NB T 10498-2021 水力发电厂交流110kV～500kV电力电缆工程设计规范.pdf

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1、ICS 27.140 P 59 中华人民共和国能源行业标准 P NB/T 10498-2021 代替 DL/T 5228-2005 _ 水力发电厂 交流 110 kV500 kV电力电缆 工程设计规范 Code for Design of AC 110 kV500 kV Power Cable Systems for Hydropower Station 2021-01-07 发布 2021-07-01 实施 国家能源局 发布 NB 中华人民共和国能源行业标准 水力发电厂 交流 110 kV500 kV 电力电缆 工 程设计规范 Code for Design of AC 110 kV500

2、kV Power Cable Systems for Hydropower Station NB/T 10498 2021 代替 DL/T 5228 2005 主编部门：水电水利规划设计总院 批准部门 国 家 能 源 局 施行日期 202 1 年 7 月 1 日 中国 水利水电 出版社 2021 北京 I 国家能源局 公告 2021 年 第 1 号 国家能源局批准水电工程建设征地移民安置综合设计规范等 320 项能源 行业标准（附件 1）、 Carbon steel and low alloy steel for pressurized water reactor nuclear power

3、plants-Part 7: Class 1, 2, 3 plates等 113 项能源行业标准外文版（附 件 2）、水电工程水生生态调查与评价技术规范等 5 项能源行业标准修改通知 单（附件 3），现予以发布。 附件 : 1.行业标准目录 2.行业标准外文版目录 3.行业标准修改通知单 国家能源局 2021 年 1 月 7 日 附件 1： 行业标准目录 序号 标准编号 标准名称 代替标准 采标号 批准日 期 实施 日期 15 NB/T 10498-2021 水力发电厂交流 110kV500kV 电力电缆工程 设计规范 DL/T 5228 2005 2021- 01-07 2021- 07-0

4、1 II 前 言 根据国家能源局关于下达 2016 年能源领域行业标准制（修）订计划的通 知（国能科技 2016 238 号）的要求，规范编制组经广泛调查研究，认真总结 实践经验，参考有关 国际标准 ，并在广泛征求意见的基础上，修订本规范。 本规范的主要技术内容是： 总则 、术语和符号、 使用条件，主要技术参数选 择，型式与结构，终端和接头，金属套接地方式 和 过电压保护，辅助设施，布置 及敷设，防火，试验。 本规范修订的主要技术内容是： 增加了电缆在线监测装置 的 有关规定 。 增加了电缆防火 的 有关规定 。 增加了 “试验 ”一 章 。 将 原规范 电压 、 允许持续载流量及导体截面 、

5、 额定短时耐受电流 、 绝缘 水平等 内容 合并 为“主要 技术参数选择 ” 一 章 。 删除了均压线 及 充油电缆相关内容 。 本规范由国家能源局负责管理，由水电水利规划设计总院提出并负责日常管 理，由能源行业水电电气设计标准化技术委员会 （ NEA/TC17） 负责具体技术内 容的解释。执行过程中如有意见和建议，请寄送水电水利规划设计总院（地址： 北京市西城区六铺炕北小街 2 号，邮政编码： 100120）。 本规范主编单位：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 本规范参编单位：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 江苏安靠智能输电工程科技股份有限公司 本规范主要起草人员： 李 强 何

6、 笑 王耀辉 温凤香 余 丹 俞 鹏 李 勇 冯真秋 侯彦硕 汪静文 伊 晓婧 陈晓鸣 王心琦 鞠 琳 本规范主要审查人员： 于庆贵 庞秀岚 王劲夫 康本贤 陈寅其 吴仲平 周会高 夏富军 杨建军 王 勇 邵光明 杨俊双 王华军 刘长武 邓双学 谢小辉 潘 虹 宗万波 杨 梅 目 次 1 总则 . 1 2 术语和符号 . 2 2.1 术语 . 2 2.2 符号 . 2 3 使用条件 . 3 3.1 运行条件 . 3 3.2 敷设条件 . 3 4 主要技术参数选择 . 5 4.1 电压 . 5 4.2 导体截面 . 5 4.3 绝缘水平 . 7 5 型式与结构 . 8 5.1 型式 . 8 5.

