劉巖松

摘要：隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的推進(jìn)以及電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，110kV及以上的電力電纜及附件產(chǎn)品在電網(wǎng)中的應(yīng)用越來越廣。為強(qiáng)化電力電纜及附件的質(zhì)量管控，本文是在總結(jié)近年來電力電纜及附件質(zhì)量問題分析和運(yùn)行故障處理的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，以電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)方的角度，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)選型方面進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)選型;電力電纜;附件;質(zhì)量穩(wěn)定性

1.確定電纜及附件的使用條件

電纜及附件的使用條件包括運(yùn)行條件和安裝條件，確定使用條件是確保電纜及附件安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提。

運(yùn)行條件，要確定系統(tǒng)額定電壓、三相系統(tǒng)的最高電壓、雷電過電壓、系統(tǒng)頻率、系統(tǒng)的接地方式、最大額定電流、相間或相對(duì)地短路時(shí)預(yù)期流過的對(duì)稱和不對(duì)稱的短路電流、短路電流最大持續(xù)時(shí)間、電纜線路壓降、電纜附件的安裝環(huán)境。

安裝條件，要確定電纜線路的長(zhǎng)度、電纜敷設(shè)的排列方式和金屬套互聯(lián)與接地方式、電纜的敷設(shè)方式及敷設(shè)安裝的詳細(xì)情況。

2.電纜及附件絕緣水平選擇

絕緣水平是影響電力電纜及附件穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。電纜及附件的任何兩個(gè)導(dǎo)體之間的額定工頻電壓應(yīng)按等于或大于電纜所在系統(tǒng)的額定電壓選擇選擇。電纜及附件的任何兩個(gè)導(dǎo)體之間的運(yùn)行最高電壓應(yīng)按等于或大于電纜所在系統(tǒng)的最高工作電壓選擇。電纜及附件的每一導(dǎo)體與屏蔽層或金屬套之間的雷電沖擊耐受電壓之峰值應(yīng)根據(jù)線路的沖擊絕緣水平、避雷器的保護(hù)特性、架空線路和電纜線路的波阻抗、電纜的長(zhǎng)度以及雷擊點(diǎn)離電纜終端的距離等因素通過計(jì)算后確定。

3.電纜絕緣種類、導(dǎo)體截面和結(jié)構(gòu)的選擇

電力電纜在設(shè)計(jì)選型的時(shí)候，應(yīng)重點(diǎn)考慮絕緣種類、導(dǎo)體截面和結(jié)構(gòu)等因素。

3.1絕緣種類的選擇

交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜具有優(yōu)良的電氣性能和機(jī)械性能，施工方便，是目前最主要的電纜品種，可推薦優(yōu)先選用。對(duì)絕緣較厚的電力電纜，不宜選用輻照交聯(lián)而應(yīng)選用化學(xué)交聯(lián)生產(chǎn)的交聯(lián)電纜。為了盡可能減小絕緣偏心的程度，對(duì)110kV及以上電壓等級(jí)，一般宜選用在立塔（VCV）生產(chǎn)線或長(zhǎng)承模生產(chǎn)線（MDCV）上生產(chǎn)的交聯(lián)電纜。

充油電纜的制造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，電氣性能優(yōu)良，可靠性也高，但需要供油系統(tǒng)，有時(shí)需要塞止接頭。對(duì)于220kV及以上電壓等級(jí)，經(jīng)與交聯(lián)電纜作技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后認(rèn)為合適時(shí)仍可選用充油電纜。

乙丙橡膠絕緣（EPR）電纜的柔軟性好，耐水，不會(huì)產(chǎn)生水樹枝，耐g射線，阻燃性好，低煙無鹵。但其價(jià)格昂貴，故在水底敷設(shè)和在核電站中使用時(shí)可考慮選用。

3.2導(dǎo)體截面的選擇

導(dǎo)體截面應(yīng)從有關(guān)的電纜產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中列出的標(biāo)稱截面中選取。如果所選的某種型式的電纜沒有產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，則導(dǎo)體截面應(yīng)從GB/T?3956中第2種導(dǎo)體的標(biāo)稱截面中選取。在選擇導(dǎo)體截面時(shí)應(yīng)考慮下列因素：

a.在規(guī)定的連續(xù)負(fù)荷、周期負(fù)荷、事故緊急負(fù)荷以及短路電流情況下電纜導(dǎo)體的最高溫度。（在IEC60287《電纜持續(xù)載流量（負(fù)荷因數(shù)100%）的計(jì)算》中提供了持續(xù)載流量的詳細(xì)計(jì)算方法。）

b.在電纜敷設(shè)安裝和運(yùn)行過程中受到的機(jī)械負(fù)荷。

c.絕緣中的電場(chǎng)強(qiáng)度。采用小截面電纜時(shí)由于導(dǎo)體直徑小導(dǎo)致絕緣中產(chǎn)生不允許的高電場(chǎng)強(qiáng)度。

