EJ T 649-1992 核电厂电线系统设计及安装准则.pdf
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1、E.J 中华人民共和国核行业标准1992-03-1, 蓝布EJ/T“一2核电厂电缆系统设计及安餐准则中国核工业总公司发布”2-07”寞目次1 主题内睿与适用范围“.(1) 2 引用标准.”.”(1)3术语.”.(1)4 电缆佳能.”.”.”.(2) 5 电力电缆的导体尺寸和电压额定值”.”.(3) 6 电缆系统的电气分隔”.”(4)7 冗余电缆系统的分隔”.”.臼8 屏蔽和屏般接地”.”.”.9 电缆贯穿用的挡来封堵件,挡火隔断物,系统包壳及涂料.”(11)10 火灾探测系统.”.”.(12) 11 灭火系统.(15) 12 安装和堆放.”.(16) 13 已安搜电缆的验收试量.”.(22)
2、14: 电缆通道.”.”(23)附录A屏戳在一点接地以限制鼻E电压到25V的电缆典型怯度参考件.(28) 中华人民共和国核行业标准1 主题内容与适用范围核电厂电缆系统设计及安餐准则本标准规定了核电厂导线和电缆系统的设计及安装准则。EJ/T“一,2本标准适用于核电厂也适用于非核电厂。对于核电厂安全级电路系统的导线和电缆系统的设计及安装在EJ534中规定。2 sl用标准GB 16 建筑设计防火规范GB 54 低压配电装置及线路设计规班GB 58 爆炸和火灾危险场所电力装置设计规范GBJ 116 火灾自动报警系统设计规范GBJ 232 电气装置安装工程施工及验收规范EJ 534 核电厂安全级电路电缆
3、系统的设计和安装HAF 0202 核电厂防火SDJ 26 发电厂、变电所电缆选择与敷设设计规程3 术语3. 1 核电厂的设计寿命design life of a nuclear power generating station 在规定的运行条件下核电厂具有预期的满意性能的一段时间。3.2 电缆使用寿命service life of cable 在规定的使用条件下电缆具有预期的满意性能的一段时间。3.3 电缆屏蔽cable shielding 对于电力电缆是加在单芯导线或多芯导线绝缘上面的一层非磁性金属材料,以限制导线绝缘上的电场。对于仪表电缆是在单芯或多芯导体绝缘上所加的金属护套(通常为铜或铝
4、),作为减少该屏蔽导体和其它对静电场敏感的或可能产生不希望有的噪声静电场的导体之间的静电搞合的一种措施。3.4 常模噪声(横向的或差值的)normal mode noise (transversal or differential) 在两根信号线之间差值地出现的并以有效信号同样的方式作用在信号传感电路上的噪声电压。3.5 共模噪声(纵向的common-mode noi目(longitudinal)中国核工业总公司199203 16批准1992-07-01实施EJ/T 649-92 相等地出现并在相位上是从每根信号线到地的噪声电压。3.6共模向常模转换common-mode to normal-
5、mode conversion 除由周围一般的静电场和电磁场源在信号导体中产生的共模电压外,在一个装置中不同的接地点之间还由于流有接地电流而存在电压差,该电压差可以认为是共模的。它们产生的电流是共模的。这些共模电流在不等的回路阻抗上能产生常模噪声。3.7 串扰crosstalk 由邻近回路里的交流或脉冲信号产生的噪声或附加信号。3.8 耐火屏障fire-resistive barrier 为了防止火灾蔓延而设置的墙、楼板或楼板天棚组合体。耐火屏障必须具有足够的耐火极限以便经受住该耐火屏障附近预期发生的最严重的火灾的作用,并对火灾蔓延提供完整的屏障。3.9耐火屏障的耐火极限fire-resist
