趙潤富
摘? 要: 中壓動力電纜結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外分別為導體、導體屏蔽、絕緣、絕緣屏蔽、填充(多芯電纜)、阻水帶(根據(jù)電纜敷設(shè)環(huán)境確定是否需要)、內(nèi)護套、鎧裝(鎧裝電纜)、外護套,沙特規(guī)范對于電纜的每層結(jié)構(gòu)都有明確規(guī)定,此規(guī)定主要是基于IEC規(guī)范,且結(jié)合了AEIC CS8中的部分規(guī)定。
關(guān)鍵詞: 中壓動力電纜、IEC規(guī)范、AEIC CS8
1、概述
電氣工程設(shè)計中,電纜是必不可少的材料,很多國外項目十分注重對于電纜質(zhì)量的檢測,因此了解電纜的結(jié)構(gòu)及試驗要求是十分有必要的。沙特規(guī)范SES E22-S02(IEC)對中壓動力電纜的結(jié)構(gòu)進行了詳細的描述,同時規(guī)定了中壓動力電纜應(yīng)滿足的試驗要求。
2、中壓動力電纜結(jié)構(gòu)
中壓動力電纜結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外分別為導體、導體屏蔽、絕緣、絕緣屏蔽、填充(僅針對于多芯電纜)、阻水帶(根據(jù)電纜敷設(shè)環(huán)境確定是否需要)、內(nèi)護套、鎧裝(僅針對于鎧裝電纜)、外護套,單芯鎧裝電纜結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
2.1 導體
導體共分為四種,第1種為實心導體,第2種為絞合導體,第5種為軟導體,第6種為比第5種更柔軟的導體。SES中規(guī)定導體應(yīng)為不鍍金屬退火銅線,第2種,且應(yīng)滿足IEC 60228中的相關(guān)規(guī)定。
2.2 導體屏蔽
導體屏蔽層應(yīng)該為擠包黑色半導體材料,其允許的操作溫度不能低于絕緣允許的操作溫度。擠出層應(yīng)能很容易地從導體上移除,并不遺留任何殘渣,并應(yīng)滿足AEIC-CS8中的相關(guān)規(guī)定。
2.3 絕緣
絕緣應(yīng)該為擠包固體介質(zhì)、防水樹交聯(lián)聚乙烯材質(zhì),若電纜有更高靈活性的要求時,可按照數(shù)據(jù)單的要求采用乙丙橡膠絕緣。絕緣應(yīng)遵守IEC 60502-2中的相關(guān)規(guī)定,平均絕緣厚度不能低于標稱厚度,任意點的最小厚度不能低于標稱厚度x90%-0.1mm。
2.4 絕緣屏蔽
絕緣屏蔽應(yīng)包括半導體絕緣屏蔽和金屬屏蔽。
2.4.1 半導體絕緣屏蔽
導體屏蔽層應(yīng)該為擠包黑色半導體材料,擠包層應(yīng)能很容易地從導體上移除,并不遺留任何殘渣,并應(yīng)滿足AEIC-CS8中的相關(guān)規(guī)定。導體屏蔽、絕緣、絕緣屏蔽應(yīng)三層共擠。
2.4.2 金屬屏蔽
銅絲屏蔽應(yīng)成螺旋狀地包裹在半導體絕緣屏蔽外側(cè),銅帶反向螺旋在銅絲外側(cè)。銅帶規(guī)格應(yīng)為0.1x15mm2,金屬屏蔽(銅帶除外)總等效面積不能小于:
小于等于70mm2銅芯電纜:16mm2(成品電纜)
大于70mm2銅芯電纜:35mm2(成品電纜)
2.5填充(多芯電纜)
填充材料允許的操作溫度應(yīng)與絕緣相符合。填充材料應(yīng)不吸潮、方便移除、靈活性好。
2.6 阻水帶
當電纜敷設(shè)路徑可能會接觸到水的時候,例如直埋、敷設(shè)于潮濕環(huán)境等,電纜需要阻水帶阻止水分入侵。
2.7 內(nèi)護套
內(nèi)護套應(yīng)為PE材質(zhì),其厚度要求應(yīng)滿足IEC 60502-2中規(guī)定。
2.8 鎧裝(鎧裝電纜)
單芯鎧裝電纜應(yīng)采用鋁絲鎧裝,多芯鎧裝電纜可采用雙層鍍鋅鋼帶或鍍鋅鋼絲鎧裝,鎧裝的標稱厚度應(yīng)滿足IEC 60502-2中規(guī)定,最小厚度不能低于標稱厚度的90%。
2.9 外護套
