高壓電纜選用導(dǎo)則

1、中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL40191 高壓電纜選用導(dǎo)則 中華人民共和國(guó)能源部1991-03-08批準(zhǔn) 1991-08-01實(shí)施 本導(dǎo)則參照采用國(guó)際電工委員會(huì)IEC 1831984高壓電纜選用導(dǎo)則。 1 主題內(nèi)容與適用范圍 本導(dǎo)則適用于交流50Hz、額定電壓1kV以上供輸配電的各種類(lèi)型電力電纜。本導(dǎo)則就電纜的使用條件、絕緣水平、結(jié)構(gòu)型式、導(dǎo)體截面和終端等附件的選擇提供指導(dǎo)。 2 定義 2.1 電纜和附件的電壓值 U0設(shè)計(jì)時(shí)采用的電纜的每一導(dǎo)體與屏蔽或金屬護(hù)套之間的額定工頻電壓。 U設(shè)計(jì)時(shí)采用的電纜的任何兩個(gè)導(dǎo)體之間的額定工頻電壓。 Um設(shè)計(jì)時(shí)采用的電纜的任何兩個(gè)導(dǎo)體之間的工頻最高電壓。應(yīng)等于或

2、大于在正常運(yùn)行狀態(tài)下電纜所在系統(tǒng)內(nèi)，在任何時(shí)間內(nèi)能持續(xù)在任何一點(diǎn)的工頻最高電壓，但不包括由于事故和突然甩負(fù)荷所造成的暫態(tài)電壓升高。 Up1設(shè)計(jì)時(shí)采用的電纜的每一導(dǎo)體與屏蔽或金屬護(hù)套之間的雷電沖擊耐受電壓之峰值。 Up2設(shè)計(jì)時(shí)采用的電纜的每一導(dǎo)體與屏蔽或金屬護(hù)套之間的操作沖擊耐受電壓之峰值。 電纜的額定電壓值列于表1。 表1 電纜的額定電壓值 kVUUmU0第 類(lèi)第 類(lèi)33.61.8367.23.66101268.71517.58.71220241218354221266372.5374811012664220252127330363190500550290 2.2 電纜絕緣材料的種類(lèi)

3、 油浸紙絕緣是用絕緣油對(duì)經(jīng)過(guò)干燥的紙進(jìn)行真空浸漬而成。油浸紙絕緣的絕緣性能主要決定于紙和浸漬劑(絕緣油)的性能以及生產(chǎn)制造工藝。 橡塑材料絕緣 a.熱塑性材料。以聚氯乙烯或醋酸乙烯酯共聚物為基材用于額定電壓U0/U1.8/3kV電纜的絕緣材料(簡(jiǎn)稱(chēng)PVC/A)；以上述材料為基材用于額定電壓U0/U1.8/3kV電纜的絕緣材料(簡(jiǎn)稱(chēng)PVC/B)；以熱塑性聚乙烯為基材的絕緣材料(簡(jiǎn)稱(chēng)PE)。 b.彈性材料或熱固性材料。以乙丙橡膠或其它類(lèi)似化合物(EPM或EPDM)為基材的絕緣材料(簡(jiǎn)稱(chēng)EPR)；以交聯(lián)聚乙烯為基材的絕緣材料(簡(jiǎn)稱(chēng)XLPE)。 3 使用條件 在選用電纜時(shí)，應(yīng)考慮以下使用條件。 3.1

4、 運(yùn)行條件 系統(tǒng)額定電壓。 為發(fā)電機(jī)出線(xiàn)選用電纜時(shí)，應(yīng)按照我國(guó)發(fā)電機(jī)電壓等級(jí)13.8、15.75、8、20kV選擇其額定電壓。 系統(tǒng)最高工作電壓。 雷電沖擊電壓。 操作沖擊電壓。 系統(tǒng)頻率。 系統(tǒng)的接地方式。 a.中性點(diǎn)非有效接地(包括中性點(diǎn)不接地和經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地)，一次接地故障的最長(zhǎng)允許持續(xù)時(shí)間。 b.中性點(diǎn)有效接地(包括中性點(diǎn)直接接地和經(jīng)小電阻接地)。 電纜終端的環(huán)境條件。 如要求廠(chǎng)商同時(shí)提供電纜終端，需提出終端安裝地點(diǎn)的海拔高度和大氣污穢等級(jí)。 最大載流量。 應(yīng)計(jì)及三種情況：持續(xù)運(yùn)行載流量、周期運(yùn)行(應(yīng)考慮負(fù)荷曲線(xiàn))載流量、事故緊急運(yùn)行或過(guò)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的載流量。 預(yù)期的相間或相對(duì)地短路時(shí)流

