《电力电缆讲座》PPT课件.ppt

35kV电力电缆讲座,张学晋,目录,第一部分 电力电缆基本情况第二部分 电缆工程设计相关部分第三部分 电力电缆电气安装工程施工及验收第四部分 电力电缆的运行维护管理 第五部分 电力电缆交接、预防性试验、检测,主要依据：GB50168-2006）电力装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB 501502006 电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB50217-2007电力工程电缆设计规范GB/T12706.3-2008GB50065-2011交流电气装置的接地设计规范的5.2部分DL/T4012002高压电缆选用导则DL/T1253-2013电力电缆线路运行规程、DBJ04/T319-2016城市电力电缆工程设计及施工验收系列标准2012年国家电网公司十八项电网重大反事故措施防止电力电缆损坏事故部分,第一部分 电力电缆基本情况,1.01电力电缆的发明历史1880年，爱迪生在纽约，费兰蒂在伦敦几乎在同一时间发明了第一条电力电缆，他们把导线用绝缘材料包起来，埋在地下，用于照明供电。这就是最早的低压电缆。1890年英国开始安装10kV单相电缆。1910年英国开始使用35kV三芯电缆。1926年英国开始使用66kV充油电缆。1932年意大利安装了220 kV充油电缆。1960年法国制造了500 kV充油电缆1969年美国试装了345 kV SF6充气电缆。,1969年法国安装了225 kV聚乙烯绝缘电缆。1995年日本有了500 kV交联聚乙烯绝缘电缆。2000年以来各国在研制7501000 kV电缆。近些年各国的特殊电缆也在研制中，2006年我国安装了试验用超导电缆。1.02电缆供电网与架空供电网的主要区别架空线路由基础、杆塔、横担、报箍、绝缘子、拉线、导线、引下线、接户线、接地线、连接金具、避雷器、跌落保险、杆上断路器、负荷开关、刀闸、变压器等组成。电缆线路由电缆、接头、终端、避雷器、连接金具、支,第一部分 电力电缆基本情况,架、固定卡具、接地线、环网柜、分支箱、保护管、箱式变等组成。二者最主要的不同是，电缆本体设备都是全封闭，电压防护为全屏蔽，具有良好的接地保护。架空线路设备基本属于开放性设备，进行绝缘化改造后，电压防护有所提高，但是没有地电位屏蔽措施，因此还必须保持一定的防护距离。1.03网络结构方面架空线路接线灵活，分支方便，更换改造设备容易。电缆线路分支不方便，更换改造设备困难。,第一部分 电力电缆基本情况,1.04运行、检修管理方面架空线路各种设备外露，易于观察，巡视、清扫、故障查寻和缺陷处理方便。容易受到雨、雪、风等自然灾害影响。电缆线路大量设备安装属于隐蔽工程，不能直接观察，故障查寻困难，处理故障时间长。抵抗雨、雪、风等自然灾害灾能力较强。1.05造价方面架空线路造价低，电缆线路造价高。根据估算，传输同样的容量，电缆工程要高于架空线工程610倍的投资。,第一部分 电力电缆基本情况,1.06电缆网的主要特点电缆网的优点:1占用地面和空间少。2受天气和外部环境影响小。3可提高系统功率因数。4有利于人身安全。5运行维护工作简单方便。6有利于城市规划，有利于环保。电缆网的缺点:1建设投资费用大,第一部分 电力电缆基本情况,2电缆线路不易更改3分支技术复杂4电缆接头需要专门技术，费用较高。5故障寻测困难，修复时间长。1.07电力电缆的基本结构通俗的定义：在金属线芯上进行绝缘挤包缠绕，用防护材料进行屏蔽、密封，能够传输电能的特殊导线。其构造特性要点：1、线芯；2、绝缘；3、防护；4、密封；,第一部分 电力电缆基本情况,1.08电力电缆按照电压等级分类6kV35kV中压电力电缆：6/6（7.2）kV；6/10（12）kV；8.7/10（12）kV；8.7/15（17.5）kV；21/35（40.5）kV；26/35（40.5）kV1.09按照绝缘材料划分电缆类型1、交联聚乙烯绝缘电缆2、聚氯乙烯（PVC）绝缘电缆3、聚乙烯（PE）绝缘电缆4、橡胶绝缘电缆,第一部分 电力电缆基本情况,5、粘性油纸绝缘电缆 6、不滴流油纸绝缘电缆7、充油电缆8、充气电缆说明：橡塑绝缘电力电缆是指聚氯乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘和乙丙橡胶绝缘电力电缆1.10电缆导体（线芯）：其作用是用来传输电能，常用材料为铜、铝，近来铝合金电缆开始推广；截面积（计量单位平方毫米）：为了便于制造和使用电缆的截面采取标准系列规格，我国的规定是：2.5、4、6、10、16、25、,第一部分 电力电缆基本情况,35、50、70、95、120、150、185、240、300、400、500、630、800、1000、1200、1400、1600、2000、2500等。