7、2 导体 . 8 5.3 绝缘层 . 8 5.4 导体屏蔽层和绝缘屏蔽层 . 10 5.5 缓冲层 . 10 5.6 金属套 . 10 5.7 外护套 . 11 6 终端和接头 . 12 6.1 一般规定 . 12 6.2 终端 . 13 6.3 接头 . 14 7 金属套接地方式和过电压保护 . 15 7.1 金属套接地方式的选择 . 15 7.2 金属套感应电压 . 17 7.3 回流线 . 18 7.4 金属套保护器 . 18 8 辅助设施 . 20 I 8.1 电缆夹具 . 20 8.2 电缆支架 . 20 8.3 电缆终端支架 . 20 8.4 电缆在线监测装置 . 21 9 布置及

8、敷设 . 22 9.1 一般规定 . 22 9.2 电缆布置 . 22 9.3 终端和接头布置 . 23 9.4 电缆固定 . 23 9.5 电缆敷设 . 24 10 防火 . 25 11 试验 . 26 本 规范用词说明 . 29 引用标准名录 . 28 附 ： 条文说明 . 30 II Contents 1 General Provisions .1 2 Terms and Symbols .2 2.1 Terms . 2 2.2 Symbols. 2 3 Service Conditions .3 3.1 Operating Conditions . 3 3.2 Laying Condi

9、tons . 3 4 Selection of Main Technical Parameters .5 4.1 Voltage . 5 4.2 Cross-Sectional Area of Conductors . 5 4.3 Insulation Level . 7 5 Type and Structure .8 5.1 Type . 8 5.2 Conductor . 8 5.3 Insulation Screen . 8 5.4 Semi-Conductive Inner Screen and Semi-Conductive Outer Screen . 10 5.5 Buffer

10、Layer . 10 5.6 Metal Sheath . 10 5.7 Outer Sheath . 11 6 Terminations and Joints .13 6.1 General Requirements . 13 6.2 Terminations. 14 6.3 Joints . 15 7 Earthing Methods and Overvoltage Protetion for Metal Sheath .16 7.1 Selection of Metal Sheath Earthing Methods . 16 7.2 Induced Voltage on Metal S

11、heath . 18 7.3 Shielding Conductor . 19 III 7.4 Metal Sheath Earthing Protector . 19 8 Auxiliary Facilities .21 8.1 Cable Clamp . 21 8.2 Cable Support . 21 8.3 Cable Terminal Support . 21 8.4 Cable On-Line Monitoring Device . 22 9 Cable Layout and Laying .23 9.1 General Requirements . 23 9.2 Cable L

12、ayout . 23 9.3 Layout of Terminations and Joints . 24 9.4 Cable Fixing . 24 9.5 Cable Laying . 25 10 Fire Prevention .26 11 Test .27 Explanation of Wording in This Code .29 List of Quoted Standards .30 Addition： Explanation of Provisions .32 1 1 总则 1.0.1 为 规范 水力发电厂交流 110 kV500 kV 电力电缆工程设计 ， 做到 安全 可

13、靠 、 技术先进、经济合理、 便于施工和 维护，制定本规范。 1.0.2 本规范适用于 标称电压 为 交流 110 kV 500 kV，频率为 50 Hz 的 新建 、改 建和 扩建 水力发电厂的电力电缆工程设计。 1.0.3 水力发电厂 交流 110 kV 500 kV电力电缆工程设计，除应符合本规范外， 尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 2 术语 和 符号 2.1 术语 2.1.1 回流线 shielding conductor 平行于单芯电缆线路，具有两端接地的绝缘导线或电缆，供单相短路电流流 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。 2.1.2 挠性固定 slip

14、fixing 允许 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。 2.1.3 刚性固定 rigid fixing 不允许 电缆随热胀冷缩发生位移的夹紧固定方式。 2.1.4 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。 2.2 符号 U0电缆和附件设计 用 的每一导体与屏蔽或护套之间的额定工频电压有 效值； U电缆和附件设计用的任何 两 导体之间的额定 工频电压有效值 ； Um电缆和附件 设计 用的任何两 导体之间的最高 工频 电压有效值 ； Up1设计 时 采用 的电缆 或 附件的每一导体与屏蔽层或金属 套之间的雷电