5、過(guò)的對(duì)稱(chēng)和不對(duì)稱(chēng)的短路電流。 短路電流最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間。 電纜線(xiàn)路壓降。 3.2 敷設(shè)條件 一般資料 a.電纜線(xiàn)路的長(zhǎng)度、走向、地形和高差； b.城市規(guī)劃部門(mén)確認(rèn)的用地批準(zhǔn)書(shū)和有關(guān)地下建筑物的資料及近期城市建筑用地計(jì)劃； c.電纜的排列方式和金屬護(hù)套接地方式； d.特殊敷設(shè)方式(如水下敷設(shè))及個(gè)別線(xiàn)路的特殊要求； e.敷設(shè)電纜時(shí)的可能最低環(huán)境溫度。 地下敷設(shè) a.為確定金屬護(hù)套結(jié)構(gòu)、鎧裝型式和外護(hù)套型式(如防腐、防鼠、防白蟻、防潮等)所需的敷設(shè)條件； b.埋設(shè)深度； c.沿電纜線(xiàn)路敷設(shè)的土壤種類(lèi)(即沙土、粘土、人造回填材料)對(duì)其熱阻系數(shù)，且需說(shuō)明上述資料是實(shí)測(cè)值還是假設(shè)值； d.在埋設(shè)深度上土壤的

6、最高、最低和平均溫度； e.遇有熱源(如熱力管道)應(yīng)盡量避開(kāi)，若靠近熱源或運(yùn)行中的電纜線(xiàn)路，要附有說(shuō)明； f.電纜溝槽、排管或管線(xiàn)的長(zhǎng)度以及工井之間的距離； g.排管或管子的數(shù)量、內(nèi)徑和構(gòu)成材料； h.排管或管子之間的距離。 空氣中敷設(shè) a.最高和最低空氣平均溫度； b.敷設(shè)方式(即直接敷設(shè)于墻上、支架上等；單根或成組；隧道、排管等)； c.對(duì)敷設(shè)于戶(hù)內(nèi)、隧道中或排管中的電纜的通風(fēng)方式； d.陽(yáng)光直接照射在電纜上的情況； e.特殊條件，如火災(zāi)危險(xiǎn)以及防火措施。 4 電纜絕緣水平選擇 4.1 U0類(lèi)型的選擇 正確地選擇電纜的U0值是確保電纜長(zhǎng)期安全運(yùn)行的關(guān)鍵之一，應(yīng)嚴(yán)格按照下列規(guī)定選擇。 當(dāng)電纜

7、所在系統(tǒng)中的單相接地故障能很快切除，在任何情況下故障持續(xù)時(shí)間不超過(guò)1min時(shí)，可選用第類(lèi)的U0 (見(jiàn)表1)。 當(dāng)電纜所在系統(tǒng)中的單相故障持續(xù)時(shí)間在1min到2h之間，個(gè)別情況在28h之間時(shí)，必須選用第類(lèi)的U0 (見(jiàn)表1)。 對(duì)于110kV及以上電壓等級(jí)的中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，單相接地能迅速切除故障時(shí)，U0按第類(lèi)選擇(見(jiàn)表1)。 4.2 U的選擇 U值應(yīng)按等于或大于電纜所在系統(tǒng)的額定電壓選擇。 4.3 Um的選擇 Um值應(yīng)按等于或大于電纜所在系統(tǒng)的最高工作電壓選擇。 4.4 Up1的選擇 Up1應(yīng)根據(jù)表2選取，其中220kV及以上電纜線(xiàn)路的Up1有兩個(gè)數(shù)值，可根據(jù)架空線(xiàn)路的沖擊絕緣水平，避雷器的保

