NBT 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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电缆设计时应考虑以下敷设条件: 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。
电缆防火设施布置方式。 5特殊敷设方式及其他特殊要求
表3.2.2敷设环境温度
.2.3地 考虑下列因素: 1直理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给排水工艺、技术,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。
电缆电压应符合表4.0.1的规定,
表4.0.1电缆电压(kV)
4.2.1在使用条件下,导体截面充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:
式中:6一一电缆持续运行时的最高允许温度(℃),交联聚乙烯(XLPE 缆导体正常运行的允许最高温度为90℃; 一—电缆持续运行时的环境温度(℃); Wa—每米绝缘层的介质损耗(W/m); T一—每米电缆的绝缘层的热阻(k·m/W); T,一—金属套和铠装层之间每米衬垫层的热阻(k·m/W);
R一一每米电缆在持续运行时最高允许温度下的交流电阻(Q2/m); 元一一电缆金属套的损耗系数; 2一一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截面可按下列公式计算:
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
4.3.2330kV及以上电缆及其终端和接头的操作冲击耐受电压应按表4.3.2的规
4.3.2330kV及以上电缆及其终端和接头的操作冲击耐受电压应按表4.3.2的规 定选取。
4.3.2330kV及以上电缆及其终端和接头的操作冲击耐受电压应按表4.3.2的规 定选取。
V及以上电缆及其终端和接头的操作冲击耐受日
缆外护套绝缘工频和雷电冲击耐受电压值(kV)
5.1.1110kV~500kV电缆宜采用XLPE电缆。 5.1.2XLPE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。
5.2.1导体材质宜选用铜材。 5.2.2导体截面为630mm及以下的电缆宜采用紧压绞合圆形导体结构;导体截 面为1000mm及以上的电缆宜采用分割导体结构;导体截面为800mm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
5.3.1XLPE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。 5.3.2XLPE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5.3.2XLPE电缆绝缘标称厚度
5.3.3绝缘厚度的平均值、任一处的最小厚度和偏心度要求应符合表5.3.3的规 定
表5.3.3绝缘厚度的平均值、任一处的最小厚度和偏心度要求
注:1t,为表5.3.2规定的绝缘标称厚度!
2偏心度为在同一断面上测得的最大厚度和最小厚度的差值与最大厚度比值的百分 数。 5.3.4绝缘层及绝缘层界面的微孔、杂质与凸起的限值应按表5.3.4的规定选择
3.4绝缘层及绝缘层界面的微孔、杂质与凸起白
5.4导体屏蔽层和绝缘屏蔽
5.4.1截面500mm以下的110kVXLPE电缆的导体屏蔽层应为一层挤包半 导电层,其他XLPE电缆的导体屏蔽层应由半导电包带和挤包半导电层组成。 5.4.2绝缘屏蔽均应为一层挤包半导电层
5.5.1绝缘屏蔽层和金属套之间应有缓冲层。 5.5.2缓冲层应使绝缘屏蔽层与金属套保持电气上接触良好。 5.5.3缓冲层的厚度应能满足补偿电缆运行中热膨胀的要求
5.6.1电缆金属套应根据通过的不对称短路电流大小、径向防水与承受机械拉 力和压力的要求来选择
5.6.2金属套的选择宜满足下列要求!
1无腐蚀性场所中,电缆的金属套可选用皱纹铝套或平滑铝套。 2在水下或腐蚀性场所中,电缆的金属套宜选用铅套。 5.6.3电缆金属套的截面应满足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,并要求制造厂提供相应计算书。 5.6.4 电缆铅套任一点的最小厚度应满足下式要求:
式中:tmin最小厚度(mm); tn一—标称厚度(mm)。 5.6.5 皱纹铝套任一点的最小厚度应满足下式要求: fanin≥ta (0.1 +0.15tn)
式中: tmin— 最小厚度(mm) 标称厚度(mm)。
2952.1、《电缆外护层第2部分:金属套电缆外护层》GB/T2952.2、《电缆外护 层第3部分:非金属套电缆通用外护层》GB/T2952.3的有关规定外,表面还应 有均匀牢固的导电层。
5.7.4电缆外护套的最小厚度应满足下式要求:
式中:tmin一 最小厚度(mm); ta一标称厚度(mm)。 5.7.5敷设条件需要时,外护套应能防止白蚁、鼠啮和真菌的伤害,外护套预 防添加剂不应是环境保护禁用的材料 5.7.6 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现行国家标准《电缆外护层第 1部分:总则》GB/T2952.1、《电缆外护层第2部分:金属套外护层》GB/T2952.2 和《电缆外护层第3部分:非金属套电缆通用外护层》GB/T2952.3的有关规定 5.7.7整根电缆外护套应印刷或压制下列标记.
