DL T 5228-2005 水力发电厂110kV~500kV电力电缆施工设计规范.pdf
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1、ICS 27.140 P 59 备案号:J4882006 中华人民共和国电力行业标准P DL / T 5228 2005水力发电厂交流110kV500kV电力电缆工程设计规范第一章、 Code for design of AC 110kV500kV power cablesystems for hydro-power station2005-11-28发布 2006-06-01实施中华人民共和国国家发展和改革委员会 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
2、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 页码,1/59标准正文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 条文说明 43 页码,2/59标准正文第三章、前 言本标准是根据国家发展和改革委员会关于印发2005年行业标准项目计划(发改办工业2005739号)安排制定的。
3、本标准的制定是总结已有的110kV500kV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。 页码,3
4、/59标准正文第四章、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110kV500kV、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。 页码,4/59标准正文第五章、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 2952.12952.41989 电缆外护层
5、DL/T 4012002 高压电缆选用导则 IEC 620672001 额定电压150kV(Um=170kV)至500kV(Um=550kV)挤包绝缘电力电缆及其附件的试验方法及要求 页码,5/59标准正文3第六章、 3 总 则交流110kV500kV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,合理选定设计方案。做到安全可靠、技术先进、经济合理、施工与维护方便。 页码,6/59标准正文第七章、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
6、to the cable and its accessorties 表示电缆和其附件的电压值一般分为: 1 U0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 Um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)。Um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 Up设计电缆及其附件每一导体与金属套(或导体屏蔽)之间的雷电冲击耐受电压(峰值)。 4.0.2 电压标示 voltage designations
7、 电缆和其附件的额定电压采用U0、U和Um来表征,为U0/U(Um)。 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
8、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 挠性固定 slip fixing 页码,7/59标准正文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
9、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。 页码,8/59标准正文第八章、5 使 用 条 件工程设计选用电缆时,应考虑以下使用条件:5.1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 kV5.1.2 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
10、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 5.1.6 最大工作电流。电缆最大工作电流应计及两种情况: 1 持续运行。 2 事故紧急运行和过负荷运行。 5.1.7 短路电流。按
11、工程所在电力系统的远景发展规划,计算在电缆首端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。 系统标称电压 110 220 330 500 系统最高电压 126 (245) 252 363 550 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。 页码,9/59标准正文第2节、 5.2 敷 设 条 件5.2.15.2.1 一般资料,包括:1 电缆线路长度、走向、地形、
12、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)。 5.2.25.2.2 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。 2 埋设深度(包括冻土层厚度)。 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
13、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。 5.2.35.2.3 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。 页码,10/59标准正文第九章、6 电 缆 绝 缘 水 平6.16.0.1 概述电缆绝缘
14、水平的确定,应以系统的特性和要求为依据,通常以U0、Um、Up作为主要指标来表示。 6.0.2 U0的选择 U0应按表6.0.2的规定选用。 6.0.3 Um的选择 Um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。 表6.0.2 电缆的额定电压和最高电压 kV 6.0.4 Up的选择 Up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 为了检验电缆系统在安装地点的绝缘
15、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 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 4012002附录A进行验算。 表6.0.5 电缆外护套绝缘耐受电压值 kV系统标称电压 电缆最高电压U 电缆额定电压U 110 126 64 220 252 127 330 36
16、3 190 500 550 300 电缆额定电压 U0/U(Um) 64/110(126) 127/220(252) 190/330(363) 300/500(550) 雷电冲击耐受电压 Up 550 1050 1175 1300 1550 1675 电缆额定电压U /U(U ) 190/330(363) 300/500(550) 操作冲击耐受电压U 950 1175 电缆额定电压额定短时工频 雷电冲击耐受电页码,11/59标准正文 U0/U(Um) 直流耐压 耐受电压 (有效值) 压 (峰值) 64/110(126) 30 25 37.5 127/220(252) 30 25 47.5 19
17、0/330(363) 30 25 62.5 300/500(550) 30 25 72.5 页码,12/59标准正文第十章、7 电缆型式和导体截面选择7.0.1 概述110kV500kV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
18、 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。 页码,13/59标准正文第十一章、 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。8.1.18.1.1 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。 导体截面为1000mm2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
19、.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
20、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。 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。 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标称厚度的差值,即: tmintn(0.1+0.05tn) (8.1.4.1) 式中: 系统标称电压kV 最小绝缘厚度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。 页码,14/59标准正文 tn 标称厚度,mm; tmin 最小厚度,mm。 8.1.4.2 皱纹铝套 皱纹铝套宜采用精炼铝为材料,纯度
21、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: tmintn(0.1+0.15tn) (8.1.4.2) 式中: tmin最小厚度,mm; tn 标称厚度,mm。 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: tmintn(0.2+0.2tn) (8.1.5) 式中: tmin最小厚度,mm; tn 标称厚
22、度,mm。 3 外护套除应符合GB/T 2952.12952.41989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
23、,金属套内应有纵向阻水层。 8.2.2 导体 导体截面为630mm2及以下采用紧压绞合圆形导体;截面为1000mm2及以上宜采用分割导体结构。截面为800mm2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页码,15/59标准正文 8.2.3 绝缘层 1 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)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
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