220kV电力电缆交接试验方案设计

1、220kV 电力电缆交接试验方案设计关键词：电力电缆交接试验方案设计摘要：电力电缆经常用作发电厂、变电所以及工矿企业的动力引入（或引出）线，当需跨越江河、 铁路等时也常用它； 而随着城市用电剧增， 又希望少占地，很多国家还将电力电缆用作城市的输配电线路以及工矿企业内部的主干线路。220kV 电力电缆在城市建设过程中被广泛使用，由于其在城市中不占用空中和地面通道，在城市中有专用的高压电力电缆沟，这样安全、整洁。高压电力电缆在安装之后要想投入运行，必须做交接试验，只有试验合格才能投入运行，通过试验方案的设计， 做到交接试验有目的， 有方向，而且也是为了安全考虑，有的放矢。一、前言1 、电力电缆的基

2、本结构形式电力电缆经常用作发电厂、变电所以及工矿企业的动力引入（或引出）线，当需跨越江河、铁路等时也常用它；而随着城市用电剧增，又希望少占地，很多国家还将电力电缆用作城市的输配电线路以及工矿企业内部的主干线路。以电力电缆与架空线路相比， 其优点是受外界气候等的影响小、安全、可靠、隐蔽、耐用；但由于电缆结构和生产工艺都比较复杂，所以成本高，其应用不如架空线路那样广泛。为了保证电缆的使用寿命， 不仅要求电缆具有优良的绝缘性能，而且要考虑电缆的热性能及敷设方式等，这样对电缆的导电线芯、绝缘及护层等都提出了相应的要求。1.1 导电线芯电缆的导电线芯（载流芯）应采用具有高电导率的金属材料，目前主要是用铜

3、或铝，铜易焊接、导电性能和机械强度也都比铝好些。但铝的资源更丰富，价格低，而且小（如果铜线和铝线长度相同且电阻也相等时，铝线的质量仅铜线的一半左右） ，加工方便，如用于油浸电力电缆中，铝对油的老化的催化作用也比较小。导电线芯的铜和铝的基本性能密度20时电阻率电阻温度系数材料（ g/cm3）( .mm)(1/c)铜8.9<17.483.393*10 - 3铝2.7<28.364.03*10 - 3为了便于运输和敷设，电缆要可以弯曲。为此，电缆的导电线芯常用多根导线扭较而成。在单芯电缆分相铅包电缆中，导电线芯常用圆形芯：而在多芯电缆中，为减小尺寸及质量，有时制成扇形芯。1.2 电缆护层

4、电缆护层的作用是为了防止水分、潮气等侵入绝缘层，塑料或橡皮绝缘电缆常常就在外面再包以塑料或橡皮层来做护套，而油浸纸绝缘电缆常用铅包或铝包的护套。铅护套柔软、不透水、耐腐蚀，但是机械强度低，而且铅为稀缺的有色金属，正逐渐被铝护套等所替代。铝的密度(2 7) 比铅 (11 34) 小得多，所以铝护套轻而结实，但制造时压铝的温度比较高，另外如果铝中含有杂质，在运行中可能由于电化学作用等而将护套逐渐电解破坏。当需要承受较大的机械负荷时，常采用钢带或钢丝铠装。而在铠装层与金属护套间垫有内衬垫层，它是由沥青复合物、聚氯乙烯及浸渍纸带或浸渍电缆麻等所组成。如果电缆需要敷设在可能被腐蚀的场所，在铠甲外面也应包

5、以由这些保护材料所组成的外护层。针对铝包钢带铠装电缆质量仍较大、敷设弯曲半径大的缺点，也有的地方改在三芯扇形芯的铝护套外加上防腐护层及聚氯乙烯外护套，不再加铠装，使质量比铠装电缆约少 1 3，且运行情况良好。1.3 绝 缘介质在较低电 压时 ，如 35kV 及 以下 ，国 内广 泛采 用的是 粘性 浸渍的油纸绝缘、橡皮绝缘、塑料(聚氯乙烯、聚乙烯等 )绝缘。电缆常用的 几种 绝缘材 料的 性能 如表 4 2所示。 更高 电压 时，大 多改用充油电缆、钢管油压电缆、充气电缆等。各国在中低压电缆中常用的几种绝缘材料绝缘 材聚氯乙聚乙烯交联聚丁基橡胶乙丙橡粘性油纸不滴流料烯乙烯胶纸工作温度70707

