kV电缆选型及截面选择

1.电缆选型

绝缘材料

考虑电缆线路安全以及施工管理方便，并考虑以往的运行维护经验、电缆选用交联聚乙烯电缆。

交联聚乙烯电力电缆具有较好的电性能和物理性能，耐热性能好、软化点高、热变形小，有优异的热稳定性和老化稳定性；随着制造技术的不断完善，如采用聚乙烯高纯净化、导体屏蔽、绝缘层、绝缘屏蔽三层同时共挤、干式硬化法，加上防水的纵向防水层，护套选用了具有防水性能良好的聚乙烯护套，表面有导电石墨涂层等措施对于防止早期的电缆由于绝缘气隙、杂质、水分等产生的水树生长起了良好的作用。同时XLPE电缆可耐小半径弯曲，重量轻、安装简便、安全可靠、与充油电缆相比，其接续与终端处理也比较容易。因此安装费用也较低廉，从安全及环境保护来看，交联聚乙烯绝缘没有油料渗漏，以及防暴性能较好的优点。

因此考虑到电缆线路的安全及施工，运行维护方便，并结合以往电缆线路的运行经验，本工程电缆选用交联聚乙烯绝缘电缆，绝缘标称厚度16.5mm。

金属护套

电缆的防水构造以铅包或皱纹铝包效果最好，铅套电缆的优点是柔软，弯曲性能、密封性和耐腐蚀性好，便于敷设，也便于电缆附件的安装，适用于防水、防潮以及防腐蚀性要求较高的场合。皱纹铝包的优点是机械强度高。铝包与皱纹铝包相比较，相同截面情况下铅套的电缆外经小，耐腐蚀性好，同时铅套对施工有利，缺点是电缆单位自重较重。根据福州局已有电缆工程运行情况及本工程的特点，推存采用化学稳定性好的铅包电缆。

外护套

规程规定在潮湿、含化学腐蚀环境或易受谁浸泡的电缆，金属护套上尚应有挤塑外套，以保护金属护套免受腐蚀。目前常用的电缆挤塑外护套材料有聚乙烯（PE）或聚氯乙烯（PVC）。

聚氯乙烯耐环境应力开裂性能比聚乙烯好，且在燃烧时分解的氯气有助于阻燃，故一般多采用聚氯乙烯，但聚氯乙烯对化学腐蚀的耐受性能不及聚乙烯，在燃烧时会析出含有氯化氢等有毒的气体。本工程电缆埋设多位电缆沟以及隧道，电缆受环境应力影响小，宜选用耐化学腐蚀的聚乙烯护套，并具有防白蚂蚁、防鼠害特性。

综上所述，本工程电缆的典型结构推存为铜单芯、交联聚乙烯绝缘、纵向阻水层、铅合金护套、聚乙烯护套的结构，该结构具有抗腐蚀、防水的特点，适于福州地区使用。

2.电缆截面的选择

电缆线芯工作温度

根据GB50217-94《电力工程电缆设计规范》中规定，交联聚乙烯绝缘电缆线芯最高允许温度，额定负荷时为80°C，短路时为250°C。其主要出发点为电缆线芯的持续工作温度，关联这电缆绝缘的耐热寿命，缆芯的持续工作温度越高，电缆绝缘的老化越快，电缆的运行寿命越短。但根据IEC-287《电缆连续允许载流量的计算》中规定的交联聚乙烯绝缘电缆的线芯最高温度为90°C，且随着电缆制造技术的发展，目前国内外电缆制造商基本上均可生产缆芯持续工作温度为90°C并能保证电缆运行寿命在30年以上的交联聚乙烯绝缘电力电缆，故若仍按缆芯持续工作温度为80°C设计本工程电缆，势必导致电缆截面增大，并由此引起电缆线路走廊的加宽和工程投资的增加。

因此在保证电缆运行寿命的同时，为减少电缆线路走廊，节省工程投资，并参照省内多条110KV电缆线路的取值（均按缆芯持续工作温度为90°C取值），本工程电缆缆芯最高允许温度为：额定负荷时的90°C，短路时为250°C。

截面选择

鉴于我国尚未制定35kV以上电缆允许载流量的计算标准，本工程按现行规范推存的IEC-287《电缆连续允许载流两的计算》标准进行电缆载流量的计算。

本工程电缆载流量近期按两台容量为50MVA的变压器考虑，其载流量为603A，该载流量考虑为西郊变远期两回电缆进线时，正常情况为一回备用，另一回可转送两回线的电能，根据此原则进行设计。

根据计算，在不同敷设条件下截面为630mm^2电缆最大允许连续输送容量约为677A，结合未来的发展，选用截面为630mm^2的电缆较为合适。另外，福州电业局计划部要求本工程截面为630mm^2，因此本工程选用截面为630mm^2的电缆。

3.电缆系统设计

设计的基本参数

系统额定电压110KV

系统最高线电压127KV

最高相电压73KV

系统电网频率50HZ

中性点直接接系统

雷电冲击耐受电压（BLL）550KV

金属护层短路电流（T=1S）

最高气温TMAX=40°C

最高土壤温度T=30°C

热阻系数P=1.2°C*M/W

金属护套工频感应电压

GB50217-94《电力工程电缆设计规范》中规定，交流单相电力电缆的金属护层，必须直接接地，且在金属护层上任一点非接地出的正常感应电压，在未采取不能任意接触金属护层的安全措施时，不得大于50V，除此之外，不得大于100V.同时“电力电缆运行规程规定”：单芯电缆的铅包只在一端接地时，在铅包的另一端上的正常感应电压一般不超过65V，当铅包正常感应电压超过65V时，应于易于人身接触的裸露的铅包及其相连的设备加以适当遮蔽。

根据本工程的电缆线路的输送电流，经计算，电缆外护套层的工频感应电压约为M。为满足通过正常负荷电流时护套感应过电压不危及人身及设备安全，本工程电缆长度分为2段，设置一个接头工井。系统由两端的GIS户内终端头和户外终端头以及一个中间绝缘接头组成接地系统，具体的系统接线可参见电缆系统接线图。

4 电缆附件

本工程电缆线路的主要附件有：线路型电缆户外终端头、GIS电缆密封终端接头、绝缘街头、单路接地连接箱、带保护器三路接地联接箱、接地联接电缆等。

众所周知，电缆附件是电缆系统中最薄弱的环节，根据国内外电力电缆运行经验的统计，电缆运行故障大部分出在电缆附件上，约占事故的40%～60%，这是由于电缆附件所处的电场分布比电缆主要绝缘内分布要复杂得多，因此，要求厂家能够生产出优质、确保在不同环境施工条件下都能保质施工的电缆附件。电缆附件以及他们的安装一直是电缆系统最脆弱的一部分，也是国内110KV 及以上电压等级的电缆附件生产的薄弱环节。因此，为确保运行的安全以及施工顺利，推存采用国外进口预制配式的接头。