1.11线芯结构：采取多根细丝绞合成束，绞合的根数国标也有规定，绞合后再经过模具进行压紧，使紧压系数从0.73提高到0.9以上，有利于进行压接连接。如果需要其它形状的导体如扇形，也可以通过不同的模具得到。这样的结构可以提高导体的抗拉强度和弯曲柔韧性。1.12电缆导体电阻：由于导体本身具有电阻，在通过电流时会发热，其温升数值是限制电缆载流量的关键因素。因此我们希望导体的电阻越小越好。,第一部分 电力电缆基本情况,例如240mm2的铜芯20时导体最大电阻,小于0.0754/k。导体电阻率反映两个方面的情况，金属的纯度达不到要求其电阻率要升高，线芯的实际截面积缩小其电阻率也要升高，因此我们检验电缆截面是否达到指标，是以电阻率即物理截面积为准。1.13导体屏蔽层结构特征导体屏蔽层（内屏蔽层,内半导电层）一般情况3kV及以下低压电缆没有导体屏蔽层，6kV及以上的中高压电缆都必须有导体屏蔽层。导体屏蔽层是挤包在电缆导体上的非,第一部分 电力电缆基本情况,金属层，体积电阻率为1001000 m。通常也称为半导体屏蔽层，与导体等电位。1.14电缆导体电阻：由于导体本身具有电阻，在通过电流时会发热，其温升数值是限制电缆载流量的关键因素。因此我们希望导体的电阻越小越好。例如240mm2的铜芯20时导体最大电阻,小于0.0754/k。导体电阻率反映两个方面的情况，金属的纯度达不到要求其电阻率要升高，线芯的实际截面积缩小其电阻率也要升高，因此我们检验电缆截面是否达到指标，是以电阻率即物理截面积为准。,第一部分 电力电缆基本情况,1.15导体屏蔽层结构特征导体屏蔽层（内屏蔽层,内半导电层）一般情况3kV及以下低压电缆没有导体屏蔽层，6kV及以上的中高压电缆都必须有导体屏蔽层。导体屏蔽层是挤包在电缆导体上的非金属层，体积电阻率为1001000 m。通常也称为半导体屏蔽层，与导体等电位。1.16导体屏蔽层主要作用：消除导体表面的坑洼不平；消除导体表面的尖端效应；消除导体与绝缘之间的孔隙；使导体与绝缘之间紧密的接触；改善导体周边的电场分布；对于交联电缆导体屏蔽层还具有抑制电树生长和热屏蔽作用。,第一部分 电力电缆基本情况,1.17绝缘层(主绝缘)电缆主绝缘具有耐受系统电压的特定功能，在电缆使用寿命周期内，要长期承受额定电压和系统故障时的过电压，雷电冲击电压,保证在工作发热状态下不发生相对地或相间的击穿短路。因此主绝缘材料是电缆的质量关键。交联聚乙烯是一种良好的绝缘材料，现在得到广泛的应用,其颜色为青白色半透明。交联聚乙烯主绝缘材料具有以下特性1较高的绝缘电阻 2能够耐受较高的工频、脉冲电场击穿强度，3较低的介质损失角正切值4化学性能稳定；,第一部分 电力电缆基本情况,5耐热性能好，长期允许运行温度90。6良好的机械性能，易于加工和工艺处理。1.18电缆产品电压表示为 U0/U（Um）U0：电缆设计用的导体对地或金属屏蔽之间的额定工频电压；（相电压）U：电缆设计用的导体间的额定工频电压；（线电压）Um：设备可承受的“最高系统电压”的最大值；（最高电压）例如；6/10(12)；8.7/10（12）；21/35(40.5)；26/35（40.5）kV 64/110（126）kV,第一部分 电力电缆基本情况,1.19三相工频系统的中性点接地方式以上A、B、C三类电压的划分，是与系统保护有紧密联系的。保护的确定又与三相工频系统的中性点接地方式有密切的关联。接地方式有四种情况：中性点直接接地；中性经消弧线圈接地；中性点经电阻接地；中性点不接地。,第一部分 电力电缆基本情况,第一部分 电力电缆基本情况,26/35KV单芯铝导体交联聚乙烯绝缘电力电缆截面图,第一部分 电力电缆基本情况,1.20绝缘屏蔽层的工艺特性1绝缘屏蔽按照工艺分为可剥离型和不可剥离型，一般中压电缆，35kV及以下采用可剥离型,好的可剥离绝缘屏蔽具有良好的附着力，剥离后没有半导电颗粒残留。110kV及以上采用不可剥离型。不可剥离型屏蔽层与主绝缘的结合更紧密，施工工艺要求更高。1.21绝缘屏蔽层的工艺特性2在现代的交联生产工艺中导体屏蔽、主绝缘、绝缘屏蔽三层是在机器中同时完成的。