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电缆和附件的电压等级选择

输变电工程设计2019-09-10 14:51:01

一、选择原则

电力电缆的额定电压必须大于或等于其运行的网络额定电压;电缆的最高运行电压不得超过其额定电压的15%。这就是电力电缆电压等级选择的两个原则。

二、使用条件

为了确定所选用电缆是否适用,需要以下使用条件方面的资料。

2.1、运行条件

a)、系统额定电压。

b)、三相系统的最高电压。

c)、雷电过电压。

d)、系统频率。

e)、系统的接地方式以及当中性点非有效接地系统(包括中性点不接地和经消弧线圈接地)单相接地故障时的最长允许持续时间和每年总的故障时间。

f)、如选用电缆终端时应给出环境条件:

一电缆终端安装地点海拔超过1000m时的海拔高度;

一户内或户外安装;

一预计是否有严重的大气污染;

一电缆与变压器、断路器、电动机等设备连接时所采用的绝缘和设计的安全净距。例如应规定安全净距离和周围的绝缘。

g)、最大额定电流:

1)、持续运行最大额定电流,

2)、周期运行最大额定电流;

3)、事故紧急运行或过负荷运行时最大额定电流。

h)、相间或相对地短路时预期流过的对称和不对称的短路电流。

i)、短路电流最大持续时间。

j)、电缆线路压降。

2.2、安装资科

2.2.1、一般资料

a)、电缆线路的长度和纵断面图。

b)、电缆敷设的排列方式和金属套互联与接地方式。

c)、特殊敷设条件(如敷设在水中),个别线路需要特殊考虑的问题。

2.2.2、地下敷设

a)、安装条件的详细情况(如直理、排管敷设等),用以确定金属套的组成、铠装(如需要时)的型式和外护套的型式,如防腐、阻燃或防白蚁。

b)、埋设深度。

c)、沿电缆线路的土壤种类(即沙土、黏土、填土)及其热阻系数,且需说明上述资料是实测还是假设值。

d)、在理设深度上土壤的最高、最低和平均温度。

e)、附近带负荷的其他电缆或其他热源的详情。

f)、电缆沟、排管或管线的长度,若有工井则包括工井之间的距离。

g)、排管或管道的数量、内径和构成材料。

h)、排管或管道之间的距离。

2.2.3、空气中敷设

a)、最高、最低和平均环境空气温度。

b)、敷设方式(即直接敷设在墙上、支架上等;单根或成组电缆;隧道、排管的尺寸等)。

c)、敷设于户内、隧道或排管中的电缆的通风情况。

d)、阳光是否直接照射在电缆上。

e)、特殊条件,如火灾危险。

三、电缆和附件的额定电压

3.1、在本文中以Uo、U表示电缆和附件的额定电压,以Um表示电缆所在系统的最高系统电压有效值;以Up1和Up2分别表示其雷电冲击和操作冲击绝缘水平。这些符号的意义如下:

Uo一电缆设计时采用的导体对地或金属屏蔽之间的额定工频电压有效值;;

U一电缆设计时采用的导体之间的额定工频电压有效值;

Um一电缆所在系统的最高系统电压有效值,但不包括由于事故和突然甩负荷所造成的暂态电压升高;

Up1一设计时采用的电缆和附件的每一导体与屏蔽层或金属套之间的雷电冲击耐受电压之峰值;

Up2一设计时采用的电缆和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之峰值。

3.2、电缆的额定电压值Uo/U和Um的关系列于下表。

四、电缆绝缘水平选择

4.1、电力系统种类

A类:接地故障能尽可能快地被清除,但在任何情况下不超过1min的电力系统。

B类:该类仅指在单相接地故障情况下能短时运行的系统。一般情况下,带故障运行时间不超过1h。但是,如果有关电缆产品标准有规定时,则允许运行更长时同。

注:应该认识到在接地故障不能被自动和迅速切除的电力系统中,在接地故障时,在电缆绝缘上过高的电场强度使电缆寿命有一定程度的缩短,如果预期电力系统经常会出现持久的接电故障,也许将该系统归为下述的c类是经济的。

C类:该类包括不属于A类或B类的所有系统。

4.2、U的选择

U值应按等于或大于电缆所在系统的额定电压选择。

4.3、Um的选择

Um值应按等于或大于电缆所在系统的最高工作电压选择。

4.4、Up1的选择

根据线路的冲击绝缘水平、避雷器的保护特性、架空线路和电缆线路的波阻抗、电缆的长度以及雷击点离电缆终端的距离等因素通过计算后确定,但不应低于3.2中的规定值。

4.5、Up2的选择

对于330kV和550kV超高压电缆应考虑操作冲击绝缘水平,Up2应与同电压级设备的操作冲击耐受电压相适应,3.2中列出电缆操作冲击耐受电压值。

4.6、外护套绝缘水平选择

对于采用金属套一端互联接地或三相金属套交叉互联接地的高压单芯电缆,当电缆线路所在系统发生短路故障或遭受雷电冲击和操作冲击电压作用时,在金属套的不接地端或交叉互联处会出现过电压,可能会使外护套绝缘发生击穿。为此需要装设过电压限制器,此时作用在外护套上的电压主要取决于过电压限制器的残压。外护套的雷电冲击耐受电压按下表选择。

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