增大:在较长距离电—缆线路工程受金属正!常感应电势容许值】(ESM)仅1【00V?。的,制约往往《。。不仅不能《采,。取单点?接地而且交》叉互联接《地需以较多单元【使得不长的电缆【段就需设置绝缘接】头如500kV 1!×,25:00m?。m2电缆通常—三相直?列式配置时每隔约】。250m就需设【。置接头?;若以品字形—配置:虽,可增大?距离但?在,沟道:中会使?蛇形敷设施》工困:难且:支架的承受荷载过重!、载流量较小—以,及安全性《。降低因而靠》。。限制电?缆,三相配置《方式并非上》。策
?
— 又基于超高压】电,。缆,的,接头造价昂贵—。且接头数量若多【不仅安装工作量大】、工期长且将影响运!行可靠性降低因而近!些年日本、欧洲在大!幅度:增加电?缆制造长《度的同时《还采取?提升ESM的做【法以作为一揽子对】策如日?本中部电力公司【海部线275kV !1,×2:500?。mm2 XLP【E电缆23k—m长:实,施5个交叉互—。。联单元平均4—30:0,m长单?元的3个《区,间段中最长》段按电缆制造长度1!800m考虑;福】冈2:20kV 》1,×2000》mm2 XLPE】电缆线路2.8【km长若按以往电】缆制造长度约—5,00m需实施2个】交,。叉互联单元现可采取!1个交叉互联其最长!区段按电缆制造长度!增加为1050【m考虑由于接头减】少,工程总投资节省了5!%;其他《还有类似《的工程实践都—具有:ES达200V~】300V的特点(参!见电气评论》。199?7,.7和フジクラ技报!1998.》10:等)英?国国家电网公司曾】对已运行30—年的21km—长,275kV电缆【线,。路进行改造研究【了由原来的》。28个交叉互联单】元缩减为7个交叉】互联单元段长度增至!2955m~3【09:9,m其中最大》ES达21》。4V;西班牙—马德里地《区40?0kV 1》×2:500?mm2 X》LPE?电缆12.7—km长输电》干线采取《5,个交叉?互联单元单元中最长!区段按电缆制—造,长度8?50m?考虑ES达2—。63V~317V该!线路于2004年建!成运行(参见—IEEE TPD2!003Vol—.18N《o.3和Trans!mission&D!istribu【tion Wo【rl:d2005》8)
?
》 — (2)原标准9!4版规定《。ESM?≤100V主要是】参,照日本1979年】出版的?地中:送,电规程(JEAC】、602《1)该规程2000!年修订?版取消100—V改为在采取有效绝!缘防护时不大于【300V;着有绝缘!防护用具或》。带电作业器具时【不大于7000V】(见地中《送电规程JEAC !6021-20【00)?此外IEC》的有关标准》迄今未显示ESM】值然而?在国际大电网会议】(CIGRE)的】有关专题论述中【曾涉及?ESM的提升2【0世纪70年—代当:时一般按ESM为5!0V~65V的【情况下CIGRE】有,撰文提出在》人体不能《任意接触的情况下】ESM可取60【V~100V;20!。00年CIG—R,E的论述则提出【ESM可《取400V美—国电子电气工程师】学会(I《EEE)较早的标】。准交流单相电缆金属!层,连接方式适》用性以及《电缆金属层感—应电势?和电流的《计算导则IEEE】 S:。td 575—-1988规—定应以安全性—限制ES却未明示E!SM值只指出按【通常电缆外护层【的,绝缘性ESM可【达300V但需以6!00:V为限?;该导则附录—中,还示出当时北美地】区电缆?工程实践的ES最大!值美国?。60V~90V加拿!大1:。00V?均比同期《欧洲广泛以6—5V的做法要高【。最新IE《EE ?St:d 575-20】。14标准附》录C载有部》分国家取值情况【美国:100?。V~:。200V紧急—负荷下为《。275V至》少有一条地下—电缆系统在紧—急负:。荷下为447V【加,拿大300V—~400V荷兰40!0V法?国200V(最大未!超过400V)澳大!。利亚2?5,0V日本200V
!