即三层共挤技术，简称03技术。三层共挤技术更好的发挥了半导电材料的屏蔽作用。1.22金属屏蔽层金属屏蔽层包裹在绝缘屏蔽层外，金属屏蔽层一般采用铜带或铜丝,第一部分 电力电缆基本情况,，它是将电场限制在电缆内部，保护人身安全的关键结构。也是保护电缆免受外界电气干扰的接地屏蔽层。在系统发生接地或短路故障时，金属屏蔽层是短路接地电流的通道，其截面积应根据系统短路容量、中性点接地方式计算确定，一般35kV系统计算屏蔽层截面积推荐不小于35平方毫米。1.23金属屏蔽层的结构特性在110kV及以上电缆线路中金属屏蔽层是由金属护套构成，既有电场屏蔽作用还有防水密封功能，同时还兼有机械保护功能。金属护套的材料和结构一般采用波纹铝护套；波纹铜护套；波纹不锈钢护套；铅护套等。另外有一种复合护套，是采用铝箔贴在PVC,PE护套内的结构，在欧美的产品中使用较多。,第一部分 电力电缆基本情况,单芯电缆的金属护套还是系统短路接地电流的通道，也是构成交叉互联系统的重要通路。1.24铠装层在内衬层外缠绕有金属铠装层，一般采用双层镀锌钢带铠装。其作用是保护电缆内部，防止在施工、运行过程中机械外力对电缆的损伤。也兼有接地防护的作用。铠装层有多种结构，如钢丝铠装，不锈钢铠装，非金属铠装等等，用于特殊电缆结构。1.25外护套这是电缆最外边的保护，一般采用聚氯乙烯（PVC）聚乙烯(PE)，都是绝缘材料，采用挤包成形。非直埋敷设时，电缆外护套采用阻燃聚氯乙烯（PVC）。适应冬季寒冷和夏季炎热的要求，不开裂，不软化。外护套主要的作用是密封防止水分侵入，保护铠装层不受腐蚀，防止电缆故障引发的火灾扩大。,第一部分 电力电缆基本情况,第一部分 电力电缆基本情况,电缆型号和产品表示方法导体代号铜导体（T）省 铝导体。L绝缘代号交联聚乙烯绝缘YJ 乙丙橡胶绝缘E硬乙丙橡胶绝缘EY金属屏蔽代号铜带屏蔽(D)省略 铜丝屏蔽S护套代号5)聚氯乙烯护套V 聚乙烯护套Y弹性体6)护套 F 金属箔复合护套A铝护套Q铠装代号双钢带铠装 2 细圆钢丝铠装3粗圆钢丝铠装 4（双）非磁性金属带7)铠装6非磁性金属丝8)铠装7外护套代号 聚录乙烯外护套2聚乙烯外护套 3 弹性体外护套4,第一部分 电力电缆基本情况,注：5）包括挤包的内衬层和隔离套等。6）弹性体包括氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯或类似聚合物为基的材料。7）非磁性金属带包括非磁性不锈钢带、铜或铜合金带、铝或铝合金带等。8）非磁性金属丝包括非磁性不锈钢丝、铜丝或镀锡铜丝、铜合金丝或镀锡铜合金丝、铝或铝合金丝等。9）通常用绝缘作为电力电缆型号中的系列代号。,G.1.3 产品表示方法产品用型号（型号中有数字代号的电缆外互层、数字前的文字代号表示内护层）、规格（额定电压、导体芯数、标称截面积及金属屏蔽的标称截面积）及本部分标准编号表示。例如交联聚乙烯绝缘铜带屏蔽聚录乙烯护套电缆，额定电压为26/35kV,三芯铜导体，标称截面积240mm2，表示为：YJV-26/35 3X240 GB/T 12706.3-2008交联聚乙烯绝缘铜丝屏蔽聚录乙烯内护套钢带铠装聚录乙烯护套电力电缆，额定电压为26/35kV，单芯铜导体，标称截面积240mm2，铜丝屏蔽标称截面积25mm2,表示为：YJSV22-26/35 1X240/25 GB/T 12706.3-2008G.2 成品电缆标志成品电缆的护套表面应有制造厂名称、产品型号及额定电压的连续标志，标志应自己清楚、容易辨认、耐擦。成品电缆标志应符合GB/T6995.3-2008规定。,电缆设计的线电压U为35kV；单芯，标称截面为30021.27如何确定电缆的订货长度电缆的订货长度，应符合下列规定：（1）长距离的电缆线路，宜采取计算长度作为订货长度。对35kV以上电压单芯电缆，应按相计；当线路采取交叉互联等分段连接方式时，应按段开列。（2）35kV及以下电压电缆用于非长距离情况，宜考虑整盘电缆中截取后不能利用其剩余段的因素，按计算长度计入510的裕量，作为同型号规格电缆的订货长度。,第一部分 电力电缆基本情况,1.28电缆的包装、运输、保管1、电缆的包装需要使用电缆盘，有铁盘、木盘和铁框木盘，盘的外径对运输、保管的成本影响较大，用于10kV及以下电缆的盘径以3.2米以下为宜，盘宽以不超过2.2米为好，对于超过3.5米的要用特殊的运输车。2、每盘电缆的重量与电缆的规格型号和长度有关，一般中低压电缆单盘长度在500米左右，重量在310吨。3、在运输装卸过程中，不应使电缆及电缆盘受到损伤。