式中:tmin 最小厚度(mm);
1 制造厂名称。 2 电压。 3导体截面和材料。 4 绝缘材料。 5 制造年份。
制造厂名称。 2 电压。 3导体截面和材料。 4 绝缘材料。 5制造年份。
6.1.1电缆终端和接头的电压可用Uo/U(Um)表示,不应低于电缆的电压
1电缆终端和接头的各种组件、部件和材料应在满足设计工艺要求下便于 现场安装;电缆附件在绝缘结构上应与电缆本体结合成不可分割的整体。 2电缆终端外绝缘的统一爬电比距应根据污移等级选择,计算电缆终端外 绝缘的统一爬电距离时应取系统最高相电压。电缆终端外绝缘的统一爬电比距不 应低于表6.1.2 的规定
表6.1.2电缆终端外绝缘的统一爬电比距(mm/kV)
3安装地点海拔超过1000m的电缆终端外绝缘水平应按现行国家标准《绝 象配合第1部分:定义、原则和规则》GB/T311.1的有关规定进行海拨修正。 4接头外壳应对地绝缘,外壳绝缘保护盒的绝缘水平与电缆外护套的绝缘 水平应一致;绝缘接头在金属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。
3安装地点海拨超过1000m的电缆终端外绝缘水平应按现行国家标准《绝 缘配合第1部分:定义、原则和规则》GB/T311.1的有关规定进行海拨修正。 4接头外壳应对地绝缘,外壳绝缘保护盒的绝缘水平与电缆外护套的绝缘 水平应一致;绝缘接头在金属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。 6.1.3电缆终端的机械强度应符合下列规定: 1电缆终端的抗震设计应满足现行国家标准《电力设施抗震设计规范》GB 50260的有关规定。 2与架空线直接连接的电缆终端应能承受2kN的水平拉力。 3户外布置的电缆终端还应满足使用环境处风压的要求。
6.1.3电缆终端的机械强度应符合下列规定:
1电缆终端的抗震设计应满足现行国家标准《电力设施抗震设计规范》GB 50260的有关规定。 2与架空线直接连接的电缆终端应能承受2kN的水平拉力。 3户外布置的电缆终端还应满足使用环境处风压的要求。 6.1.4直埋于土壤的接头应在外壳绝缘保护盒外加设防护罩,防护罩应具有防腐
能力。防护罩外应采取措施避免保护盒受力。
能力。防护罩外应采取措施避免保护盒受力。
6.2.1终端中存在绝缘填充剂时,绝缘填充剂应与应力锥材料相容,并对电缆 绝缘介质无害;电缆终端中存在绝缘液体或气体介质时,宜对其设置单独的监 测装置。
6.2.2与GIS连接的电缆终端和与油浸式变压器连接的电缆终端宜采用干式电 缆终端。
6.2.2与GIS连接的电缆终端和与油浸式变压器连接的电缆终端宜采用干式电
6.2.3与GIS连接的电缆终端应满足下列要求
1电缆终端与GIS的接口设计及供货范围划分宜满足现行国家标准《额定 电压72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备与充流体及挤包绝缘电力电缆的 连接充流体及干式电缆终端》GB/T22381的技术要求,并便于电缆终端施工及 检修试验。 2电缆终端的外壳与GIS外壳连接处应有绝缘垫,绝缘垫两侧应沿圆周均 布并联保护器,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户外布置的电缆终端应设置遮阳防护罩
6.2.4与油浸式变压器连接的电缆终端应满足下列要求:
1电缆终端外壳与变压器外壳连接处应有绝缘垫,绝缘垫两侧应沿圆周均 布并联保护器,绝缘垫的绝缘水平应与电缆外护套的绝缘水平要求一致。 2电缆终端应有防止绝缘油和电缆绝缘介质接触的措施。 6.2.5与架空线连接的电缆终端应满足下列要求: 1电缆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 子的绝缘水平应与电缆外护套的绝缘水平要求一致。 2电缆终端的外绝缘统一爬电比距应满足安装地点污移、海拔高度等环境 杀件的要求。 3330kV及以上电缆终端应设屏蔽环,220kV电缆终端宜设屏蔽环