6、ive barrier rating 官以时间(小时或分表示,并且表明在这段时间内,耐火屏障能耐受标准火焰而不失效3.10 电缆贯穿件cable penetration 用于电气导体进入并连续通过耐火屏障的一个组件或一个组件组3. 11 电缆贯穿的挡火封培件cable penetration fire stop 用于电缆穿过耐火屏障并保持它们所要求的耐火极限的材料、装置或组件。3. 12 电缆的挡火隔断物cable fire break 安装在除防火屏障的电缆贯穿处以外的电缆系统中,用于防止火灾沿电缆系统蔓延的材料、装置或组件3.13 电缆系统的包亮cable system enclosure
7、 (cocoon) 安装在电缆系统周围的组件,用于遭到该区域内可预期发生的最严重火灾时,在一定时间内,保持包壳内所有电路的完整性。3.14 防火涂层fire protective coatings 为了防止火焰蔓延外加在整根电缆或电缆组件上的一种材料。防火涂层包括液体、粘贴剂和带子。4 电缆性能本章规定了对电缆性能的要求,并且是制定安装在核电厂内的电缆的技术条件的依据。不应强调电缆的某一性能而严重损害其他性能协调电缆的各个性能以及良好的安装、设计和施工,对于提供一个完善的电缆系统来说是必要的4.1 使用条件4.1.1 敷设方式电缆可以直接埋地,敷设在地下排管组或电缆沟内,或者敷设在地面主的电髓
8、托架、导管和线槽中4. 1.2 运行温度2 EJ/T 649-92 核电厂中电缆的运行温度通常基于z环境空气温度为40或环境土壤温度为20。对于敷设在环境温度超过这些值的区域内的电缆应予特殊考虑。4. 1. 3 环境条件电缆应适应于它们敷设区域中出现的所有环境条件。4.2性能4. 2.1 使用寿命电缆的使用寿命至少应等于核电厂的设计寿命。4.2. 2 热稳定性在设计寿命期内,当电缆经受最高环境温度和它本身发出的热量作用时,应保持运行条件所要求的绝缘特性。4.2.3 耐潮湿性当电缆敷设在潮湿场所,尤其在地下时,在它们的使用寿命期内,应保持它们所要求的绝缘特性。4.2.4 耐化学性如果电缆敞露在化
9、学物质的环境中,应保持它们所要求的绝缘特性。4. 2. s 阻燃性若电缆敷设在火焰蔓延具有重大影响的敞开式或封闭式电缆托架、线槽或其他电缆通道系统内,应达到规定的火焰试验要求。4. 2.6 耐辐照性敷设在核电厂内的电缆,当遭受到由核电厂设计准则假设的预期累积辐照剂量作用时,应保持它们所要求的绝缘特性。s 电力电缆的导体尺寸和电压额定值电力电缆系统的合理设计要考虑环境温度、正常和应急负荷、系统故障水平、电压降、系统标称电压和接地等因素。s. 1 环境温度这是一个重要的设计参数,根据它确定在特定敷设方式下具有给定尺寸的电缆的持续载流能力(载流量)。在超过规定环境温度的区域,可能要求降低电缆的载流量
10、或要求特殊类型的绝缘和护套材料。s.2 电流负荷电力电缆应具有承载正常和应急负荷电流的能力。电力电缆运行规程及SDJ26提供了各种电缆结构和敷设方式的电缆载流量表,并给出了环境温度、多根并列敷设、土壤热阻系数等参数变化的校正系数。对于未包括在上述文件中的电缆应以制造厂的数据为准。对于无间距地平行敷设的电缆其载流量应减少并应采用工业上可接受的方式或参考有关标准(或资料确定。在电缆途经不同的敷设条件(埋地、阳光下、明管、带盖电缆托架、线槽、靠近热管线等的地方,应按最严重的热条件来选择导体尺寸。使用阻燃覆盖物和贯穿挡火封墙件等可能影3 响电缆的载流量,并应加以考虑。s. 3 系统的故障水平EJ/T
11、649-92 在电力电缆运行规程中给出了电缆的允许短路电流计算公式。制造厂的样本中一般也给出不同短路时间的短路电流。5.4 电压降在选择导体尺寸时应考虑电压调整的要求。在启动和运行情况下,电动机供电线路的电压降应限于使电动机仍能在设计技术规格书所允许的范围内运行。s.s 系统的标称电压和接地这些因素决定了电缆电压的额定值和绝缘等级。应该恰当地选择电缆电压额定值、绝缘等级以及相对于电缆电压额定值的过电压能力。6电缆系统的电气分隔本章按照电压等级、信号电平和电气噪声易干扰性,对电缆系统的电气分隔作出规定。6.1 电缆分类中压电力电缆z用于向额定电压为lOOOV以上的厂用电系统的用电设备供电。低压电