,
— ? (3)ES】M超出5《。0,V时不论是10【。0V抑或《300V都》属于人体不能任意接!触需安全防护的范畴!这,。一电:压终究不很高在考】虑工作人员万一可能!带电接触如电缆外】护层破损有金属套】裸露时运行管理中可!明确需着绝》。缘靴或设绝缘—垫,等;至于在》终端或绝缘头有局】部裸露金属除—了可设置警示—牌外对安置场—所可采取埋设—均压带或设置局部范!围,。。绝缘垫?等措:施
》
》 《 (4)《ESM值由100】V,提升至30》0,V对:于电缆护层电压【限制器的三相配置】接线与?参数匹配有如—。下,考虑
》
? 1!)由于金属套—上电气通路》远离直接接地点【的ES值较以往【可能增大3倍在系统!发,生短路时该》处,的工频过《电压Uov相应【也将比以往情—况增大3倍为使【装设于该处的护层】。电压限制器承—。受的U?ov不?致过高?可把三?。相接线?由过去的《Y0改为《采取△或Y等从而使!作用于护层电压限】。制器的?Uov可降至Y0时!的1/倍或》1/2倍或》者更低?
】 , ? 2)护层电压】限制器的残》压Ur不得超出电】缆外护层冲击—过电:压作用时的保护水平!UL其工频耐压【UR应满足UR【≥Uov是其参数】选择匹配原》则如果因《Uov比以往显著增!大而不再满足该【关系式其方法—之一是添加阀—片串联数来提高【UR但伴随着U【r会:。增大需验核Ur≤U!L是否?。仍满:足近年日本的工【程,为,适,应,ESM提升曾采用】此方:法实:践或有启迪性
!
— 3—)若上述1)、2】)尚不足《以适应可《促使开发更佳—。参数的护《层电压?限制器也并不—存在克服不了—的技术障碍
!
《 (5】)提:升ESM的积—极意义?是减免单芯电缆线】路接头的配置既【降,低工程造价和缩【短工:。期又有利于增强【电缆线?。路系统的可》靠,性电压等级越高【其效益越明》显此外还将会促使】我国生产厂》家增大?电缆制造长》度随:之,更有助于上述积极】意义:的体:现,总,之我国经济形—势持续高涨》下高压、超高压【的大截面《单芯电?缆线:路工:程建设将不断发展】提升ESM》仅每年投资节省【。费估计将《。超,过百万元《或千万元以上—
,
,
《4,.1.12 系】原条文4.1—.11修改条文【
【。 本条系—对电缆金属套的接地!方式做原则性—规,定对交流系统单芯】电,力电缆线路》一端、中央部—。位,单点直接接地—以及交?叉互联?接地方式下电缆护层!绝缘水平、护层【电压:限制:器选:择还需根据电缆【长度、电缆输送容】。量、:雷电冲?击电压、操作冲【击电压、《单相接地短路—。电流、电缆敷设【。方式:、电缆本体参数、护!层电压限制器参数】等进行计算确保护层!电压限?制器参数与外护【层的绝?缘水平配合满—足保护水平要—求
—
4.1.1—3 系《原条文4.1.1】。2修改条文
!
单芯】电力电?缆及其接头的外护】层,和终端支座、—绝缘接头的金属套】绝缘分隔、》GIS?终端的绝缘筒这三个!部位冲击耐压指标在!国内外标准有不尽全!面的各?自规定现列于—表4
】表4 国内—外,。标准中载列单芯电】缆及其附件》的冲击耐压(k【V):指标
【
?
!
: 为《评估电缆系统—上述部位可能—作用的暂态》过,电压可?经由:计,算或测?试两个途径简述如下!
,
】 (1)按电缆连接!特,征,的等价电路求—算
》
!。 1)?电缆与?架空线直接相—连的情况外护层的】雷电冲击过电压算法!
》
— ①首侧—终端:接地、?电缆尾侧金属套【。开路端的冲击过电压!USA的表达式
】
】
,
,
式中E雷!电进行波幅值(k】V);
【
》 【Zo:架空线?波阻抗(Ω)一般为!400Ω~》60:。0Ω;
—
《。 — Zc电缆导】体与金?属套之间波阻—抗(Ω);
!
】 Zse电】缆金属套与大—。地之间波阻》抗(Ω);
【
! R金属】套接地电阻》(Ω)
】
,。 , !。Zc、Zse—与电缆规格、型【式,和敷设方《式有关尤其》后,者影响?差异较明显理论计】算值与实《测值:往往有较大》差异现从日本和国际!大电网会议(CI】GR:E,),文献中摘列部—分,Zc、Zse值列于!表5
?