严禁将电缆盘直接由车上推下。电缆盘不应平放运输、平放贮存。4、运输或滚动电缆盘前，必须保证电缆盘牢固，电缆绕紧。滚动时必须顺着电缆盘上的箭头指示或电缆的缠紧方向。,第一部分 电力电缆基本情况,5、电缆在运输、保管中封头应进行保护，可靠密封，防止受潮进水。当外观检查有怀疑时，应进行受潮判断或试验。保管中封头有损坏应立即处理。6、电缆保管应集中分类存放，并应标明型号、电压、规格、长度。电缆盘之间应有通道。地基应坚实，当受条件限制时，盘下应加垫，存放处不得积水。当电缆盘有损坏时，应及时更换。1.29缆接头按技术工艺分类电缆终端1、铸铁沥青头：用于油浸纸铅包电缆户外终端。2、热缩终端：工艺较简单，价格低，环境、人员影响相对小，密封不良，抱紧力差。,第一部分 电力电缆基本情况,3、冷缩终端：使用硅橡胶，弹性好，抱紧力密封好，一体化生产，容易保证安装质量，现场安装方便，相比价格高。4、硅橡胶预制终端：结构与冷缩终端相似，没有在工厂预扩张，安装尺寸要求严格，抱紧力密封不稳定，相比价格适中。5、瓷套式终端：工艺成熟，对环境、人员要求高，笨重。6、干式终端：终端内不需要充绝缘油的产品。中间接头1、绕包式：价格低，工艺复杂，质量易波动，对环境、人员素质要求高；事故抢修还有应用。2、热缩式：工艺较简单，价格低，环境、人员影响相对小，密封不良，抱紧力差。,第一部分 电力电缆基本情况,3、冷缩式：使用硅橡胶，弹性好，抱紧力密封好，一体化生产，容易保证安装质量，现场安装方便，相比价格高。4、预制式：结构与冷缩终端相似，没有在工厂预扩张，安装尺寸要求严格，抱紧力密封不稳定，相比价格适中。5、现场浇铸式：早期产品，工艺复杂，质量控制有难度。1.30电缆接头的基本工艺要求通常电缆接头工作中要进行的工艺操作可归纳为四类：1、导体连接2、绝缘增强3、电场均衡4、屏蔽密封,第一部分 电力电缆基本情况,1.31电缆终端头外绝缘的要求电缆终端头外绝缘材料主要分为两种：无机材料和有机材料；无机材料主要有瓷、玻璃等；有机材料主要有硅橡胶、环氧树脂、交联聚乙烯等；参照山西省电力公司2015年山西省电力系统污区分布图确定污秽等级，按架空输电线路外绝缘配置技术导则DLT 1122-2009 要求确定统一爬电比距（统一爬电比距为爬电距离与绝缘子两端最高运行电压之比）。根据国网基建部关于加强新建输变电工程防污闪等设计工作的通知（2014）10号文件中“架空输电线路绝缘配置原则”要求，c级及以下污区均提高一级配置，d级污区按照上限配置。并按照山西省公司晋电生技【2011】123号文规定，C级污区取32-39 mm/Kv；d级污区取39-50 mm/Kv，e级污区不小于50mm/Kv。,第一部分 电力电缆基本情况,第一部分 电力电缆基本情况,材料要求：优良的电气绝缘性能；优良的老化性能；优良的耐污秽性能；优良的增水性能。,对d级及以上污秽等级，宜采取大小伞结构。,2.1电缆工程设计相关要求2.1.1 电力电缆电气工程设计应认真执行国家的建设方针和技术经济政策，符合安全可靠、技术先进、经济合理和节能环保的要求。2.1.2 电力电缆电气工程设计必须遵守国家有关国土管理、环境保护、水土保持等法律法规和强制性条文的规定，并采用有效措施控制各种因素对环境造成的污染和危害。2.1.3 电力电缆电气工程设计应积极推广成熟的新技术、新材料、新设备、新工艺，不断提高智能化水平。2.1.4 电缆线路路径应与总体规划相结合，应与各种管线和其它设施统一安排，且应取得城市规划部门认可。2.1.5 电缆敷设方式应结合工程条件、环境特点和电缆类型、数量等因素，以及满足运行可靠、便于维护和技术经济合理的要求选择。,第二部分 电缆工程设计相关部分,2.1.6 电缆截面和型号应根据系统输送容量、电压等级、最大短路电流时热稳定要求、敷设环境等因素选择。2.1.7 电缆附件的型号规格应根据电压等级、电缆绝缘类型、安装环境、污秽等级、海拔高度、作业条件、工程所需可靠性和经济性等要求确定。2.1.8 同轴电缆、接地电缆类型与截面以及护层保护器特性应根据系统短路热稳定条件和接地方式的要求确定。2.1.9 对电缆及其构筑物应采取防火措施。2.2路径选择 电缆敷设路径应综合考虑路径长度、施工、运行和维修方便等因素，统筹兼顾，做到经济合理，安全适用。2.2.1 敷设电缆用的土建设施宜按电网远景规划并预留适当裕度一,第二部分 电缆工程设计相关部分,次建成。2.2.2 在符合安全性要求下，电缆敷设路径应有利于降低电缆及其构筑物的综合投资。