1电缆终端外壳与变压器外壳连接处应有绝缘垫,绝缘垫两侧应沿圆周均 布并联保护器,绝缘垫的绝缘水平应与电缆外护套的绝缘水平要求一致。 2电缆终端应有防止绝缘油和电缆绝缘介质接触的措施,
6.2.5与架空线连接的电缆终端应满足下
1电缆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 子的绝缘水平应与电缆外护套的绝缘水平要求一致。 2电缆终端的外绝缘统一爬电比距应满足安装地点污移、海拔高度等环境 条件的要求。 3330kV及以上电缆终端应设屏蔽环,220kV电缆终端宜设屏蔽环
6.3.1无运输、敷设条件的限制或金属套保护器的选择限制要求时,电 置接头。
6.3.2电缆接头应根据金属套接地方式选用直通接头或绝缘接头。
1接头的电压及其绝缘水平不应低于所连接电缆的电压及其绝缘水平。 2接头的导体应连接良好,导体之间宜采用压接相连。 3接头应有密封性能良好的外壳绝缘保护盒,保护盒外的防护罩应能耐受 机械外力。
6.3.4接头结构型式的选择应满足下列要求:
6.3.4接头结构型式的选择应满足下列要
接头结构应满足电缆电压等级、绝缘类型、安装环境和设备可靠性要求。 接头的结构型式可按表6.3.4选择
表6.3.4接头的结构型式
7金属套接地方式和过电压保护
7.1金属套接地方式的选择
3电缆金属套的接地点可选择在电缆的任一端,电缆两端所连接的电气设 备不同时,接地点应按下列规定选择: 1)电缆一端连接变压器,另一端连接架空线路时,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。 2)电缆一端连接GIS,另一端连接架空线路时,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。 3)电缆一端连接GIS,另一端连接变压器时,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。 7.1.3电缆线路较长,采用一点直接接地方式不能满足感应电压规定要求时,应 采用交叉互联接地(图7.1.3)方式。电缆线路全长宜等分成3的倍数段,一个互 联保护单元段长差不宜超过50m;相邻两段的金属套应进行交叉互联,在电缆 两端金属套三相互联接地,电缆金属套分隔应采用绝缘接头。分段长度应使金属 套上任一点的感应电势不超过本规范第7.1.1条的要求,
图7.1.3交叉互联接地 1一电缆终端:2一直接接地;3一接头;4一绝缘接头:
5一回流线:6一金属套保护器
7.2.1金属套感应电压的计算应符合现行国家标准《电力工程电缆设计标准》 GB50217的规定。 7.2.2计算电缆金属套的工频过电压时宜按“三七开”布置回流线。 7.2.3电缆金属套交叉互联且两端直接接地时,金属套的感应电压可只计算一个 分段。 7.2.4电缆金属套不直接接地端应装设金属套保护器。 7.25金属套绝缘承受的雷电冲击过电压值可按下式计算
U =U, +I(R +RL)
:U:金属套绝缘承受的雷电冲击过电压(kV); U。一一金属套保护器的残压(kV); 通过金属套保护器的最大雷电流幅值(kA); R一 金属套保护器与地网连接的冲击接地电阻(2),一般取22; kV电缆可取0.337Q/m,330kV电缆可取0.62Q/m,500kV电缆 可取0.818Q/m:
代中:Us一一金属套绝缘承受的雷电冲击过电压(kV); U。一一金属套保护器的残压(kV); 通过金属套保护器的最大雷电流幅值(kA); R. 金属套保护器与地网连接的冲击接地电阻(2),一般取22; R, 金属套保护器连接线冲击电感的等值电阻(Q/m),对110kV~220 kV电缆可取0.337Q/m,330kV电缆可取0.62Q/m,500kV电缆 可取0.818Q2/m;