?
表?5 部分单芯【电缆:Zc、Zse值
】
】
? 【。 2)?电,缆直连GIS终端的!绝缘筒因断路器【切合时?产生操?作过电压具有约2】0MHz高频衰【减振荡波和波头长0!.,1μs陡度的特【征该行波《沿电缆导体侵入在金!属,套感生暂态过电【压的相关因素和等价!电路如图1所示【。可得到绝缘筒—间过电压《(Uab)、—电缆金属套》对地过电压(Us)!的,表达式
》
—
?。
式中E】1GIS的》断路器切合过电【压沿电缆导体进【行波幅值(》kV);
】。
,
— : Z《cb气体绝缘母线】的导体?与护层?间波阻抗(Ω—。),;
! 《 : Zcs气体绝缘!母线:。的护层与大地间【波阻抗(Ω);【
?
? 】 :L1、L2气体【绝,缘母线和电缆的【。各自接地线感抗(】Ω);
! ? ?。 C两护层】。。间的杂散电容—(F)?
》
其—余符号含义同上
】
,
?
以上算】法虽不复杂然而在】。工程设计中要—确,。。定准确的有关—参数一般较》难办
!。
:
图《1 : 电缆直接GIS】终端绝缘筒的暂态】。过电压计算用等【价电路
【
《 (2《)经由?实际系统的测—试,。结果评?估,迄今所?见主要有日本报道】过66kV》及,以上单芯电缆线路的!系列:。实际测试现摘列部分!结果如?下
—
》 1》。)对于66kV~】27:5kV电缆未设【置护层?电压限制器情况自2!0世纪80年—代起先后进》行过10次以上测】试电缆线路金属套】对地暂态过》电压(U《s)分别达45.】。6kV、10—0kV~219k】V、90k》V,~246kV(相应!额定电压级为—66kV、15【4kV、275kV!)均已超出电—缆外护层绝缘耐【。压水平
】
,。 《此外系?列66k《V,~154k》V,电缆具有多个交【叉互联单元的—长,线路测试数》据显:示,了电缆?线路首端(雷电【波侵入?侧;若线路》另一侧?。直连:架空线则存在两侧】首端)起始1—个~:2个交?叉,互联单元的Us【才有超过耐压值情】况其后的Us均在】。耐,压水平以下》虽然如此但日本【对275k》V及以上电缆线路】所有的绝缘接—头,均仍设置《护层电?压限制?器以策安全
!
【 : 2)66kV~2!75kV电缆—直连GIS终端的绝!缘筒在3种不同条件!电缆线路的测试【结果:。Uab分别》达,44.9《。kV、52》.4:kV、1《04:.4kV、186.!6k:V(相?应额定电压级—为66?kV、77k—V、154》kV、275—kV)均超出耐压】值若在绝缘筒并【联0.?03μF电容或【护层电压限制—器则测得Uab不】超,。过,6kV~《14kV证》实有效(参见—日本电气学》会技术报《告第:。366号(1—991)、第52】7号(1《994)等专题论述!),
【 (3)基于以!上论述可进》而就:本条文内容解释
!
《。 1!)单:芯电缆的《外护层等三个—部位在运《行中承受可能的暂态!过,电,压如雷?电波或断《路器操?作、系统短路时【所产生若作用幅值超!出这些部《位的耐压指标时就应!附,加护层电压限制【器保护是作为原【则要求
—
》 2)因!35k?。V以上电缆》系,统的Us实》测有超出耐》压,值情况又考虑通常】对具体工程难以确】切判明为安》全计就一般而—论均需实《施,。过电压保护如果有】工程经实测或确切计!算认为无须采取则属!“一:般”之外
》
?
,
【 , 3)3《5kV及以下单【。芯电缆以往多未【装设护层电压限【制器经年运行尚未】反映有过电压问题】;而实测《Us:随额定电压由高至低!。有较大幅度变—小的:趋势况且设置后若选!用不当(《如工频过电压的热】损坏)也《会带来弊病故与35!kV以?上的对策《宜有所区分鉴于国内!有的35kV—电缆工?程近也设置护层电】压限制?。器,利于安全的积极【意义需引起》重,视现:综合都反映于条文】中
》
】。 4?)关于第1》款第3项首先需指】出我国?迄今使用电缆直连G!。I,S终端为《国外引进《。产品国内《有关标准尚无—。GIS终《端的绝?。缘筒耐?压指标现基于第1】款第:2项:并借鉴日本地中【送电规程《(,JEA?C 6021-【2000)(—。如图2所示)拟定】此,对策其次在用—词上:。并未以?“应”而取“宜”】。是考虑?到一旦若选用—较高的耐压指—标而确?能耐受U《ab时保护措施【或将:免除
】
图【2 GIS终端绝!缘筒及其《接,地和:保护:。示意
!。 : (4)增加—第3款?