8、護(hù)特性，架空線(xiàn)路和電纜線(xiàn)路的波阻抗以及雷擊點(diǎn)遠(yuǎn)近等因素通過(guò)計(jì)算后參照確定。 Up1的選擇和保護(hù)電纜線(xiàn)路的避雷器配置，應(yīng)考慮電纜線(xiàn)路的沖擊特性長(zhǎng)度。 a.電纜長(zhǎng)度等于其沖擊特性長(zhǎng)度時(shí)，電纜線(xiàn)路可不必增加其它保護(hù)措施，Up1與系統(tǒng)基本絕緣水平相同； 表2 電纜的雷電沖擊耐受電壓kV 額定電壓U0/U3.6/66/6，6/108.7/10，8.7/1512/2021/3526/35雷電沖擊耐受電壓Up1607595125200250額定電壓U0/U37/6348/6364/110127/220190/330290/500雷電沖擊耐受電壓Up132545055095010501175130015501

9、675  b.電纜線(xiàn)路長(zhǎng)度大于其沖擊特性長(zhǎng)度時(shí)，Up1可比系統(tǒng)基本絕緣水平略低些，但選擇時(shí)要極為慎重； c.電纜線(xiàn)路長(zhǎng)度小于其沖擊特性長(zhǎng)度時(shí)，Up1應(yīng)比系統(tǒng)基本絕緣水平高些，或?qū)﹄娎|另加保護(hù)措施，例如在電纜線(xiàn)路末端加裝避雷器。 電纜線(xiàn)路的沖擊特性長(zhǎng)度的計(jì)算方法以及電纜線(xiàn)路上最大雷電沖擊電壓與其長(zhǎng)度關(guān)系曲線(xiàn)，見(jiàn)附錄A。 4.5 Up2的選擇 對(duì)于190/330290/500kV超高壓電纜，應(yīng)考慮操作沖擊絕緣水平，Up2應(yīng)與同電壓級(jí)設(shè)備的操作沖擊耐受電壓相適應(yīng)。表3列出電纜操作沖擊耐受電壓，供選擇使用。 表3 電纜操作沖擊耐受電壓值 kVU0/U190/330290/500Up28509

10、5010501240 4.6 護(hù)層絕緣水平選擇 對(duì)于高壓?jiǎn)涡倦娎|，采用金屬護(hù)套一端互聯(lián)接地或三相金屬護(hù)套交叉換位互聯(lián)接地。當(dāng)電纜線(xiàn)路所在系統(tǒng)發(fā)生短路故障或遭受雷電沖擊和操作沖擊電壓作用時(shí)，在金屬護(hù)套的不接地端或交叉互聯(lián)處會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓，可能會(huì)使護(hù)層絕緣發(fā)生擊穿。為此需在不接地端裝設(shè)保護(hù)器，此時(shí)作用在護(hù)層上的電壓主要取決于保護(hù)器的殘壓。護(hù)層絕緣水平應(yīng)按表4選擇，必要時(shí)可參照附錄B進(jìn)行驗(yàn)算。 表4 電纜護(hù)層絕緣耐受電壓值 kV電纜額定電壓U0/U1min工頻耐受電壓雷電沖擊耐受電壓(峰值)電纜額定電壓U0/U1min工頻耐受電 壓雷電沖擊耐受電壓(峰值)37/63,48/63，64/110

11、2437.5190/3302462.5127/2202447.5290/5002472.5 5 電纜類(lèi)型和導(dǎo)體截面選擇 5.1 絕緣類(lèi)型選擇 油紙絕緣電纜具有優(yōu)良的電氣性能，使用歷史悠久，一般場(chǎng)合下均可選用。對(duì)低中壓(35kV及以下)，如電纜落差較大時(shí)，可選用不滴流電纜；63kV、110kV可選用自容式充油電纜；220kV及以上優(yōu)先選用自容式充油電纜。 由于聚乙烯絕緣電纜(PVC)介質(zhì)損耗大，在較高電壓下運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)，故只推薦用于1kV及以下線(xiàn)路。 對(duì)于6110kV交聯(lián)聚乙烯電纜(XLPE)，因有利于運(yùn)行維護(hù)，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，可因地制宜采用；但對(duì)220kV及以上電壓等級(jí)的產(chǎn)品，在選