6、590859050 806580( )20时电阻10131017 101710141014 率14151415(il·cm)10151018101810 10101510 101015相对介电常6232 33 525 43 535数9tg6( )610003 00403150208 10080060 071 410自 05En 至2En 的065020 205502502412tg ( )击穿场强405040 5025 3525 4040 45303525 35(kV mm)电缆绝610kV4343 44 03 43 2320缘厚度12 20kY6555 56 45 55 4544(

7、mm)1880808757530kV0注 En 表示额定电压下的场强橡皮绝缘或丁基、乙丙合成橡胶绝缘电缆，弹性好，柔软可挠，特别适宜用于 35kV及以下的移动式供电设备上。塑料绝缘电力电缆也没有敷设落差的限制，且加工方便，维护简便。其中聚氯乙烯电缆常用到6lOkV ，它价格低廉、耐酸耐碱，但介质损耗大、允许工作温度较低(60 70以下 ) 、耐老化性能差。因此更高电压的塑料电缆，不少国家都采用交联聚乙烯，由于经过交联，线状分子结构变成了网状，这样既保留了聚乙烯原有的优良电气性能，又提高了机械强度和耐热性能。丁丙橡胶的耐热性与交联聚乙烯相近，而耐局部放电的性能比交联聚乙烯还好些，可是损耗较大。所

8、以两者各有优点，154或 220kV级的聚乙烯及丁丙橡胶绝缘的电力电缆国外都有采用。国内常用的几种电力电缆型号及用途，如下表所示结构 品种常用的几种型号电压等级用 途特 点35kV及以粘性漫渍纸绝铅包 Z(L)Q 、 Z(L)QF 下铝包交流电网，固定敷设，缘电力电缆ZL、 ZLLlOkV及 以 也用于直流下滴干绝缘电力 铝芯 ZLQP(F)电缆铜芯 ZQP(F)不滴流漫渍纸绝铜芯 ZQD缘电力电缆铝芯 ZLQD橡皮绝缘电力电铅包 X（ L)Q同粘性浸溃纸绝缘电 lOkV 及 以 力电缆，但常下用于高落差敷设同滴干绝缘电力电缆， lOkV 及 以 还可用于热下带地区缆聚氯乙烯护套氧丁橡胶护套聚

9、氯乙烯绝缘铜芯 VVX(L)VX(L)F6kV 及以下可供定期移动的装置用和护套电力电缆铝芯 VLV(F)交联聚乙烯绝铜芯 YJV(F)缘聚氯乙烯护套铝芯 YJLV(F)电力电缆自容式充油高ZQCY压电缆2、纸绝缘 电缆2.1 粘性浸 渍纸绝缘电缆6kV 及以下无敷设位差的限制同聚氯乙烯绝缘和护6kV 及以下套电力电缆，也可供定期移动的装用llOkV及 以交流电网中固定敷设下油浸 纸绝 缘电 力电 缆的 用量 最 大，而且具有使用寿命长、热稳定性高等优点，可是工艺过程较复杂，在 35kV 及以下时以粘性浸渍绝缘较为合适。粘性浸 渍电 缆所 采用 的是在光亮油中加入松香而成的粘性浸渍剂，这样既能