L 金属套保护器连接线的长度(m),可取2.5m。
7.2.6金属套绝缘承受的雷电冲击过电压值和操作冲击过电压值的工程详细计 算宜采用计算机仿真计算,
7.3.1110kV及以上电缆金属套一端直接接地时,下列任一情况下,应沿电缆邻 近设置回流线: 1系统短路时电缆金属套产生的工频感应电压超过电缆护层绝缘耐受强度 或金属套保护器的工频耐压。 2需要抑制电缆对邻近弱电线路的电气干扰强度。 7.3.2回流线的选择与设置应符合下列规定: 1回流线的阻抗及其两端接地电阻应达到抑制电缆金属套工频感应过电压 并应使其截面满足最大不对称短路电流作用下的热稳定要求,短时耐受电流持续 时间按照本规范第3.1.8条的规定选取。 2回流线的排列配置方式宜采用“三七开”布置方式,当安装布置困难时 可采用双曲线上对称点敷设。 3回流线宜采用铜芯电缆,其绝缘等级应根据感应电压计算结果与电缆金 属套绝缘相匹配,宜采用10kV电缆。
7.4.1金属套保护器应符合下列规定
1在可能的最大冲击电流作用下,电缆外护套的冲击耐压水平与金属套保护 器的残压之间的配合系数不应小于1.4,并应校核金属套上的冲击感应电压与外 护套的冲击耐压水平的绝缘裕度。 2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。最大工频感应过电压作用下,在可能长的切除故障时间内,金属套 保护器应能耐受。切除故障时间应按2s计算。
3可能最大冲击电流累积作用20次后,金属套保护器不应损坏。 4金属套保护器的残工比宜选择在2.0~3.0。 5金属套保护器应选用氧化物保护器,并配有动作记录器。 7.4.2金属套保护器的性能参数应符合绝缘配合的要求。 7.4.3金属套保护器的配置连接应满足下列要求: 1金属套保护器配置方式应按冲击过电压抑制效果、满足工频感应过电压下 参数匹配、便于检查维护等因素综合确定,宜采用金属套一端接地、另一端三相 金属套保护器按Yo连接的方式。 2金属套保护器连接回路应满足下列要求: 1)连接线应尽量短,宜采用同轴电缆,其截面应满足系统最大不对称短路 电流通过时的热稳定要求。 2)连接回路的绝缘导线的绝缘性能不应低于电缆外护层绝缘水平, 3)金属套直接接地箱和保护器接地箱的材质及其防护等级应满足其使用环 境的要求。
8.1.1固定电缆的夹具宜采用铝合金制作,也可采用非磁性不锈钢材料制作,其 机械强度应承受回路短路电动力的作用;夹具表面应光滑无尖角和毛刺,安装简 便。 8.1.2电缆夹具与电缆间应加氯丁橡胶或其他合成材料做的绝缘垫层,垫层厚度 不宜小于5mm。 8.1.3夹具安装时应采用力矩扳手紧固。
8.2.1电缆支架、悬吊式敷设电缆的吊具和悬臂支架梁的机械强度,应满足电缆 及其固定件的全部荷重和安装维修临时附加的荷重要求,安装维修临时附加的荷 重应主要包括安装时的纵向拉力、电缆传输装置重量和人体重量。 8.2.2电缆支架表面应光滑无尖角和毛刺。 8.2.3电缆支架应采取防腐措施并可靠接地。 8.2.4电缆支架应符合工程防火和防腐蚀要求,宜采用热浸镀锌型钢制成。构成 闭合磁路时,支架应采用非磁性材料隔断。 8.2.5刚性固定电缆的支架固定在构筑物上时,电缆及支架均不应产生位移。 8.2.6挠性固定电缆的支架固定在构筑物上时,支架不应产生位移,电缆可在电 缆轴向和径向上偏移。
8.3.1电缆终端支架高度和间距的设计应符合下列规定:
2电缆终端支架的设计应满足电缆弯曲半径的要求,并便于终端安装。 8.3.2电缆终端支架应能支撑终端的全部荷重和安装维修临时附加的荷重,并应 符合本规范第6.1.3条的要求;钢结构构件设计应符合现行国家标准《钢结构设 计标准》GB50017的有关规定。 8.3.3电缆终端支架的材料和结构应满足下列要求: 1电缆终端支架应符合防腐蚀要求,宜采用热浸镀锌型钢制成。 2钢结构支架不宜围绕电缆构成闭合磁路,否则应采用非磁性材料隔断闭合 磁路。 3电缆终端支架应与接地网可靠连接。