12、用時(shí)應(yīng)慎重。 乙丙橡膠絕緣電纜(EPR)適用于35kV及以下的線(xiàn)路。雖價(jià)格較高，但耐濕性能好，可用于水底敷設(shè)和彎曲半徑較小的場(chǎng)合。 5.2 導(dǎo)體截面選擇 導(dǎo)體材料可根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選用銅芯或鋁芯。 導(dǎo)體截面應(yīng)根據(jù)輸送容量從有關(guān)電纜結(jié)構(gòu)給出的標(biāo)準(zhǔn)截面中選擇，或向廠(chǎng)商提出特殊訂貨。 5.3 交聯(lián)聚乙烯電纜金屬屏蔽層截面選擇 為了使系統(tǒng)在發(fā)生單相接地或不同地點(diǎn)兩相接地時(shí)，故障電流流過(guò)金屬屏蔽層而不至將其燒損，該屏蔽層最小截面宜滿(mǎn)足表5要求。 表5 交聯(lián)聚乙烯電纜金屬屏蔽層最小截面推薦值 系統(tǒng)額定電壓UkV6103563110220330500金屬屏蔽層截面mm22535507595120150

13、60; 對(duì)于110kV及以上單芯交聯(lián)聚乙烯電纜，為減少流經(jīng)金屬屏蔽層的接地故障電流，可加設(shè)接地回流線(xiàn)，該回流線(xiàn)截面應(yīng)通過(guò)熱穩(wěn)定計(jì)算確定。 6 電纜終端的選擇 6.1 終端額定電壓選擇 終端的額定電壓等級(jí)及其絕緣水平，應(yīng)不低于所連接電纜的額定電壓等級(jí)及其絕緣水平。 6.2 戶(hù)外終端的外絕緣選擇 戶(hù)外終端的外絕緣應(yīng)滿(mǎn)足所設(shè)置環(huán)境條件(如污穢、海拔高度等)的要求，并有一個(gè)合適的泄漏比距。 6.3 終端的結(jié)構(gòu)型式選擇 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)，與充油電纜連接的SF6組合電器(簡(jiǎn)稱(chēng)GIS)終端應(yīng)具有符合要求的接口裝置。 6.4 對(duì)電纜終端的機(jī)械強(qiáng)度的要求 電纜終端的機(jī)械強(qiáng)度

14、，應(yīng)滿(mǎn)足使用環(huán)境的風(fēng)力和地震等級(jí)的要求，并考慮引線(xiàn)的載荷。 7 高壓?jiǎn)涡倦娎|護(hù)層保護(hù)器選擇 7.1 保護(hù)器選擇的原則 保護(hù)器通過(guò)最大沖擊電流時(shí)的殘壓乘以1.4后，應(yīng)低于電纜護(hù)層絕緣的沖擊耐壓值(見(jiàn)表4)。 保護(hù)器在最大工頻電壓作用下，能承受5s而不損壞。 保護(hù)器應(yīng)能通過(guò)最大沖擊電流累計(jì)20次而不損壞。 7.2 保護(hù)器通流容量的確定 在雷電沖擊電壓作用下，電纜金屬護(hù)套一端接地另一端接保護(hù)器時(shí)，該保護(hù)器的通流容量可參照表6確定。 在操作過(guò)電壓作用下，保護(hù)器通流容量可參照表7確定。在操作過(guò)電壓作用下，流經(jīng)保護(hù)器的電流有兩個(gè)階段，即換算到8/20s波形的和持續(xù)23ms的方波電流Ic。保護(hù)器應(yīng)具有釋放內(nèi)