10、 在较 高的 浸渍 温度 ( 如 120 140 C) 下仍具有比较低的粘度，保证了 浸渍 完善 ；而 在电缆的正常工作温度下，它的粘度已很高，不大会流 动， 但在 电缆 弯曲时，纸层间仍能有相对位移。粘性浸渍电缆在运行 中， 内部 往往 会产生气隙，特别是当它敷设在落差较大处或工作温度 较高 时。 从下 表可见，浸渍剂的热膨胀系数要比电缆中其它材料大好 多倍 ，这 样在 运行中随着负荷变动所引起的温度升降，浸渍剂的体积 将显 著地 改变 。 而铅层是缺乏弹性的，以致当冷却时铅护套内部的绝 缘体 积已 缩小 ，而铅层不可能恢复到原来的尺寸，于是在铅护套里形成了空隙。电力电缆中几种材料的热膨胀系

11、数材 料 名铝铜铅电缆纸浸溃剂称体积膨胀系数-6-6-6-6(1)72X1051X1069X1090X10 900X10-6如此反复多次后，气隙还将逐渐增大。随着外施电压升高，这些气隙中的局部放电使tg 增大，如果敷设在倾斜角度较大的场所，则当温度稍高时，浸渍剂还易于渐渐向下淌流，使电缆下部的护套受到较大的压力而更膨胀，甚至可能破裂；而上部因缺乏浸渍剂而形成更多的空隙。对于需要敷设在较大的落差处时，常改用滴干绝缘电缆，那是在经过像粘性浸渍电缆那样的干燥浸渍以后，再增加一个滴干(或称贫乏 )过程。由于绝缘中浸渍剂含量已显著减少，故倾斜敷设的淌流现象可以改善。可是绝缘中空隙增多，绝缘性能差，因此只

12、能用于10kV以下。当需要更大的敷设落差时，可改用不滴流电缆，它是用合成微晶地蜡与光亮油组成的复合物来浸渍，在工作温度下这种复合物不会流动。几种粘性浸渍电缆的允许敷设落差如下表所示。电缆绝缘种类额定电压及结构类型允许落差 (m)油浸纸绝缘6 一 lOkV152035kV5油浸纸滴干绝缘总包型 ( 带绝缘 )100分相铅 (或铝)包型300不滴流浸溃纸绝全部产品没有限制缘粘性油浸电 缆中的 绝缘 层常用狭 长的 ( 宽5 35mm、厚0 12mm)电缆纸螺旋式地包 缠在 导电 芯上 。 为了使电缆能弯曲，大部分的绝缘层是采用负搭盖，也就是同一层的相邻纸带间留有间隙(o 2 2mFl) ，但在紧靠

13、缆芯( 及铅护套) 的少数层，为了提高电气强度，也为了较平整些，常改用正搭盖，也就是同一层的相邻纸带间互相盖住一些。电缆纸技术要求项目电缆 纸高 压电 缆纸硫酸盐木浆 ( )100100厚度 (mm)0 120045，0075，0125，0175，0 225密度 (8 cm3)0 70 85双面耐折次数 ( 纵横1000 20001300，· 3000向平均 )灰分 ( 不大于， )103100下 tg 干00023纸油(不大于 )浸0 003纸电缆纸中一般含水为6 8，水分含量增多时tg 增大，体积电阻率户减小，因而在包缠好绝缘后，要充分进行烘干，干燥后期用真空干燥以利于除去水分。

14、在干燥后期的真空度要相当高，才能保证剩余含水量少、 tg 值低。如果含水稍增多，也将直接影响到油浸后的纸绝缘的电气强度。在导电线芯表面和铅( 或铝 ) 护套内侧， 通常包以半导体纸带或金属化纸带的屏蔽层，国内常用0 12mm的含碳黑的半导体纸带，要求其电阻率为 105 106 .cm 。这种纸既能改善此处由于导电线芯表面( 或护套内侧)不光整引起的电场集中现象，而且所含碳黑还可具有吸附浸渍剂中杂质离子等作用。下图示出了采用半导体纸屏蔽后对tg占的改善作用。粘性浸渍剂是用松香与光亮油的混合物，松香含量常占3035 ( 对于垂直敷设的电缆，松香可占50左右) 。对电缆中用的光亮油及高压电缆油的技术

