论文部分内容阅读
摘 要: 中压动力电缆结构由内到外分别为导体、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、填充(多芯电缆)、阻水带(根据电缆敷设环境确定是否需要)、内护套、铠装(铠装电缆)、外护套,沙特规范对于电缆的每层结构都有明确规定,此规定主要是基于IEC规范,且结合了AEIC CS8中的部分规定。
关键词: 中压动力电缆、IEC规范、AEIC CS8
1、概述
电气工程设计中,电缆是必不可少的材料,很多国外项目十分注重对于电缆质量的检测,因此了解电缆的结构及试验要求是十分有必要的。沙特规范SES E22-S02(IEC)对中压动力电缆的结构进行了详细的描述,同时规定了中压动力电缆应满足的试验要求。
2、中压动力电缆结构
中压动力电缆结构由内到外分别为导体、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、填充(仅针对于多芯电缆)、阻水带(根据电缆敷设环境确定是否需要)、内护套、铠装(仅针对于铠装电缆)、外护套,单芯铠装电缆结构图如图1所示。
2.1 导体
导体共分为四种,第1种为实心导体,第2种为绞合导体,第5种为软导体,第6种为比第5种更柔软的导体。SES中规定导体应为不镀金属退火铜线,第2种,且应满足IEC 60228中的相关规定。
2.2 导体屏蔽
导体屏蔽层应该为挤包黑色半导体材料,其允许的操作温度不能低于绝缘允许的操作温度。挤出层应能很容易地从导体上移除,并不遗留任何残渣,并应满足AEIC-CS8中的相关规定。
2.3 绝缘
绝缘应该为挤包固体介质、防水树交联聚乙烯材质,若电缆有更高灵活性的要求时,可按照数据单的要求采用乙丙橡胶绝缘。绝缘应遵守IEC 60502-2中的相关规定,平均绝缘厚度不能低于标称厚度,任意点的最小厚度不能低于标称厚度x90%-0.1mm。
2.4 绝缘屏蔽
绝缘屏蔽应包括半导体绝缘屏蔽和金属屏蔽。
2.4.1 半导体绝缘屏蔽
导体屏蔽层应该为挤包黑色半导体材料,挤包层应能很容易地从导体上移除,并不遗留任何残渣,并应满足AEIC-CS8中的相关规定。导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽应三层共挤。
2.4.2 金属屏蔽
铜丝屏蔽应成螺旋状地包裹在半导体绝缘屏蔽外侧,铜带反向螺旋在铜丝外侧。铜带规格应为0.1x15mm2,金属屏蔽(铜带除外)总等效面积不能小于:
小于等于70mm2铜芯电缆:16mm2(成品电缆)
大于70mm2铜芯电缆:35mm2(成品电缆)
2.5填充(多芯电缆)
填充材料允许的操作温度应与绝缘相符合。填充材料应不吸潮、方便移除、灵活性好。
2.6 阻水带
当电缆敷设路径可能会接触到水的时候,例如直埋、敷设于潮湿环境等,电缆需要阻水带阻止水分入侵。
2.7 内护套
内护套应为PE材质,其厚度要求应满足IEC 60502-2中规定。
2.8 铠装(铠装电缆)
单芯铠装电缆应采用铝丝铠装,多芯铠装电缆可采用双层镀锌钢带或镀锌钢丝铠装,铠装的标称厚度应满足IEC 60502-2中规定,最小厚度不能低于标称厚度的90%。
2.9 外护套
外护套材料应该为PVC型ST2(电缆正常运行时最大导体温度为90℃),外护套的标称厚度应满足IEC 60502-2中规定,任意点的最小厚度不能低于标称厚度的80%。外护套应阻燃、防蚁虫、防日光、防油。外护套的颜色应满足SES IEC-E22-G01中规定。
2.10 其他要求
电缆应满足IEC 60332-3中规定的阻燃试验。
三芯电缆相线采用色带标识。
3、中压动力电缆应满足的试验要求
3.1 常规试验