15、冲击耐受电压的峰值 ； Up2设计 时采用的电缆或附件的每一导体与屏蔽层或金属套之间的操作 冲击耐受电压的峰值。 3 3 使用条件 3.1 运行条件 3.1.1 系统标称电压与系统最高电压应 采用 表 3.1.1 的规定 值 。 表 3.1.1 系统标称电压与系统最高电压（ kV） 系统标称电压 110 220 330 500 系统最高电压 126 252 363 550 3.1.2 雷电冲击电压与操作冲击电压应由系统基本绝缘水平及绝缘配合的要求 确定。 3.1.3 系统频率应为 50 Hz。 3.1.4 110 kV及以上系统的中性点接地方式均应为有效接地 。 3.1.5 电缆 及附件应满足

16、使用地点的 海拔 、 地震烈度 的要求，并考虑温度、土壤 热阻、风速、 覆 冰 、 日照 等 环境条件的影响 。 3.1.6 电缆最大工作电流应 按持续运行、 事故紧急运行 及 过负荷运行 工况的最大 电流值确定 。 3.1.7 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应 根 据 工程所在电力系统的远景发展规划 确定 。 3.1.8 110 kV电力电缆额定短时耐受电流的持续时间可取 3 s， 220 kV 及以上电 力电缆额定短时耐受电流的持续时间可取 2 s； 单相接地短路电流的持续时间应 按不小于继电保护第一级后备保护动作时间确定。 3.2 敷设条件 3.2.1

17、电缆 设计 时应 考虑 以下 敷设 条件 ： 1 电缆线路 路径 、地形、高差 和长度 。 2 电缆回路数 ， 电缆按 水平、垂直或三角 等 排列 的 排列方式及间距 。 3 金属套接地方式 。 4 4 电缆防火设施布置方式 。 5 特殊敷设方式及 其他 特殊要求。 3.2.2 电缆 的 敷设环境温度应符合表 3.2.2 的规定。 表 3.2.2 敷设环境温度 敷设方式 环境温度选取原则 地下 直埋 埋深处当地的最热月平均 地 温 保护管 埋深处当地的最热月平均 地 温 空气 有通风 隧道 通风设计温度 无通风 隧道或电缆沟 最热月的日最高气温平均值另加 5 有日照 架空 最热月的日最高气温平

18、均值 3.2.3 地下敷设 的 电缆 及 附件 除应 符合 本规范 第 3.2.1、 3.2.2 条 的规定外， 还 应 考虑 下列 因素 ： 1 直埋 或 排管中安装条件确定金属套结构 和 铠装型式 。 2 防腐、防小动物、防潮等安装条件确定外护套材 。 3 埋设深度和冻土层厚度 。 4 沿电缆线路的沙土、黏土、人工土等土壤种类及其热阻系数， 并 说明上述 资料是实测值还是假设值 。 5 埋设深度处土壤的最高、最低和平均温度 。 6 靠近其他热源或已运行电缆的详细资料 。 7 电缆沟或排管的长度，若有工井，则包括工井之间的距离 。 8 排管的数量、内径和构成材料 。 9 排管之间距离。 5

19、4 主要技术参数选择 4.1 电压 电缆电压应符合表 4.0.1 的规定。 表 4.0.1 电缆电压（ kV） U Um U0 110 126 64 220 252 127 330 363 190 500 550 290 4.2 导体截面 4.2.1 在 使用 条件 下，导体截面允许 载流量 不 应小于 最 大 持续 工作电流。 导体 允 许载流量 可 按 下式计算 ： 12 C 0 d 1 2 3 4 1 1 2 1 2 3 4 ( ) 0 . 5 ( ) (1 ) (1 ) ( )W T T T TI R T R T R T T （ 4.2.1） 式中： C 电缆持续运行时的最高允许温度

20、（ ） ， 交联聚乙烯 （ XLPE） 电 缆 导体 正常运行的 允许最高温度 为 90 ； 0 电缆持续运行时的环境温度 （ ）； dW 每米绝缘层的介质损耗 （ W/m）； 1T 每米电缆的绝缘层的热阻 （ km/W）； 2T 金属套和铠装层之间 每米 衬垫层的热阻 （ km/W）； 3T 每米电缆外护套的热阻 （ km/W）； 4T 每米电缆的外部热阻 （ km/W）； 6 R 每米电缆在持续运行时最高允许温度下的交流电阻 （ /m）； 1 电缆金属套的损耗系数 ； 2 电缆 铠装层 的损耗系数 。 4.2.2 导体截面应满足 额定短时耐受 电流的要求 。 4.2.3 电缆短路热稳定计算