外護套材料應(yīng)該為PVC型ST2(電纜正常運行時最大導體溫度為90℃),外護套的標稱厚度應(yīng)滿足IEC 60502-2中規(guī)定,任意點的最小厚度不能低于標稱厚度的80%。外護套應(yīng)阻燃、防蟻蟲、防日光、防油。外護套的顏色應(yīng)滿足SES IEC-E22-G01中規(guī)定。
2.10 其他要求
電纜應(yīng)滿足IEC 60332-3中規(guī)定的阻燃試驗。
三芯電纜相線采用色帶標識。
3、中壓動力電纜應(yīng)滿足的試驗要求
3.1 常規(guī)試驗
常規(guī)試驗應(yīng)用于所有出廠電纜。
導體電阻測試
每根電纜的所有導體應(yīng)進行電阻測量試驗,電阻值結(jié)果應(yīng)滿足IEC 60228中規(guī)定。
局部放電測試
局部放電試驗應(yīng)滿足IEC-60885-3中規(guī)定,電纜在1.73Uo電壓下的局放量不應(yīng)超過10pC。
絕緣電阻測試
耐壓測試
測試電壓為3.5Uo,測試時間為5min。
3.2 特殊試驗
特殊試驗應(yīng)用于隨機抽樣電纜。
按照IEC 60228規(guī)定檢測導體。
按照IEC 60502-2規(guī)定檢測各層的尺寸。
按照IEC 60502-2規(guī)定對XLPE絕緣進行熱延伸試驗。
按IEC 60229 中規(guī)定對電纜外護套進行火花試驗。
按照AEIC-CS8規(guī)定進行絕緣屏蔽可剝離試驗。
4、20/35kV/1x400單芯鋁絲鎧裝電纜各層厚度計算樣例
現(xiàn)以20/35kV單芯鎧裝電纜為例,計算電纜結(jié)構(gòu)中每層材料的厚度要求。
不同制造方的成型導體尺寸變化、計算方法不同會引起標稱直徑不同和由此導致使用在基本設(shè)計相同的電纜上的護套厚度不同。為了避免這些麻煩,而采取假設(shè)計算方法。假設(shè)直徑計算的方法明確規(guī)定,使用的護套厚度是唯一的,它與實際制造中的細微差別無關(guān)。
不考慮形狀和緊壓程度如何,每一標稱截面積導體的假設(shè)直徑(dL)由表1給出。
由表可得,400mm2導體的假設(shè)直徑(dL)為22.6mm。
5、結(jié)論
沙特規(guī)范對于電纜的規(guī)定基于IEC標準,但是又略有不同,例如,IEC規(guī)范中對導體屏蔽層、絕緣屏蔽層的厚度沒有明確規(guī)定,沙特規(guī)范則有具體要求,并應(yīng)滿足AEIC-CS8中規(guī)定。另外,沙特規(guī)范對于電纜各層材料的選擇有了更具體的規(guī)定。因此,做沙特項目選擇電纜,當SES與IEC規(guī)定不同時,一定要留意,與廠家做好溝通,有效避免錯誤。
參? 考? 文? 獻
[1] E22-S02 (IEC) Rev 2-2015 ,Cables 5 to 35 kV。
[2] IEC 60502-2-2005,Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages from 1kV(Um=1.2kV) up to 30kV(Um=36kV)-Part 2: Cables for rated voltages from 6kV(Um=7.2kV) up to 30kV(Um=36kV)
[3] IEC 60228,Conductors of insulated cables。
[4] IEC 60332-3,Tests on Electric Cables under Fire Conditions - Part 3: Tests on Bunched Wires or Cables。
[5] AEIC-CS8,Specification for Extruded Dielectric Shielded Power Cables Rated 5 through 46 kV
[6] GBT 12706.2-2008,額定電壓1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)擠包絕緣電力電纜及附件 第2部分:額定電壓6kV(Um=7.2kV)到30kV(Um=36kV)電纜