常规试验应用于所有出厂电缆。
导体电阻测试
每根电缆的所有导体应进行电阻测量试验,电阻值结果应满足IEC 60228中规定。
局部放电测试
局部放电试验应满足IEC-60885-3中规定,電缆在1.73Uo电压下的局放量不应超过10pC。
绝缘电阻测试
耐压测试
测试电压为3.5Uo,测试时间为5min。
3.2 特殊试验
特殊试验应用于随机抽样电缆。
按照IEC 60228规定检测导体。
按照IEC 60502-2规定检测各层的尺寸。
按照IEC 60502-2规定对XLPE绝缘进行热延伸试验。
按IEC 60229 中规定对电缆外护套进行火花试验。
按照AEIC-CS8规定进行绝缘屏蔽可剥离试验。
4、20/35kV/1x400单芯铝丝铠装电缆各层厚度计算样例
现以20/35kV单芯铠装电缆为例,计算电缆结构中每层材料的厚度要求。
不同制造方的成型导体尺寸变化、计算方法不同会引起标称直径不同和由此导致使用在基本设计相同的电缆上的护套厚度不同。为了避免这些麻烦,而采取假设计算方法。假设直径计算的方法明确规定,使用的护套厚度是唯一的,它与实际制造中的细微差别无关。
不考虑形状和紧压程度如何,每一标称截面积导体的假设直径(dL)由表1给出。
由表可得,400mm2导体的假设直径(dL)为22.6mm。
5、结论
沙特规范对于电缆的规定基于IEC标准,但是又略有不同,例如,IEC规范中对导体屏蔽层、绝缘屏蔽层的厚度没有明确规定,沙特规范则有具体要求,并应满足AEIC-CS8中规定。另外,沙特规范对于电缆各层材料的选择有了更具体的规定。因此,做沙特项目选择电缆,当SES与IEC规定不同时,一定要留意,与厂家做好沟通,有效避免错误。
参 考 文 献
[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,额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件 第2部分:额定电压6kV(Um=7.2kV)到30kV(Um=36kV)电缆
关键词: 中压动力电缆、IEC规范、AEIC CS8
1、概述
电气工程设计中,电缆是必不可少的材料,很多国外项目十分注重对于电缆质量的检测,因此了解电缆的结构及试验要求是十分有必要的。沙特规范SES E22-S02(IEC)对中压动力电缆的结构进行了详细的描述,同时规定了中压动力电缆应满足的试验要求。
2、中压动力电缆结构
中压动力电缆结构由内到外分别为导体、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、填充(仅针对于多芯电缆)、阻水带(根据电缆敷设环境确定是否需要)、内护套、铠装(仅针对于铠装电缆)、外护套,单芯铠装电缆结构图如图1所示。
2.1 导体
导体共分为四种,第1种为实心导体,第2种为绞合导体,第5种为软导体,第6种为比第5种更柔软的导体。SES中规定导体应为不镀金属退火铜线,第2种,且应满足IEC 60228中的相关规定。
2.2 导体屏蔽
导体屏蔽层应该为挤包黑色半导体材料,其允许的操作温度不能低于绝缘允许的操作温度。挤出层应能很容易地从导体上移除,并不遗留任何残渣,并应满足AEIC-CS8中的相关规定。
2.3 绝缘
绝缘应该为挤包固体介质、防水树交联聚乙烯材质,若电缆有更高灵活性的要求时,可按照数据单的要求采用乙丙橡胶绝缘。绝缘应遵守IEC 60502-2中的相关规定,平均绝缘厚度不能低于标称厚度,任意点的最小厚度不能低于标称厚度x90%-0.1mm。
2.4 绝缘屏蔽
绝缘屏蔽应包括半导体绝缘屏蔽和金属屏蔽。
2.4.1 半导体绝缘屏蔽