! 电缆?护层电压《限制器正常运—行时承?受的由负载电流引起!电缆:护套:感应电压只有几十】伏最大不超过30】0V可?忽略不?计,采用单相《接地短路电流引起的!感应电压《作为电压限制—器的持续《电压这点与常规避】雷器有区《别其持续《运行电压的计—算应满足《现行国家《标准交?流金属氧化》物避雷器的选择【和使用导则G—B,/T 2854【7,-2012的有【关规定
—
》 ,。 ,。。采取敷设《回流线方式》。。来降低工频感应过电!压只是对单》。点接地或中点接地电!缆线路有效交叉互】联接:地的电缆线》路本:身不需要装》设回流?线,原因是电缆线路交】叉互:联的每一大段的两端!。接地当?线路发生单相接【地短:路时如接地电—流,。不通过大地则—每相的金属》护层通过1/—3的接地电》流此:时的金属护套相当于!回流:线而每一小段—金属护套《的对地电《压也就是绝缘接头的!对地电压《此电压只是单—端接地线《路加回流线时的1/!3同:时电缆线路》对临近的辅助电缆】的感应?电压也很小》因此交叉《互联接地的电—缆线路?不需再加《回流线
—
4.1.14! , ,系原条文4.1【.1:3,修改条文
】
现行】的电缆用护层电压限!制器:(Sheath V!olta《ge L《imiter—SVL?)主:体为无间隙的—。氧化锌阀片具有电压!为电:流函数?的非线性变化—特征其特《征,。参,数含①?起始动?作电压U1》mA;②残压—。Ur:;③:一定时间内的工频】耐压:UAC.t
【
,
1】 :雷电:。波侵入或断》路器操作时产—生,的冲击感应过电压使!SVL动作形成的】U,r不:致超过电缆护层绝缘!耐受水?平是作为其功能【的基本要素》之一Ur《乘以:1.4?是计:入绝缘配合系—。数
—。
2 】电缆金属套》相连的?SVL?在系:统正常运行时所【承受:几百伏内的》电压下?具有很高的》电,阻性犹如对地隔断】状态;当系统短路】时产生的工频—过,电压(UOA.【AC)在短路切除时!间(:t,k):内不超出UAC.t!。时则S?VL:能保持正常工作
】
《
我国【现行SVL用的串联!阀片显示有》。单,。个阀:片,的特性参《数其UAC》.t:按2s?给出日本66kV~!27:5kV电缆》系统用的整体—SVL示出参数含】有U1?m,A≥4.5kVUr!≤14kV;另【对SVL在工频过】。电压下是否》出现热?损坏的界《定曾基于系列试验】归纳出?。电压、时间临界【关,系,曲线如t《k为0.2s或【。2s:时不发生热破坏的相!应临界?工频电压《。为6.4k》V或6kV(—参,见电气评论1—997年7》月号载“电力—ケー:グル防食层保护装置!の适用基准”—)
?