15、過(guò)電壓能量的通流能力。 比較雷電沖擊電壓和操作沖擊電壓作用下，保護(hù)器的通流容量和，取最大者作為設(shè)計(jì)值。 7.3 保護(hù)器閥片數(shù)的確定 保護(hù)器閥片片數(shù)由護(hù)層所承受的工頻過(guò)電壓確定。保護(hù)器閥片片數(shù)為 表6 保護(hù)器標(biāo)準(zhǔn)沖擊電流波的通流容量Im系統(tǒng)額定電壓UkV8/20s20/40s保護(hù)器在電纜首端保護(hù)器在電纜末端保護(hù)器在電纜首端保護(hù)器在電纜末端1105.10.283.00.122010.00.446.00.333015.01.258.01.050020.03.1012.01.8 表7 電纜在操作波作用下保護(hù)器的通流容量Im和Ic 電纜回路數(shù)系統(tǒng)額定電壓U kV110220330500ImkA

16、IcAImkAIcAImkAIcAImkAIcA26.91.78.63.39.15.610.72338.92.311.34.512.07.615.531.349.92.712.65.513.48.718.035.5510.52.913.45.714.39.319.637.7610.93.013.95.814.99.720.439.7711.13.214.36.015.310.021.640.8 注：只有一回路的電纜，操作過(guò)電壓值很低，故未列入表內(nèi)。 (1) 式中 m保護(hù)器閥片片數(shù)； 護(hù)層工頻過(guò)電壓值，kV； U一片閥片所能承受的工頻電壓值(由保護(hù)器生產(chǎn)廠(chǎng)家提供)，kV。 應(yīng)優(yōu)先采用氧化鋅閥片的

17、保護(hù)器。 7.4 電纜金屬護(hù)套與保護(hù)器連接的要求 連接導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)盡量短，宜采用同軸電纜。 連接導(dǎo)線(xiàn)截面應(yīng)滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求。 連接導(dǎo)線(xiàn)的絕緣水平與電纜護(hù)層絕緣水平相同。 保護(hù)器應(yīng)配有動(dòng)作記錄器。 附 錄 A 電纜線(xiàn)路沖擊特性長(zhǎng)度和沖擊耐受電壓 (參 考 件) A1 雷電沖擊波在電纜線(xiàn)路中的傳播 設(shè)一電纜線(xiàn)路一端與架空線(xiàn)相連，另一端與變壓器相連，如圖A1所示。當(dāng)雷電沖擊波在電纜線(xiàn)路中傳播時(shí)，沿電纜長(zhǎng)度方向各點(diǎn)電壓值并不相等。由于架空線(xiàn)的波阻抗比電纜大得多，考慮B點(diǎn)的反射波，最高電壓總是發(fā)生在電纜末端B點(diǎn)。如進(jìn)入電纜的波為單指數(shù)衰減波，當(dāng)電纜長(zhǎng)度不大，且雷擊點(diǎn)離電纜較遠(yuǎn)時(shí)，沿電纜脈沖波幅值的衰減可以忽略不

18、計(jì)，且只考慮電纜連接點(diǎn)的反射，B點(diǎn)的電壓為 (A1) 圖A1雷電沖擊波在電纜線(xiàn)路中 的傳播和折反射現(xiàn)象 上五式中：圖A1中B點(diǎn)的電壓，kV； 雷電沖擊波的幅值，kV； t時(shí)間，s； 12，23電纜線(xiàn)路兩端的折射系數(shù)； 12，32電纜線(xiàn)路兩端的反射系數(shù)； Z1架空線(xiàn)路波阻抗，； Z2變壓器波阻抗，； Z1電纜線(xiàn)路波阻抗，； 沖擊波沿電纜線(xiàn)路長(zhǎng)度往返一次所需時(shí)間，s； l電纜線(xiàn)路長(zhǎng)度，m； v沖擊波沿電纜線(xiàn)芯的傳播速度，m/s； a沖擊波陡度，kV/s； n折反射次數(shù)； x沖擊波沿電纜芯線(xiàn)傳播某一距離，m。 t應(yīng)在范圍內(nèi)。因?yàn)殡娎|線(xiàn)路進(jìn)入波為一衰減波，所以只需分析時(shí)B點(diǎn)的電壓，就可確定電纜線(xiàn)路上可