2.2.3 电缆路径应避开易遭受机械性外力、较强振动、腐蚀性较强等损害的地方。2.3电缆敷设方式 电缆直埋敷设方式的选择，应符合下列规定：2.3.1 同一通路少于6根35kV及以下的电力电缆，且位于城郊不易经常性施工开挖的地段或在城镇人行道下及道路边缘等较易修复电缆的地段，可采用直埋；2.3.2 待开发或频繁开挖的地段，不宜采用直埋；2.3.3 110kV及以上电力电缆不应采用直埋敷设。,第二部分 电缆工程设计相关部分,2.3.4 同一通道内含有35kV电压等级以上电缆，且位于经常有地面水溢流的场所或穿越公路、铁道等地段，可采用隧道。2.3.5 受城镇地下通道条件限制或交通流量较大的道路下，可利用共用隧道敷设电缆，但该隧道内不得有热力管、燃气管线。,第二部分 电缆工程设计相关部分,2.4电缆的额定电压选择电缆的额定电压应按电缆导体与绝缘屏蔽层或金属护套之间的额定工频电压(U0)、任何两相线之间的额定工频电压(U)、任何两相线之间的运行最高电压(Um)以及每一导体与绝缘屏蔽层或金属护套之间的基准绝缘水平BIL选择，且应符合表下的规定。电缆的额定电压值（kV）,第二部分 电缆工程设计相关部分,2.5电缆导体芯数及截面的选择2.5.1 35kV及以上电缆可选用铜芯或铝芯电缆，35kV重要线路、110kV及以上应优先选用铜芯电缆。电缆导体截面的选择，应满足规划载流量和通过系统最大短路电流时热稳定的要求。连接回路在最大工作电流作用下的电压降，不得超过该回路允许值。电缆导体截面的选择应结合敷设环境来考虑。电缆导体截面的选择，应满足在电缆敷设安装和运行过程中受到的机械负荷。电缆导体芯数：1）10kV电缆应优先选用三芯统包电缆；,第二部分 电缆工程设计相关部分,2）220kV变电站35kV出线电缆、变电站内及大截面的35kV电缆，重要的供电回路宜选用单芯电缆，其它35kV电缆应选用三芯统包电缆；3）110kV及以上电缆应选用单芯电缆。2.6单芯电缆的优点：相间绝缘容易保障，不易发生相间短路，（不存在电缆头三分叉部分电场强度突变，对绝缘处理要求高的问题）安全性较高；电缆运输较为方便，敷设较为容易，维护较为简单；一盘电缆可做的比较长，相同截面下单芯电缆载流量大。2.7单芯电缆的缺点：电缆根数较多，占地面积大；电缆进出变电站、户外爬塔不好布置；单位造价比三芯电缆高；特别是单芯电缆长期运行中如发生金属屏蔽层多点接地，易造成环流，导致电缆发热，最终烧坏电缆。,第二部分 电缆工程设计相关部分,综合以上分析，对于35kV电压等级电缆，负荷容量较大（需400平方毫米左右导体截面）或对安全性要求较高的场合，宜选择单芯电缆。其它情况下以选择三芯电缆较为适宜。2.8电缆绝缘的选择2.8.1 10kV及以上电力电缆宜选用交联聚乙烯绝缘。110kV及以上电力电缆交联聚乙烯绝缘电缆应采用绝缘层与导体屏蔽和绝缘屏蔽三层共挤干式交联工艺。2.9金属屏蔽层/护套的选择2.9.1 金属屏蔽的截面应满足在单相接地故障或不同地点两相同时发生故障时短路容量的要求。,第二部分 电缆工程设计相关部分,2.9.2 35kV及以下电缆可选用软铜丝或铜带金属屏蔽层。2.9.3 35-110kV及以上单芯电缆应选用铅、铝或不锈钢护套：1）铅套电缆：腐蚀较严重但无硝酸、醋酸、有机质（如泥煤）及强碱性腐蚀质，且受机械力（拉力、压力、振动等）不大的场所；2）铝套电缆：腐蚀不严重和要求承受一定机械力的场所（如直接与变压器连接、敷设在桥梁上、桥墩附近和竖井中等）；3）不锈钢套电缆：腐蚀较严重或要求承受机械力的能力比铝套更强的场所；4）交流系统单芯电力电缆：不得选用未经非磁性有效处理的钢制铠装（型号末尾是22的电缆）,应选用非磁性金属带铠装聚氯乙烯外套型号末尾是62或63的电缆。,第二部分 电缆工程设计相关部分,电缆外护层 第二部分：金属套电缆外护层（GB/T 2952.2-2008）金属套通用电缆外护层的型号、名称和主要敷设场所,2.10交联聚乙烯电缆金属屏蔽层最小截面推荐值金属屏蔽不但起到静电屏蔽的作用，还起到了导通故障电流的作用。因此无论在电缆的选型和电缆的制造环节都应注意金属屏蔽的截面满足 短路电流容量。2.10.1 标准的规定中压电缆的金属屏蔽有铜带和铜丝之分，对于金属屏蔽GB/T12706.2 的附录G有如下规定（黑体字部分）：2.10.2 金属屏蔽电缆应有金属性屏蔽层，金属屏蔽有铜丝屏蔽、金属丝编织屏蔽和铜带 屏蔽等结构型式。铜带屏蔽由一层重叠绕包的软铜带组成，也可采用双层铜带间隙绕 包。