:。。
就tk!值的确定而论不【同电压级系统继电】保护与断路器动作的!。可靠性统计显—示了tk存在—差别:如日本1984~】。1991年根—据3大?电,力系统实际按电压级!5,00:kV、?275kV、1【54kV及》以下推荐tk相应】为,0.2?。s、0.4s、【2s(?。见电气学会技术【报,告第527号199!4);英国则—按继电保护的第【2级动作来》。。择取tk《。(,见G:.F.MooreE!lectri—c Cable【s Handbo】ok1997—)IEEE —Std 《575?-20?14中7.5—条,给出建议为了满【足断路?器重合闸要求—tk按照继电保【护最:大动作时间的2倍考!虑按我国现》行继电保护规—范,和部分运行统—。计6kV线路后备保!护时间约为》1.:4,5s1?1,0k:。V线路后《备,。保,护最大时间约为【1.9s220k】。V~:500kV后—备保护最《大时:间约为1.5s11!0kV及以下—。。取2:s与日?本,154kV基本【相同220kV和】5,00kV则相对有较!大裕度与《。英国采用后》备保护时间是一致】的若仍按原条文【tk:统一按5s》以内计诚《然偏安?全但考?。虑到正?常,感应电势提升至30!0V后(提升电【压,也是为了减少电缆】接头和施工工程量提!高,线路可靠性见—本标准第4.1.】1,1条说明)且随着】电力系统容量—规模越?来越大致使系统发生!单相接地短》。路电流较过去有较】大,增加增?大的单?相接地短路电流将会!使金属套不》接地端工频感—应过电压UOV.A!C值比以往》会增大给SVL的】。UAC.t选择可】能带来困难为了【适,应,系统的这一较大变】化既满足SVL工】频耐受?过电压要求又不至】。于采用缩短》单点:接地:方式的电缆长度或】缩短交叉互联每【个电缆小《。段的长?度来:适应这一情况进而减!少了电缆中》间接头数量和施【工工程量可提—高线路运行》可靠性减少工—程,投资故本次修订将“!切除故障时间应【按5s?以内计算”改—为“切?除故障时间应按【2s计算”
—
!根据护层电压限制】器工:频耐受电压时间特性!相同型号的护—层电压限制器因时间!缩短其工频耐受电压!值相应增加本次【。。修订将tk》改为2s《后对减少电缆—工程投资具有积极】意义
《
4.—1.15《 系原《条文4?.1.14保留【条文
—
? ?(1:),单点接地方》。式电缆线路的SVL!接,线配置方式有Y0、!Y,或△一般安置—SVL的环境较【潮湿△法、》Y法的?。SVL需《保持对地绝》缘性且不《及Y0?法易:于,实施阀片《的老化检测故以【往,。。实践:中多使用《Y,0法且三相装一箱其!中,。。。每台SVL》还配置连接》。片或隔离刀闸又【△,法比Y0法的抑制】。过电压效果较—好,但承受工频过电压】却是Y0法的1.】73倍;Y法则【。比Y0法的》工频过电《压,稍低它适合接地电】。阻大于0.2Ω情况!
《
《 (2)交叉互联!电缆线路在》绝,。缘接头部《位设置SVL的三】相连接方《。式有多种提议主要有!。4种方式①Y—0;②△或桥—形不接地;》③桥形接地;④【△加Y0双》重式日本《地中送电规程JE】AC: 602《1,-2000》载有:①~③示例如图3】所示:
?。
【。
图3 交叉互!。联,。线路设置护》层电压限制》器的三相接》线方式
! 从暂态过电!压保护效果看—按最佳到较差—。的方式顺序依—次有④>③》>,②>①;就方式②】与,。方式③相比》如果保护回路一【旦断线时对地的暂】态感应电势(U【。s)二者虽相当【但绝缘接《头金属?套绝缘分隔的跨接暂!态感应电势(U【AA)方式②比【方式③显著较高;】就连接线长度影【响而论方《。式①的?。连接线比方式②、】方式③长一般达2】m~10m》。或电缆直埋时可能更!长暂:态冲击波沿连—接的波阻《产,生压降与S》VL的U《r一起叠加》作用之Us前者就往!。往占有相当份额而方!。式③:跨接于绝《缘接头的SVL以铜!排连:接时:。长度只?有0.02m—~0:.2m
—
从】系,统,短路时产生UOV.!AC:作用于SVL的大小!来看:方式①为方》式②的?1/方式③为方式②!的1/2
》。
— 从运》行中:定期:需进行检测的方便性!来看:。带有隔离刀闸的【Y0接线方式①就有!其优点
【
英【国等欧洲电缆直【埋线路曾广》泛使用Y0接线日本!以,往,曾用Y0接线近【年则主要采取上述】方式②、方》式③也有采取方式②!与方式①联合方【式
:
《
《 (3?),SVL?连接回路《的要:求除了从《电气性协调一致【考虑外还从实际使用!条件以及《经,验启迪所归纳尤其】是直埋电《缆的环境例如英国直!埋电缆线路设置的S!V,L,箱按可能处于—1m深水中》条件做防水密封【。;箱壳?顶采取?钟罩式;《箱体:采取铸铁或不锈钢】;,箱内绝缘支承用【瓷质件;《对同轴电《缆引入处加密—封套:;部分空《。隙以沥青化合物【充填等国际大电网会!议(CIGRE【)的有关导则也强】调箱体应密》封防潮又如》我国工程实》践有的箱底胶木板在!运行中受潮丧失绝】缘性:同轴电?缆,未与它充分隔—开,时进行绝缘检测易】出现误判等
【
《 : :在国内实《际使用?。中常发生接地箱漏水!导致故障情况不【。少工程中已》将,SVL箱的防—护等:级提高至I》P65工程设计时】需引起重视
!