19、能發(fā)生的最大沖擊電壓為 (A2)將式(A2)對(duì)n微分，并令，得 (A3) 時(shí)，B點(diǎn)沖擊電壓有最大值。 從上述分析不難看出，當(dāng)沖擊波從架空線(xiàn)進(jìn)入電纜時(shí)，其峰值將大大降低。當(dāng)進(jìn)入波到達(dá)變壓器時(shí)，由于全反射而使波幅值增加一倍，但此時(shí)變壓器受到的沖擊波幅值只有架空線(xiàn)上沖擊波的幾分之一，所以在架空線(xiàn)與變壓器間插入電纜后降低了變壓器所承受的過(guò)電壓。但是，如果考慮多次反射，情況就比這復(fù)雜。實(shí)際上，當(dāng)反射波的波頭走向架空線(xiàn)時(shí)，它將疊加到尚在向變壓器前進(jìn)的波尾部分，然后在電纜與架空線(xiàn)連接處沖擊波又反射回向變壓器，隨后又在變壓器處反射回架空線(xiàn)。這樣重復(fù)往返，每次均疊加在其本身波尾上。如沖擊波波頭走過(guò)電纜全長(zhǎng)所需的

20、時(shí)間小于本身波尾時(shí)間，在波尾通過(guò)電纜以前將有多次反射疊加，因此電纜和變壓器承受的過(guò)電壓有可能達(dá)到很高的數(shù)值。反之，如果電纜長(zhǎng)度大于波尾長(zhǎng)度(波尾時(shí)間乘波速)，那末電纜和變壓器的承受過(guò)電壓將不會(huì)超過(guò)電纜入射波的兩倍或架空線(xiàn)上入射波的幾分之一。 A2 電纜線(xiàn)路的沖擊特性長(zhǎng)度和沖擊耐受電壓 由式(A2)可知，當(dāng)，則 (A4) 且時(shí)，電纜中受到的沖擊電壓不會(huì)超過(guò)架空線(xiàn)上入射波幅值。因?yàn)椋?lián)解式(A3)和式(A4)，則可得一電纜長(zhǎng)度l0。換言之，當(dāng)電纜長(zhǎng)度l等于l0時(shí)，電纜中受到最大的沖擊電壓等于架空線(xiàn)上入射波幅值Uim，這個(gè)長(zhǎng)度l0稱(chēng)為電纜線(xiàn)路的沖擊特性長(zhǎng)度。 圖A2 電纜實(shí)際長(zhǎng)度與其特性長(zhǎng)度之比I/

21、I0和UBm/Uim關(guān)系 電纜中可能受到最大沖擊電壓UBm和Uim比值與電纜長(zhǎng)度的關(guān)系，根據(jù)式(A2)和式(A3)計(jì)算所得結(jié)果如表A1和圖A2所示。 表A1和圖A2所列的數(shù)值是根據(jù)110kV電纜波阻抗Zt=30，架空線(xiàn)波阻抗Z1 =500和變壓器波阻抗Z2=計(jì)算出來(lái)的，此時(shí)I0=380m。 同理可計(jì)算出220kV電纜波阻抗Zl=30架空線(xiàn)波阻抗Z1=350和變壓器波阻抗Z2=時(shí)，電纜沖擊特性長(zhǎng)度I0=430m；500kV電纜波阻抗Zl=30，架空線(xiàn)波阻抗Z1 =280和變壓器波阻抗Z2=時(shí)，電纜沖擊特性長(zhǎng)度I0=554m。 表A1 電纜上UBm/Uim比與電纜長(zhǎng)度的關(guān)系 電纜長(zhǎng)度lm10020