铜带间搭盖率应不小于15%(标称值），其最小搭盖率应不,第二部分 电缆工程设计相关部分,小于5%。铜带标称厚度应按下列要求选用：单芯电缆：0.12mm;三芯电缆：0.10mm。铜带的最小厚度应不小于标称值的90%。GB/T 12706.3的附录G与GB/T12706.2的规定基本相同，但增加了“标称截而为500mm2及以上电缆的金属屏蔽应采用铜丝屏蔽结构”的规定。DL40191高压电缆选用导则对金属屏蔽层截面有如下规定：2.10.3 交联聚乙烯电缆金属屏蔽层截面选择2.10.4 为了使系统在发生单相接地或不同地点两相接地时，故障,第二部分 电缆工程设计相关部分,电流流过金属屏蔽层而不至将其烧损，该屏蔽层最小截面宜满足表5要求。交联聚乙烯电缆金属屏蔽层最小截面推荐值 2.11铜带截面的计算铜带屏蔽的结构规定的较为具体，如铜带的厚度、重叠率等具体工艺参数。铜带的截面的宽度一般为30mm，或者35mm，根据电缆的绝缘外径而定。铜带的截 面计算方法根据有关文献有两种：,第二部分 电缆工程设计相关部分,第1种按照IEC949-88:S=N W 6式中：S铜带截面_N-M带层数WM祠带宽度mm 6 一铜带厚度mm按这种方法计算，单芯电缆的铜带截面为：1*30*0.12=3.6_ 或 1*35*0.12=4.2mm,三芯电缆的铜带截面为：3*30*0.10=9.0_或 3*35*0.10=10.5ram而且铜带的屏蔽截面与搭盖率无关，与绝缘外径无关，与铜带宽度有关，与 实际情况不符合。第2种按照环形截面计算：S=tt(D+N-5)-N-6/(1-K)式中：S铜带截面ram,第二部分 电缆工程设计相关部分,D屏蔽前外径mm N-M带层数 5 铜带厚度mm K一重叠率用这种计算方法可以知道，铜带的屏蔽截面与搭盖率有关，与绝缘外径有关,与铜带宽度无关，与实际情况较为符合。考虑到铜带表面的氧化导致接触不良，铜带之间的焊接接头等因素，以上计算值乘以一个安全系数来计算承受的短路电 流较为妥当。4、短路电流的计算：根据IEC949-88,电缆短路过程中，短路容量大，短路时间短，可以看作是绝热 过程(偏于安全)。式中：Ld短路电流K一与载流体有关的常数，对于铜取226K(AS1/2/mm)S电缆标称截面,ram对于最终短路温度可以参照GB50217 94电力工程电缆设计规范中的 规定：,第二部分 电缆工程设计相关部分,电力电缆金属屏蔽层的有效截面，应满足在可能的暂态电流作用下 温升值不超过绝缘与外护层的短路容许最高温度平均值。按照此条文，对于交联电缆来说，最终短路温度为50/2+160/2=205C,而 根据有关文献，此值取300C仍偏于安全。2.11外护层选择2.11.1 外护层应满足正常运行时导体最高工作温度的要求。2.11.2 按电缆敷设环境可参照如下标准选择：1）敷设在有火灾危险场所时应选用防火阻燃外护套；2）敷设在有白蚁危害的场所时应采用防白蚁护层；3）敷设在有鼠害的场所时应在护套外添加防鼠金属铠装或采用硬质护层；4）敷设在有化学溶液污染的场所时应按其化学成分采用相应材,第二部分 电缆工程设计相关部分,质外护层；5）对于有纵向阻水要求的电缆，应具有纵向阻水带或防止水分侵入。2.12常用外护层材料按如下标准选择：2.12.1 聚氯乙烯（02型）外护套适用于有一般防火要求和对外护套有一定绝缘要求的电缆线路；2.12.2 聚乙烯（03型）外护套适用于直埋、地下水位较高和低温下敷设的电缆线路。2.13额定电压选择电缆附件的额定电压以U0/U(Um)表示，它不得低于电缆的额定电压。2.14外绝缘选择,第二部分 电缆工程设计相关部分,2.14.1 电缆附件是将各种组件、部件和材料，按照一定设计工艺，在现场安装到电缆端部构成的，在绝缘结构上，它与电缆本体结合成不可分割的整体。2.14.2 电缆附件应能承受雷电冲击耐受电压之峰值，即基准绝缘水平BIL，应符合前表的规定。2.15电缆终端的选择2.15.1 室内环境应选用户内终端，室外环境应选用户外终端。用于组合电器直接相连时应选用GIS终端。2.15.2 电缆终端结构型式的选择，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，并符合经济合理原则。66kV及以上电缆终端还应符合下列规定：1)终端的结构型式与电缆所连接的电气设备须符合IEC或现行的,第二部分 电缆工程设计相关部分,国家标准，设备终端和GIS终端应具有符合标准要求的接口装置，其连接金具必须相互配合；2)终端尾管必须有接地用接线端子。