21、截面 可 按下 列 公 式计算： dQS C （ 4.2.3-1） d 2 0 g 1 ( 2 0 )ln 1 ( 2 0 )tJQC kt （ 4.2.3-2） 式中： S 电缆短路热稳定计算截面 （ mm2）； dQ 短路电流的热效应 （ A 2S）； C 热稳定系数 ； J 热功当量系数 （ J/cal）， 取 4.2 J/cal； Q 电缆导体单位体积的热容量 cal/(cm3 )， 铝芯导体取 0.59 cal/(cm3 )，铜芯 导体取 0.81 cal/(cm3 )； k 20 时的导体交流电阻与直流电阻之比 ； 20 电缆导体在 20 的电阻系数 （ cm2/cm）， 铝芯取

22、0.03110-4 cm2/cm， 铜芯取 0.018410-4 cm2/cm； 电缆导体在 20 时的电阻温度系数 （ 1/ ）， 铝芯取 0.00403/ ， 铜 芯取 0.00393/ ； dt 电缆芯线导体在短路时的最高允许温度 （ ） ， XLPE 电缆 导体 短路 的 允许最高温度 为 250 ； gt 额定负荷时最高允许温度 （ ）。 4.2.4 导体截面应从标准截面系列中选取； 110 kV电缆的截面 不 宜 小 于 240 mm2， 220kV 电缆的截面 不 宜 小 于 400 mm2， 330 kV 电缆的截面 不 宜 小 于 630 mm2， 500 kV电缆的截面 不

23、 宜 小 于 800 mm2。 7 4.3 绝缘水平 4.3.1 电缆及其 终端和接头 的雷电冲击耐受电压 应 按表 4.3.1 的规定选取 ， 330 kV 及以上 电缆应进行过电压 计算 并 校核 绝缘 配合 。 表 4.3.1 电缆及其 终端和接头 的雷电冲击耐受电压 （ kV） 电缆电压 U0/U（ Um） 64/110 （ 126） 127/220（ 252） 190/330 （ 363） 290/500（ 550） 雷电冲击耐受电压 Up1 550 1050 1175 1300 1550 1675 4.3.2 330 kV及以上电缆 及其 终端和接头 的操作冲击耐受电压 应 按表

24、4.3.2的规 定 选取 。 表 4.3.2 330kV 及以上 电缆及其 终端和接头 的操作冲击耐受电压（ kV） 电缆电压 U0/U（ Um） 190/330（ 363） 290/500（ 550） 操作冲击耐受电压 Up2 950 1175 4.3.3 电缆外护套绝缘 工频和雷电冲击 耐受电压值应按表 4.3.3 的规定 选取 ； 电 缆外护套绝缘 直流 耐受电压值 宜 为 30 kV，历时 不 应 低于 1min。 表 4.3.3 电缆外护套绝缘 工频和雷电冲击 耐受电压值（ kV） 电缆电压 U0/U（ Um） 额定短时工频耐受电压 （有效值） 雷电冲击耐受电压 （峰值） 64/11

25、0（ 126） 25 37.5 127/220（ 252） 25 47.5 190/330（ 363） 25 62.5 290/500（ 550） 25 72.5 8 5 型式与结构 5.1 型式 5.1.1 110 kV 500 kV 电缆宜采用 XLPE 电缆。 5.1.2 XLPE 电缆结构应至少包括导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、 缓 冲层 、 金属套和外护套。 5.2 导体 5.2.1 导体材质宜选用铜材。 5.2.2 导体截面为 630 mm2及以下 的电缆 宜采用紧压绞合圆形导体结构；导体截 面为 1000 mm2及以上 的电缆 宜采用分割导体结构 ； 导体截面为 800 mm2的电缆 可采用紧压绞合圆形导体结构，也可采用分割导体结构。 5.3 绝缘层 5.3.1 XLPE 电缆 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 应 三层一次共挤成型。 5.3.2 XLPE 电缆 绝缘 标称 厚度应根据工频耐压和雷电冲击耐压水平确定， 不 宜 小于表 5.3.2 规定的数值 。 表 5.3.2 XLPE 电缆绝缘 标称 厚度 U0/U（ Um） （ kV） 绝缘 标称 厚度 tn （ mm） 64/110（ 126） 16 127/220