22、030040050075010001500UBm/Uim1.451.251.100.990.890.770.660.56達(dá)到UBm時(shí)間s22.535425157.5727990  由圖A2可見(jiàn)： a.當(dāng)電纜實(shí)際長(zhǎng)度小于沖擊特性長(zhǎng)度時(shí)，電纜的沖擊絕緣水平必須取比系統(tǒng)較高值，或?qū)﹄娎|另加保護(hù)措施，如在電纜末端再加裝一組避雷器保護(hù)。 b.當(dāng)電纜實(shí)際長(zhǎng)度等于沖擊特性長(zhǎng)度時(shí)，電纜的沖擊絕緣水平可與系統(tǒng)取相同值。 c.當(dāng)電纜實(shí)際長(zhǎng)度大于沖擊特性長(zhǎng)度時(shí)，電纜的沖擊絕緣水平可取比系統(tǒng)較低值。 附 錄 B 高壓?jiǎn)涡倦娎|護(hù)層絕緣的保護(hù)方案 (參 考 件) B1 電纜金屬護(hù)套一端互聯(lián)接地，另一端接保護(hù)器(

23、方案一) 如圖B1所示，護(hù)層所受電壓計(jì)算公式見(jiàn)表B1。 表B1 電纜金屬護(hù)套一端互聯(lián)接地時(shí)護(hù)層所受電壓 流經(jīng)保護(hù)器的沖擊電流保護(hù)器所受工頻電壓護(hù)層所受電 壓短路方式計(jì) 算 公 式工頻沖擊UAUAKUA三相短路A、C兩相短路A相接地電纜頭地網(wǎng)中短路地網(wǎng)外短 路 注：由于單相接地電流以大地為回路，所以金屬護(hù)套兩端將感應(yīng)很高的電壓。 加在護(hù)層和保護(hù)器上的電壓除金屬護(hù)套兩端的感應(yīng)電壓外，還要疊加地網(wǎng)電位。當(dāng)流經(jīng)地網(wǎng)短路電流大時(shí)，后者可達(dá)極高數(shù)值。 由于三相和兩相短路時(shí)短路電流不以大地為回路，其感應(yīng)電壓很低，故護(hù)層和保護(hù)器所受工頻電壓取決于單相接地故障。 B2 電纜金屬護(hù)套交叉互聯(lián)，保護(hù)器Y0接線(xiàn)(方案

24、二) 如圖B2所示，護(hù)層所受電壓計(jì)算公式見(jiàn)表B2。 圖B1 電纜金屬護(hù)套一端互聯(lián)接地 圖B2 電纜金屬護(hù)套交叉互聯(lián)，保護(hù)器Y0接線(xiàn) 表B2 電纜金屬護(hù)套交叉互聯(lián)，保護(hù)器Y0接線(xiàn)護(hù)層所受電壓 流經(jīng)保護(hù)器的沖擊電流保護(hù)器所受工頻電壓護(hù)層所受電 壓短路方式計(jì) 算 公 式工頻沖擊UC或UCUC或UCKUC或KUC三相短路A、C兩相短路A相接地電纜頭地 網(wǎng)中短路地網(wǎng)外 短 路 注：由于金屬護(hù)套兩端壓降和地網(wǎng)的壓降部分抵消，因此A相接地時(shí)，C相護(hù)層和保護(hù)器所受的工頻電壓要比A相高。 單相接地時(shí)護(hù)層和保護(hù)器所受工頻電壓和接地電阻R1、R2以及流經(jīng)接地電阻的電流有關(guān)。當(dāng)流經(jīng)接地電阻的電流大

25、時(shí)，工頻電壓可達(dá)很高數(shù)值。這種情況一般出現(xiàn)在單電源網(wǎng)外接地和多電源網(wǎng)內(nèi)接地，此時(shí)護(hù)層和保護(hù)器所受工頻電壓取決于單相接地故障，且首端()和末端(UC)的電壓是不相等的。 網(wǎng)內(nèi)單電源時(shí)，由于大部分電流將以金屬護(hù)套為回路，所以護(hù)層和保護(hù)器所受電壓將大大降低，此時(shí)護(hù)層和保護(hù)器所受工頻電壓將取決于兩相接地故障。 和保護(hù)器Y接線(xiàn)比較，由于保護(hù)器所受工頻電壓高，所以其殘壓及護(hù)層所受沖擊電壓隨之升高。 B3 電纜金屬護(hù)套交叉互聯(lián)，保護(hù)器Y接線(xiàn)或接線(xiàn)(方案三) 如圖B3所示，護(hù)層所受電壓計(jì)算公式見(jiàn)表B3。 圖B3 電纜金屬護(hù)套交叉互聯(lián)，保護(hù)器Y接線(xiàn) 表B3 電纜金屬護(hù)套交叉互聯(lián)，保護(hù)器Y接線(xiàn)護(hù)層所受電壓 流經(jīng)保