3)户外终端的机械强度应满足使用环境的风力和地震等级的要求，并能承受与它连接的导线拉力。4)户外电缆终端的套管必须满足所安置处海拔高度、污秽地区所需爬电比距的要求。2.16电缆附件选择2.16.1电缆终端支架1)电缆终端的金属部件(含屏蔽罩)在不同相导体之间和导体对地之间的距离，应符合室内外配电装置安全净距的要求；变电站内户外电缆终端底座垂直于地面的安装高度应不小于2500mm。非变电站内户,第二部分 电缆工程设计相关部分,外电缆终端底座垂直于地面的安装高度，宜按照架空线路对地距离的要求考虑；电缆终端的布置应满足电缆弯曲半径的规定；2)终端支架必须具有足够的机械强度，满足终端的全部荷重和安装维修临时附加的负载(一般按2kN考虑)；3)终端支架必须坚固耐用，符合工程防火和防腐蚀要求；单芯电缆的终端支架不得构成铁磁回路；终端支架必须与接地网可靠连接。电缆接头的选择与布置1)电缆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，并符合经济合理原则。2)电缆导体连接应有良好的导电性能和机械强度。具有钢丝铠装的电缆，必须维持钢丝铠装的纵向连续且具有足够的机械强度。3)电缆接头应具有与电缆本身相同的绝缘强度和防潮密封性能，,第二部分 电缆工程设计相关部分,其密封套还应具有防腐蚀性能。在有水浸泡的设置场所，电缆接头盒应具有挤塑防水层。4)易燃场所的电缆接头，不得选用热缩型。5)电缆接头中的铜导体连接宜采用压接方法。6)电缆接头的绝缘性能应符合下列要求:电缆接头绝缘应可靠，可分为预制式、现场浇注式和缠包式，宜优先采用预制式中间接头；电缆接头外壳应对地绝缘，外壳绝缘保护罩的绝缘水平不得低于所连接电缆的护套绝缘水平；绝缘接头在外屏蔽层断开处的绝缘水平不得低于连接电缆护套绝缘水平的2倍，外壳绝缘保护罩的绝缘水平应与电缆护套绝缘水平相一致。,第二部分 电缆工程设计相关部分,2.17电缆接头的选择与布置2.17.1 电缆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，并符合经济合理原则。2.17.2 电缆导体连接应有良好的导电性能和机械强度。具有钢丝铠装的电缆，必须维持钢丝铠装的纵向连续且具有足够的机械强度。2.17.3 电缆接头应具有与电缆本身相同的绝缘强度和防潮密封性能，其密封套还应具有防腐蚀性能。在有水浸泡的设置场所，电缆接头盒应具有挤塑防水层。2.17.4 易燃场所的电缆接头，不得选用热缩型。2.17.5 电缆接头中的铜导体连接宜采用压接方法。2.17.6 电缆接头的绝缘性能应符合下列要求:1)电缆接头绝缘应可靠，可分为预制式、现场浇注式和缠包式，,第二部分 电缆工程设计相关部分,宜优先采用预制式中间接头；2)电缆接头外壳应对地绝缘，外壳绝缘保护罩的绝缘水平不得低于所连接电缆的护套绝缘水平；3)绝缘接头在外屏蔽层断开处的绝缘水平不得低于连接电缆护套绝缘水平的2倍，外壳绝缘保护罩的绝缘水平应与电缆护套绝缘水平相一致。2.17.7 电缆接头的布置，应满足安装维修所需的间距，并符合电缆允许弯曲半径的伸缩节配置的要求。,第二部分 电缆工程设计相关部分,第二部分 电缆工程设计相关部分,2.18过电压保护装置2.18.1 电缆和附件的主绝缘应采取以下保护措施：1)变电站内的露天电缆终端，必须在站内的避雷针或避雷线保护范围之内；2)电缆线路与架空线相连的一端应装设避雷器；3)当电缆线路一端与架空线相连，而电缆长度小于其冲击特性长度或电缆线路两端均与架空线相连时，应在两端分别装设避雷器:4)电缆金属护套、铠装和电缆终端支架必须可靠接地。2.18.2 保护电缆线路的避雷器的主要特性参数应符合下列规定：1)冲击放电电压应低于被保护的电缆线路的绝缘水平，并留有一定裕度；2)冲击电流通过避雷器时，两端子间的残压值应小于电缆线路的,第二部分 电缆工程设计相关部分,绝缘水平；3)当雷电过电压侵袭电缆时，电缆上承受的电压为冲击放电电压和残压，两者之间数值较大者称为保护水平UP。电缆线路的BIL=(120%130%)UP；4)避雷器的额定电压，对于110kV及以上中性点直接接地系统，额定电压取系统最大工作线电压的80%；对于66kV及以下中性点不接地和经消弧线圈接地的系统，应分别取最大工作线电压的110%和100%。