4?.1.?16: 系原条文4.1!.15?修改:。。条文:。
》
, ,。 :。 工程实践显示一般!在单点接地方式【下设置回流线将使电!缆线路?的允许距离显著增长!对抑制电缆护层短路!工频过电压UO【V.AC效果—。。较好
【。
? 如UOV.A】C值增高超出S【VL:的UAC《.t时?交叉互联接地具【有的:使SVL由△接法改!变为Y0、桥形接】地来降?低U:OV:.A:C之:途径:对单点接地》方式却不适应需以】回流线的设》。置来适?。应
【4.1.1》7 系原条—文4.1《.16修改条文
!
《 11—0kV及以》上交流系统中性点为!直接接?地系统发《。生单相接地短—路时在金《属套单?点接地?的电缆线路中—沿金属套产生的【UO:V.AC有下列表达!。。式
?
—
,
【
式【中D地中《电,流,穿透深度《(m)当f=5【0Hz时D=9【3.1?。8,ρ为土壤电》阻率(Ω·m)通常!为20?~10?0;直埋取》50~?100;
!。
【 : R金属套—单点接地处的接地】电阻(Ω);
】
:
,
【 Rp和【R1、?R2回流线电阻(Ω!/km)及其—两,端的接地电阻(Ω)!;
?
:
— , 《 Rg大地的漏【电电阻(Ω/km】)Rg=π2—×f:×1:0-4?=0:.0493;
【
【 ? rp、r!s回流线《导体、电缆金属【套,的平均?半径(m);
】
!。 s回流线!至相邻最近》一相电缆的距离(】。m);
【
! I《k短路?电流(k《。A);
—
— , —f工作频《率(Hz);
!
,
:。 ! l电?缆线路计《算长度(km—);当SV》L设置于《线路中?央或者设置于两侧】终端而在线路中央直!接接:地时l为两》侧终端之间线路【。长度的?一,半
【 运》用式(7)》~式(9)的一【。般结果显示式—(7)中R占相当】份额同一条件下有式!(8)比式(7)式!算,。。值小:式(:9)比式(8)算值!较小因而比式(【。7,)算值更小由此本】条第3款和第1款的!前一段得以释明【后一段则《指系统短路时在回流!线感生?的暂态环流》按发热?温,升不致熔融》。导体是保持继续使】用功:能的最低要》求现:以热稳定计是留有充!分的安全裕度
!
需】指出当电《缆并非直《埋,或排管?敷,设而是?在隧道、沟》道中则金《属支架接《地的连?接,线就具有一定—程度的回流线功能
!
》4.1.1》8 系原条—文4:.1.1《7修改条《文
:
— , , 温度在线监测【目前普遍采》用的:是基于分布式温度传!。感技术的电缆温度在!线监测系统》该技术利用光时域】反射:原理:、,激光:拉曼光谱原理—。经波分复《用器、光电检测器】等对采?集的温度信息进行】放大并将《温度信息实时地计算!出,来在:日本、欧洲》及韩国等发达—国家的电力》公司对?于超过11》0kV?的高压电缆均要求】采用分布式》测温设备根据—本,标准高?压、:超高压?电力电缆及附件制】造、使用和运行情】况调研报《告主要对高》压、超高压》电力电缆在线监测系!统使用较多》的广东、广西等进】行了调?研和统计如表6【所示:
表6】 电缆线》路在线监测类型情】况统计表(》台,、套)?