26、護(hù)器的沖擊電流保護(hù)器所受工頻電壓護(hù)層所受電 壓短路方式計(jì) 算 公 式工頻沖擊(當(dāng)保護(hù)器接線(xiàn)時(shí)為UAC)UC或UC三相短路Uc同方案二A、C兩相短路Uc同方案二A相接地電纜頭地網(wǎng)中短路及同方案二地網(wǎng)外短 路 注：由于保護(hù)器采用了Y接線(xiàn)，單相接地時(shí)，保護(hù)器所受工頻電壓和接地電阻以及流經(jīng)接地電阻的電流無(wú)關(guān)，其值僅為兩相短路電流的一半。保護(hù)器所受工頻電壓將由兩相短路決定。 由于保護(hù)器所受工頻電壓比方案二低得多，所以其殘壓及護(hù)層所受沖擊電壓比方案二要小得多。 護(hù)層所受工頻電壓仍受接地電阻以及流經(jīng)接地電阻的電流影響，可達(dá)很高數(shù)值。 當(dāng)三相絕緣接頭距離較大時(shí)，為了減少引線(xiàn)上沖擊壓降的有害作用，可將保護(hù)器直接

27、跨接在絕緣接頭上，即采用接法，此時(shí)保護(hù)器所受電壓為UAC，但護(hù)層所受沖擊電壓仍為不變。 B4 電纜金屬護(hù)套一端互聯(lián)接地加均壓線(xiàn)(方案四) 如圖B4所示，護(hù)層所受電壓計(jì)算公式見(jiàn)表B4。 圖B4 電纜金屬護(hù)套一端互聯(lián)接地加均壓線(xiàn) 表B4 電纜金屬護(hù)套一端互聯(lián)接地加均壓線(xiàn)護(hù)層所受電壓 流經(jīng)保護(hù)器的沖擊電流保護(hù)器所受工頻電壓護(hù)層所受電 壓計(jì) 算 公 式(當(dāng)R在0和6Zd之間時(shí)用內(nèi)差法計(jì)算)工頻沖擊短路方式當(dāng)R6Zd時(shí)當(dāng)R=0時(shí)UADUADKUAD三相短路A、C兩相短路A相接地電纜頭地網(wǎng)中短路地網(wǎng)外短 路 注：均壓線(xiàn)的存在使單相接地時(shí)護(hù)層和保護(hù)器所受工頻電壓與地網(wǎng)電位無(wú)關(guān)。 由于均壓線(xiàn)的存在，單相接地短路電流在AD兩點(diǎn)的感應(yīng)電壓只與均壓線(xiàn)和金屬護(hù)套間的面積有關(guān)式中項(xiàng)，和短路電流回路的遠(yuǎn)近無(wú)關(guān)。 由于單相接地時(shí)部分短路電流以均壓線(xiàn)為回路，在均壓線(xiàn)上造成壓降，增大了護(hù)層和保護(hù)器所受工頻電壓(式中第二項(xiàng))。流經(jīng)均壓線(xiàn)的電流愈大，護(hù)層和保護(hù)器所受的電壓愈高。 當(dāng)網(wǎng)外短路R2=時(shí)，由于沒(méi)有短路電流流經(jīng)均壓線(xiàn)，護(hù)層和保護(hù)器所受工頻電壓可降到最低值。它將低于三相和兩相短路時(shí)的數(shù)值，但當(dāng)均壓線(xiàn)對(duì)地泄漏電阻小時(shí)，效果將降低。 B5 電纜金屬護(hù)