12、力电缆:用于向额定电压为lOOOV及以下的厂用电系统的用电设备供电。控制电缆用于较低电流水平或用于为改变厂用电系统用电设备运行状态的断续操作。仪表电缆z用于传递可变的电流和电压信号模拟量或用于传递编码信息(数字量。6.2 分隔敷设在层叠电缆托架内的电缆应按电压等级递减的方法放置,较高电压在顶部。6. 2.1 中压电力电缆应这样敷设电缆,使中电压不能施加到任何较低电压系统上。实现这种分隔的方法为za. 中压电缆敷设在与低压电力电缆、控制电缆以及仪表电缆分隔的通道内,并建议不同等级的中压电力电缆分别敷设在分隔的电缆通道内:b. 使用铠装屏蔽电缆(不要求分隔的电境通道。6. 2. 2低压电力电缆和控
13、制电缆如果它们各自的直径差别不大,并且有一鼓的运行温度和额定电压,则这些等级的电缆可以混合敷设。这时,按所有电缆都作为电力电缆来计算电力电缆的载流量。6. 2. 3仪表电缆敷设这些电缆应便来自相邻电路或设备的噪声干扰降至最低。实现分隔的方法为za. 在仪表电缆和任何电气噪声源之间提供实体分隔Fb. 在分隔的封闭磁性通道内敷设sc. 采用如双芯或屏蔽那样的电缆结构形式zd. 模拟量信号电缆与所有的电力、控制电缆以及传递数字量或脉冲信号的无屏蔽电缆分开敷设屏蔽声频通信电缆(无电源芯线可以敷设在有模拟量信号电隽的通道内7冗余电缆系统的分隔7.1冗余电缆系统4 EJ/T 649-92 用于同一目标的两
14、个或更多的系统它们可以是一些涉及人身或公共安全的系统,如消防泵p或者是由于设备故障会造成严重的经济后果而提供的冗余系统,如汽轮发电机的交流和直流轴承润滑油泵。1.2 设计依据冗余电缆系统间应分隔开以保证单个可信事故不会阻碍所要求的核电厂特定功能的实施。分隔也用于部分容量系统(例如三个50%的系统以提高工作可靠性。要求分隔的程度随着核电厂特定区域内对电缆系统的潜在危险而定。这些区域可划分如下za. 机械损伤区zb. 火灾危险区Fc. 电缆集散区Fd. 电缆贯穿区。7. 2.1潜在危险区7. 2. 1. 1机械损伤区实体布置或防护屏障或两者都应使得可信的飞射物不会引起冗余电缆系统的损坏飞射物的可能
15、来源包括2a. 大型旋转设备pb. 高压管道和压力容器$c. 变压器和开关装置sd. 吊车及其荷载(仅在核电厂停闭期间才搬运的吊车荷载不需要考虑。7. 2.1. 2火灾危险区冗余电缆系统的布置应保证a. 假定的可信火灾不会损坏一个以上的系统。应避免冗余电缆系统的敷设路径通过同一个可能储存大量油或其它易燃材料(包括煤粉尘的区域zb. 假定的可信火灾不会从一个系统蔓睡到另一个系统。冗余系统的电缆应有足够的水平分隔和垂直分隔以防止一系统中的火灾引燃另一个系统中的电缆。如果这种分隔达不到,则应安装耐火屏障。7. 2. 2 电缆集散区电缆集散区通常邻近控制室,在那里,从控制屏出来的电缆通到电厂的各个区域
16、,分散进入不同的电缆托架。7. 2. 2. 1 如果冗余系统电缆的布置不足以保证在一个系统中假定的可信火灾不会引燃冗余系统中的电缆,那么在冗余电缆系统之间应安装屏障。例如将两个系统分别封闭在不同的金属通道内或用防护层将一个系统封闭起来。7. 2. 2. 2 电缆集散区不应含有高能设备,如开关装置,变压器,旋转设备,飞射物或管子甩击的潜在源z也不应用于储存可燃物质。在电缆的集散区的线路应限于执行控制和测量功能,以及服务于控制室和仪表系统的电源线路和装置。给仪表和控制室配电盘供电的电摞馈线应敷设在封闭的金属通道内。要求穿越这个区域的其他电力线路应根据它们的分隔要求安排在最少的路径内,并单5 EJ/
17、T 649-92 独布置这些电力线路。这样的电力线路应根据6.2条的规定和这个区域内的其它线路分隔开对于这样穿越的电力线路的一个可接受的替换路径是将它们敷设在埋管内或在一个分隔的套管内(例如水泥管或其他合适的套管,该套管实际上把线路从电缆集散区分离出去。8屏蔽和屏蔽接地8.1 中压电力电缆中压电力电缆采用屏蔽和屏蔽接地是为了减少人身电击危险,限制电缆内介质场强以及最大限度地减小由于表面放电引起电缆绝缘和护套的损坏。选择屏蔽接地的位置以及一点和多点接地的效果是敷设屏敲电缆要考虑的因素。8.1.1 屏能酌实施额定电压高于5kV的电缆应有屏蔽,但特殊用途或特殊设计的电缆以及其屏蔽是用于监测和试验电缆