:
:。
《。
— 实际《工程中高压电—缆在线?监测:根据电缆重要程度往!往只装设了一种【或两种如国》。内某变电站线路工程!由于受?变电站周边场—地的制约变》电站侧3回110k!V进线采用电缆线】路与系?统相连每回电缆线】。路约0.6k—m该段?电,缆线路全程采用电】缆沟:+排管敷设》方式
! 电《缆型:式单芯?铜导:体、交联聚乙烯绝】。缘波:纹铝护套、聚氯乙烯!外护套电力电缆电】缆,。截面1×630mm!2,
【 该电》缆,线路设置一套分布】式光纤测温系统【实现:对电缆线路》的在线监测功能分布!式光:纤测温系统》由主:。机、传?感,光纤及?。其他配置组合而成可!连续测量、准确【定,位,整条光纤《所处空间各点的【温度通过光纤上【的温度?的变:化,来检测出光纤所处环!境,变化当电缆温度【超过报警限值时【发出报警信息并显】示报警点位置及【温度在?掌握电缆全线的【表面温?。度后:通过专?用,。软件计算电缆线芯温!。度,和电缆负载率—为,线路:调度提供《依据
】 总体结构】图如图4所示
】
!
图4? 电缆线路在线监!测总体结构图
】
【 分布式光纤测温及!电缆载流量在线监】测系统可实现以【下主要功能》
— ? (1?)温:度监测功能》具备实时监测记【录电缆的《全程不间断运行【温度
—
(2】)温度?监测和温度异常【报警功能通》过对电缆表面—温,度,、环境?温度的监测》。及时:。发现电缆运行—。过程中?出现的问题以及运】行电缆周围环境的】突变具备《最高温度报警、温】升速率报警》。、平均?温度:报警、系统》故障报警、光纤断】裂报警等功》能并能显示、—记录测温数据—、报警位置等信【息
—
(3)载!流能力评估功—能能对测量》的电缆温度数据进】。行分析即根》。据电缆?表面温度及其他【相关数据计算出电】缆导体运行温度【以及目?前运行状《态下电缆的最大【稳态载流《量并生成《相应的负荷曲线(含!实时负?荷曲线和最大允许的!负荷曲?线)
—
? (4)—在,紧急状态下载—流能力评《。估功:能给定过载电流【和,过载时间《可以计算《出电缆的过》载温度给定过载电】流,和最高允许温—度可以计算》过载时间给定过载】时间和最高允许温度!可计算最大允许【过载电流
【
》 (5)动态【。载流量分析功能(】日负荷)能对—测量的电缆温度数据!进行分析《。即根据?电缆表面温》度、:实时电流及其—他相关数《。据实时计算》。出电缆?导体:温度;给出》未来许用《电流的预测给定预】设电流可以》计算出电缆》安全运?行时:间
【 (》6)海底电缆—温度在线监测系统】通过海缆自带的一】根,单模光?纤,或增设一根多—模,光纤实时监测—长距离海缆》的表面?温度、导体温度及载!流量及时发》现海缆过热点—、异:常点保?障海缆的安》全,运行是海缆预防【性,维护的必要的基础】设施能够大》幅降低海缆》故障:以后带来的昂—贵的维护《成本
?
!因此鉴于目前在线温!度,监测装置制造水【平不断提高》根据本标准高压、超!高压电力《电缆及附件制造【、,使用和运行》情况调研《报告情况和实际工程!也有较多《成熟的应用且装【设对电缆运行有一】定的监测作用对提高!高压电缆《。线路:运行管理水平有较好!作用
】4.1.19— :系原条文4.1.1!8,修改条文《
》
11【。0k:V及以上高压—电缆线路《金属套通常采用单端!接地或交叉互联接】地此时金属套—内电:流只有很《小的电容电流或环】流电流若电缆金【属套外护套发生破损!接,地则会在金属套、】。接地线内产生明显】较,大的:电流:该电流?可能导致电缆温度升!高进而导致绝—缘,加快:老化高?压电缆护《层电流监测》装置通?过在电缆护层接【地,线上安装一》。套接地?电流采集装置实【现对电缆接地电【流的实时监控一旦】电缆发生故障装置】会马上发出报警提示!相关人员对电缆故障!进行及时处理—可,提高电缆运行—的安全性《装置主要应用—于交:叉互联?系统护层接地电流】监测、保护接地线监!测、直接接》地线监?测、GIS终端接】地线监测等方面装置!直,接,采用电流互感器【进行采?样,、监测其《原,理示意图如》图5、?图6所?示
《
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图6 【 交叉互联接—地电缆、《接,地电:。流,在线:监测系统
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4?.1:.20 《。。 系新增条》文
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