2.19电缆和附件的主绝缘应采取以下保护措施：1)变电站内的露天电缆终端，必须在站内的避雷针或避雷线保护范围之内；2)电缆线路与架空线相连的一端应装设避雷器；3)当电缆线路一端与架空线相连，而电缆长度小于其冲击特性长,第二部分 电缆工程设计相关部分,度或电缆线路两端均与架空线相连时，应在两端分别装设避雷器；4)电缆金属护套、铠装和电缆终端支架必须可靠接地。2.21保护电缆线路的避雷器的主要特性参数应符合下列规定：1)冲击放电电压应低于被保护的电缆线路的绝缘水平，并留有一定裕度；2)冲击电流通过避雷器时，两端子间的残压值应小于电缆线路的绝缘水平；3)当雷电过电压侵袭电缆时，电缆上承受的电压为冲击放电电压和残压，两者之间数值较大者称为保护水平UP。电缆线路的BIL=(120%130%)UP；4)避雷器的额定电压，对于110kV及以上中性点直接接地系统，额定电压取系统最大工作线电压的80%；对于66kV及以下中性点不接地,第二部分 电缆工程设计相关部分,和经消弧线圈接地的系统，应分别取最大工作线电压的110%和100%。2.19三芯电力电缆的接地三芯电力电缆金属护套或屏蔽层应在线路两终端直接接地，中间接头处另加设接地。2.20单芯电缆金属护套或屏蔽层接地系统的处理 交流单芯电缆的金属护套或屏蔽层，在线路上至少应有一点直接接地，且在金属护套或屏蔽层上任一点非接地处的正常感应电压应满足下列要求，当未采取能防止人员任意接触金属护套或屏蔽层的安全措施时，在正常满负载情况下，不得大于50V；当采取能防止人员任意接触金属护套或屏蔽层的安全措施时，在正常满负载情况下，不得大于300V；,第二部分 电缆工程设计相关部分,第二部分电缆工程设计相关部分,2.21交流单芯电缆金属层应按下列规定接地：1 金属护套或屏蔽层感应电压能满足前款规定（按50217附录F计算因排列方式在施工中多变所以实测较准），可采用线路一端直接接地方式。当不能确定感应电压时宜在另一端装设电压限制保护器。2 一端接地不能满足规定且无法分成三段组成交叉互联时，可采用线路中间一点接地方式，另两端通过电压限制器接地 3 中间一点接地方式不能满足规定时，宜使用绝缘接头将电缆的金属护套和绝缘屏蔽均匀分割成三段或三的倍数段，采用交叉互联接地方式；4 电缆一端连接配电装置，另一端连接架空线路，直接接地点宜设在电缆与架空线连接的一端。,电压限制保护器器与电缆金属护套的连接线应符合下列规定:1 连接线应尽可能短，3m之内可采用单芯聚乙烯绝缘线，3m以上宜采用同轴电缆；2 连接线的绝缘水平不得小于电缆护套的绝缘水平；连接线截面应满足系统单相接地电流通过时的热稳定要求。电缆护层保护器的性能参数见下表（有种BHQ-7/200适用35kV的额定电压2.8kV2ms方波通流容量200安直流U1mA参考电压(有效值)4kV）,第二部分 电缆工程设计相关部分,电缆护层保护器的性能参数见下表,第二部分 电缆工程设计相关部分,电缆护层保护器安装在电缆金属护层与地之间，正常情况下通过保护器的电流很小，是微安级；当电缆护层出现过电压时，保护器迅速投入运行，泄放电缆护层上的电荷，保护电缆安全运行。保护器采用ZnO压敏电阻作为保护元件，无串联间隙，保护特性好，具有优良的非线性伏安特性曲线。既具有瓷套式金属氧化物避雷器的优点，还具有电气绝缘性能好、介电强度高、抗漏痕、抗电蚀、耐热、耐寒、耐老化、防爆等优点及良好的化学稳定性、憎水性、密封性。,第二部分 电缆工程设计相关部分,2.22.1 屏蔽一端直接接地，另一端通过护层保护接地：当线路长度大约在500700m及以下时，屏蔽层可采用一端直接接地(电缆终端头位置接地)，另一端通过护层保护器接地。,2.22.2 屏蔽中点接地：当线路长度大约在10001400m时，须采用中点接地方式。在线路的中间位置，将屏蔽直接接地，电缆两端的终端头的屏蔽通过护层保护器接地。中间接地点一般需安装一个直通接头。(见下图),第二部分 电缆工程设计相关部分,2.22.3 屏蔽层交叉互联：电缆线路很长时(大约在1400m以上)，可以采用屏蔽层交叉互联。这种方法是将线路分成长度相等的三小段或三的倍数段，每小段之间装设绝缘接头，绝缘接头处三相屏蔽之间用同轴电缆，经交叉互联箱进行换位连接，交叉互联箱装设有一组护层保护器，线路上每两组绝缘接头夹一组直通接头。(见下图),第二部分 电缆工程设计相关部分,第二部分 电缆工程设计相关部分,2.23防止电缆绝缘击穿事故在设计阶段应重点注意的问题1 应按照全寿命周期管理的要求，根据线路输送容量、系统运行条件、电缆路径、敷设方式等合理选择电缆和附件结构型式。2 应避免电缆通道邻近热力管线、腐蚀性介质的管道。3 应加强电力电缆和电缆附件选型、订货、验