8.4电缆在线监测装置
8.4.1220kV及以上电缆宜装设分布式光纤测温在线监测装置。 8.4.2500kV电缆终端和接头可装设局部放电监测装置。 8.4.3接地箱处宜装设多点接地在线监测装置。 8.4.4空气终端中存在绝缘填充油或气体介质时,宜对其设置单独的监测装置
9.1.1电缆路径选择应符合下列要求: 1电缆路径应避免电缆遭受机械外力、振动、水浸泡、腐蚀等损害。 2电缆路径应便于电缆的敷设与维护。 3电缆路径应避开易燃、易爆的场所。 4电缆路径中宜在两端各预留重新制作一个终端所需长度的电缆。 9.1.2电缆路径应满足电缆充许弯曲半径的要求;电缆敷设时的充许弯曲半径可 按电缆外径的20倍计,电缆安装后的允许弯曲半径可按电缆外径的15倍计。 9.1.3电缆不应与供热管道布置在同一构筑物中。 9.1.4厂区内电缆根据工程条件可敷设于隧道、竖并或斜井内,条件受限制时也 可敷设于电缆沟内,但不宜采用直埋敷设。 9.1.5电缆在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应小于1m。 9.1.6未呈品字形布置的单芯电力电缆,有两回及以上布置在同一通道时,电缆 工程设计应计入相互影响。 017由缆的布置应留有试验场地
9.1.7电缆的布置应留有试验场地。
9.2.1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。 9.2.2电缆隧道、斜井的净高不应小于2000mm,电缆两侧布置时通道净宽不应 小于1000mm,电缆单侧布置时通道净宽不应小于900mm。 9.2.3110kV~220kV电缆支架或吊架的层间距离不宜小于350mm;330kV及 以上电缆支架或吊架的层间距离不宜小于400mm;水平敷设时最上层电缆支架
9.2.1敷设在同一隧道、斜并或竖井内的电缆回路数不宜超过4回。 9.2.2电缆隧道、斜井的净高不应小于2000mm食用盐标准,电缆两侧布置时通道净宽不应 小于1000mm,电缆单侧布置时通道净宽不应小于900mm。 9.2.3110kV~220kV电缆支架或吊架的层间距离不宜小于350mm;330kV及 以上电缆支架或吊架的层间距离不宜小于400mm: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,最下层支架距地坪不应小于150 mm 9.2.4电缆竖并中应设置供人上下的活动空间,高差超过5m时宜设楼梯,且每 隔3m左右宜设有楼梯平台;高差超过20m且电缆回路数在2回及以上时可增 设电梯。 9.2.5电缆隧道、竖井和斜井应采取防渗漏水和防外部进水的措施,并设置排水 设施,隧道底部沿纵向宜设泄水边沟。 9.2.6电缆斜井的倾斜角不宜超过35°
9.2.6电缆斜并的倾斜角不宜超过35°
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底座绝缘子的设计应能使不吊起终端就能更换绝缘子。 3金属套接地连接箱宜布置在支架上,金属套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。
烟草标准9.3.2电缆接头布置应满足下列要求:
电缆接头宜设置在水平敷设段 2电缆接头的布置应三相错开,不得妨碍电缆接头制作,并能方便地吊装就 位。 3金属套接地连接箱宜布置在支架上,金属套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
电缆在构筑物明敷时,电缆的固定应满足下列规定: 1紧邻终端、接头或转弯处的电缆应设置不少于2处的刚性固定。 2竖井或斜井敷设的电缆顶部宜设置不少于2处的刚性固定。 3蛇形敷设电缆的每一周波中应设置不少于1个刚性固定,其余宜采用挠性
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