导体屏蔽层应该为挤包黑色半导体材料,挤包层应能很容易地从导体上移除,并不遗留任何残渣,并应满足AEIC-CS8中的相关规定。导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽应三层共挤。
2.4.2 金属屏蔽
铜丝屏蔽应成螺旋状地包裹在半导体绝缘屏蔽外侧,铜带反向螺旋在铜丝外侧。铜带规格应为0.1x15mm2,金属屏蔽(铜带除外)总等效面积不能小于:
小于等于70mm2铜芯电缆:16mm2(成品电缆)
大于70mm2铜芯电缆:35mm2(成品电缆)
2.5填充(多芯电缆)
填充材料允许的操作温度应与绝缘相符合。填充材料应不吸潮、方便移除、灵活性好。
2.6 阻水带
当电缆敷设路径可能会接触到水的时候,例如直埋、敷设于潮湿环境等,电缆需要阻水带阻止水分入侵。
2.7 内护套
内护套应为PE材质,其厚度要求应满足IEC 60502-2中规定。
2.8 铠装(铠装电缆)
单芯铠装电缆应采用铝丝铠装,多芯铠装电缆可采用双层镀锌钢带或镀锌钢丝铠装,铠装的标称厚度应满足IEC 60502-2中规定,最小厚度不能低于标称厚度的90%。
2.9 外护套
外护套材料应该为PVC型ST2(电缆正常运行时最大导体温度为90℃),外护套的标称厚度应满足IEC 60502-2中规定,任意点的最小厚度不能低于标称厚度的80%。外护套应阻燃、防蚁虫、防日光、防油。外护套的颜色应满足SES IEC-E22-G01中规定。
2.10 其他要求
电缆应满足IEC 60332-3中规定的阻燃试验。
三芯电缆相线采用色带标识。
3、中压动力电缆应满足的试验要求
3.1 常规试验
常规试验应用于所有出厂电缆。
导体电阻测试
每根电缆的所有导体应进行电阻测量试验,电阻值结果应满足IEC 60228中规定。
局部放电测试
局部放电试验应满足IEC-60885-3中规定,電缆在1.73Uo电压下的局放量不应超过10pC。
绝缘电阻测试
耐压测试
测试电压为3.5Uo,测试时间为5min。
3.2 特殊试验
特殊试验应用于随机抽样电缆。
按照IEC 60228规定检测导体。
按照IEC 60502-2规定检测各层的尺寸。
按照IEC 60502-2规定对XLPE绝缘进行热延伸试验。
按IEC 60229 中规定对电缆外护套进行火花试验。
按照AEIC-CS8规定进行绝缘屏蔽可剥离试验。
4、20/35kV/1x400单芯铝丝铠装电缆各层厚度计算样例
现以20/35kV单芯铠装电缆为例,计算电缆结构中每层材料的厚度要求。
不同制造方的成型导体尺寸变化、计算方法不同会引起标称直径不同和由此导致使用在基本设计相同的电缆上的护套厚度不同。为了避免这些麻烦,而采取假设计算方法。假设直径计算的方法明确规定,使用的护套厚度是唯一的,它与实际制造中的细微差别无关。
不考虑形状和紧压程度如何,每一标称截面积导体的假设直径(dL)由表1给出。
由表可得,400mm2导体的假设直径(dL)为22.6mm。
5、结论
沙特规范对于电缆的规定基于IEC标准,但是又略有不同,例如,IEC规范中对导体屏蔽层、绝缘屏蔽层的厚度没有明确规定,沙特规范则有具体要求,并应满足AEIC-CS8中规定。另外,沙特规范对于电缆各层材料的选择有了更具体的规定。因此,做沙特项目选择电缆,当SES与IEC规定不同时,一定要留意,与厂家做好沟通,有效避免错误。
参 考 文 献
[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,额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件 第2部分:额定电压6kV(Um=7.2kV)到30kV(Um=36kV)电缆