18、绝缘完整性者除外。用在2SkV工作范围内的电缆要仔细判断。每一种情况都应该考虑它本身的指标。在2SkV范围内,存在下列任一条件的地方应考虑电缆屏蔽za. 从导电环境过渡到非导电环境;b. 从潮湿土壤过渡到j干燥土壤zc. 干砂地,例如沙漠zd. 潮涩的导管ze. 接至架空线zr. 在电缆表面会聚集导电物质例如煤烟或盐沉积物)的地方;g. 静电放电大到足以干扰控制和测量电路的功能;b. 涉及人身安全Fi. 长的地下电缆;j. 在托架内的单芯电缆。8.1. 2屏蔽终端的实施绝缘屏蔽必须小心地和完全地剥除并使用合适的应力调节材料葫器件。屏蔽电缆的终端实施细节上应符合制造厂的说明和建议。如果屏蔽没有全
19、部剥除,由于泄漏和闲络可能导致过量的漏电流。8. 1.3接地的实施电缆屏蔽和金属护套或铠装应在一点或多点牢固接地,这样它们任何时候都工作在地电位或接近地电位如果屏蔽只在一点接地,贝电缆嗷设长度应由可接受的屏蔽电压上升值所限定。这种校核对于三相回路在下列情况下通常可以省略za. 三芯电缆,由一个公共的屏蔽或金属护套封包zb. 单芯屏蔽电缆,其芯线为240mm2或更小,三相一起敷设在一个共同的管子里Fc. 三芯屏蔽或三个芯各自屏蔽的电缆,其芯线截面小于240mm2;d. 单芯铅包电缆,其芯线截面为120mm2或更小,三相一起敷设在一个共同的管子里6 EJ/T 649-92 由于经常使用贯穿式电流互
20、感器或零序电流互感器作接地过电流保护,应小心处理电源侧电缆的屏蔽终端如果屏蔽导体通过贯穿式电流互感器,为了使继电器正确动作,在接地之前屏蔽导体应通过这个电流互感器返回8.1.4 影响载流量的屏蔽损耗多于一点接地的屏蔽或铠装上流有感应环流当计算电缆载流量时应考虑感应环流对热效应的附加作用。在多于一点接地的屏蔽中流动的环流值取决于电缆屏蔽和电缆芯线之间的互感、和别的电缆中芯线的互感、在这些芯线中的电流以及屏蔽的阻扰。环流使屏蔽发热井减少电缆的有效载流量。表1给出了单芯电缆的屏蔽损耗计算公式。为了简化互感和屏蔽阻抗的计算,可以使用式(1)式(4)(这些公式忽略了邻近损糙,但对实际应用,其精度是足够的
21、): s XM=2f (0. 4605log10一). (I) rm (XM = 144. 71 lg1of:, 50Hz时a=2f(O. 4605 log,o2) . (2) (a=43. 56, 50Hz时b=2f(O. 4605.log105) . (3) (b=IOI. 15, 50Hz时)Rs=3. 22 io1L . ( 4) fmt 式中:XM一一屏蔽和芯线之间的互感(单位长度),O/m;a. b一一各种不同的电缆排列的互感校正系数(单位民度),O/m; Rs一一屏蔽电回(单位长度),O/m t一一屏蔽用的金属带的厚度,mm;f一一频率,Hz;s一一电缆中心间距,mm;rm 一屏
22、蔽的平均半径,mm;I-芯线电流,A;p一一在运行植度(假设50)时屏蔽的视在电阻率(包括屏蔽带或线的螺旋修正量),0 mm2/mo p的典型值z交叠铜带铅包铝包0. 049870 mm2 /m 0. 24940 mm2 /m 0. 033250 mm2 /m 假设电缆载有平衡电流,对于每根导管中散设三根电缆,用表1中第二种排列方式。在这种情况下考虑到在导管中间距不规则,间距S等于电缆外径增加20%。一回电路的所有三个相应敷设在同一导管内。当每根导管必须只敷设一相时,那么应使7 EJ/T 649-92 用非金属管或非导磁金属管如果使用非导磁金属管,由于增大了电抗,在电缆载流量中应考虑附加损耗的
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