3.3金屬屏蔽層截面的選擇

對(duì)于無金屬套的擠包絕緣的金屬屏蔽層，當(dāng)導(dǎo)體截面240mm2及以下時(shí)可選用銅帶屏蔽，但當(dāng)導(dǎo)體截面大于240mm2時(shí)宜選用銅絲屏蔽。金屬屏蔽的截面應(yīng)滿足在單相接地故障或不同地點(diǎn)兩相同時(shí)發(fā)生故障時(shí)短路容量的要求。

對(duì)于有徑向防水要求的電纜應(yīng)采用鉛套、皺紋鋁套或皺紋不銹鋼套作為徑向防水層。其截面應(yīng)滿足單相或三相短路故障時(shí)短路容量的要求。如所選電纜的金屬套不能滿足要求時(shí)，應(yīng)要求在制造時(shí)采取增加金屬套厚度或在金屬套下增加疏繞銅絲的措施。

3.4交聯(lián)電纜徑向防水層的選擇

110kV?及以上的交聯(lián)電纜應(yīng)具有徑向防水層。敷設(shè)在干燥場(chǎng)合時(shí)可選用綜合防水層作為徑向防水層;敷設(shè)在潮濕場(chǎng)合、地下或水底時(shí)應(yīng)選用金屬套徑向防水層。

3.5外護(hù)套材料的選擇

在一般情況下可按正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體最高工作溫度選擇外護(hù)套材料，當(dāng)導(dǎo)體最高工作溫度為80℃時(shí)可選用PVC-S1（STl）型聚氯乙烯外護(hù)套。導(dǎo)體最高工作溫度為90℃，應(yīng)選用PVC-S2?（ST2）?型聚氯乙烯或PE-S7?（ST7）聚乙烯外護(hù)套。在特殊環(huán)境下如有需要可選用對(duì)人體和環(huán)境無害的防白蟻、鼠嚙和真菌侵蝕的特種外護(hù)套。電纜敷設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所時(shí)應(yīng)選用防火阻燃外護(hù)套。

4.電纜附件的結(jié)構(gòu)型式

4.1電纜終端結(jié)構(gòu)型式的選擇

電纜終端結(jié)構(gòu)型式的選擇，應(yīng)滿足電纜電壓等級(jí)、絕緣類型、安裝環(huán)境和設(shè)備可靠性要求，并符合經(jīng)濟(jì)合理原則。110kV及以上電纜終端還應(yīng)符合下列規(guī)定：終端的結(jié)構(gòu)型式與電纜所連接的電氣設(shè)備的特點(diǎn)必須相適應(yīng)，設(shè)備終端和GIS終端應(yīng)具有符合要求的接口裝置，其連接?必須相互配合。終端尾管必須有接地用接線端子。充油電纜的GIS終端，應(yīng)選用使電纜油和SF6氣體完全密封隔離的全密封結(jié)構(gòu)。充油電纜或其他帶壓力的終端，應(yīng)能承受電纜允許的最高油壓。

4.2電纜接頭結(jié)構(gòu)型式的選擇

電纜接頭結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足電纜電壓等級(jí)、絕緣類型、安裝環(huán)境和設(shè)備可靠性要求，并符合經(jīng)濟(jì)合理原則和下列規(guī)定：電纜接頭要把電纜的主要部分，如導(dǎo)體、導(dǎo)體屏蔽、絕緣、絕緣屏蔽、金屬護(hù)套和外護(hù)層連接起來。電纜導(dǎo)體連接應(yīng)有良好的導(dǎo)電性能和機(jī)械強(qiáng)度。具有鋼絲鎧裝的電纜，必須維持鋼絲鎧裝的縱向連續(xù)且有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。電纜接頭中的銅導(dǎo)體之間一般宜采用壓接方式連接。

5.電纜附件的絕緣特性與機(jī)械特性

電纜附件的絕緣特性和機(jī)械特性是電纜附件與電力電纜匹配的前提，終端、街頭的選型應(yīng)與電力電纜密切配合。

戶外電纜終端的外絕緣必須滿足所設(shè)置環(huán)境條件（如污穢等級(jí)、海拔高度等）的要求，并有一個(gè)合適的泄露比距。在一般環(huán)境條件下，外絕緣的泄露比距不應(yīng)小于25mm/kV，并不低于架空線絕緣子串的泄露比距。110kV及以上高壓電纜戶外終端的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)滿足使用環(huán)境的風(fēng)力和地震等級(jí)的要求，并能承受與它連接的導(dǎo)線上2kN的水平拉力。

絕緣接頭的絕緣隔離板，應(yīng)能承受所連電纜護(hù)層絕緣水平2倍的電壓。直埋于土壤的接頭宜加設(shè)保護(hù)盒。保護(hù)盒應(yīng)作防腐處理并能承受路面荷載的壓力。