15、要求110-330kY项目光亮油高压电缆油闪点 ( 不低于， )275125凝固点 ( 不高于， ) 12 60酸值 ( 不大于， mgKOH e 油 )0 100l击穿场强 ( 不小于， kV mm)1420tgJ(100'C，不大于 )00600015以上所介绍的粘性浸渍绝缘电缆( 包括滴干及不滴流绝缘电缆) ，其结构比较简单，也不需要附属设备( 如压力箱等 ) 。但它在生产过程中，特别是运行过程中，不可避免会在绝缘中形成气隙，因而一般只能用于交流电压 35kV及以下。为了解决电缆绝缘中出现的气隙，以及气隙的击穿场强远较油浸纸为低的问题，从基本原理上看有两条解决的途径：一是设法经常

16、不断地用低粘度油来填满气隙( 充油电缆 ) ；二是设法提高气隙的击穿场强(充气电缆 )。2.2 充油电缆常用的充油电缆有钢管式或自容式两种形式。2.2 1自容式充油电缆自容式充油电缆结构与前述的粘性浸渍电缆的结构相似，导电线芯或用图示的型线，或用螺旋管支撑圆线绞特大容量还有用分裂线芯的。自容式电缆中用的高压电缆油粘度比较小 ( 比钢管充油电缆里所用的油粘度要小得多) ，以便及时通过绝缘层以及导电线芯中的油道补充到所需要的部位。自容式充油电缆结构图为了减小铜对油老有重力箱或压力箱，当距离很长( 如 4公里以上 ) 时沿途再要加压力箱，使电缆油始终处于某必要的表压力之下，从而消除了绝缘可能出现的气

17、隙，以确保可靠的绝缘性能。国内对330kV及以下的自容式高压充油电缆采用的是低油压，其长期使用的油压为005 06MPa。对高压电缆油的要求可参见上表（对电缆中用的光亮油及高压电缆油的技术要求）。为提高纸层的电气强度，采用了比前述粘性浸渍电缆中所用的纸更薄的高压电缆纸，如厚度为0 045、 0.0075mm等，油浸电缆纸的短时电气强度 Eb将随纸带厚度减薄而提高；但纸带厚度越薄，往往纸的密度也越大、纤维素含量也越高，这样将引起tg 的增大。而对于超高压电缆而言，介质损耗(U2 Ctgt ) 甚至可能超过缆芯的铜耗(I 2 R) ，如下表所示。高压电缆介质损耗所占的比例额定电压标介质损耗 U2

18、Ctgt 介质损耗称截面tg铜耗 I2R(kV)2(kW km)(mm)301850 00800150211022000050.108202203500 0040.34344004000 0031.0511 8因此，介质损耗的大小将直接影响到超高压电缆的传输功率，当电缆靠自然冷却时，由于tg 值的增加使传输功率下降。500kV 以上的油浸纸绝缘电缆有时就不得不采用强迫冷却的办法，例如内部油冷或水冷、外部直接水冷或平行敷设冷却水管等。为改善电场分布， 在导电线芯表面及绝缘层外表面也都包有半导体屏蔽层。充油电缆的电气试验的性能指标如下表所示。国内生产的110、220KV及 330KV低油压自容式电

19、缆的绝缘厚度分别约 10、 18mm及 25mm。充油电缆的电气试验的性能指标试验项目额定电压 (kV)11022033020'C时导电线芯直流电阻率2( 不大于， mm0 0184m)工频 15min( 有效120230340耐压值， kV)直流 15min(kV)288552816室温下 ( 不大于 )tg0 000400003tg ( 从0001000080 5Un 2Un)充油电缆油样标准 ( 浸溃完后 10 日内试 )在 100。 C、电场强度为110 220kV 电0 00510kV cm时 tg ( 不大于 )缆330kV 电缆0 004(20+10。 C)时工频击穿场强

20、 ( 不小于， kV cm)180钢管式充油电缆那是将三根单芯屏蔽电缆拉人钢管内，屏蔽外包有铜带，并有2 3根半圆形铜丝( 滑丝 ) 以便于拖进钢管，管内充有油压，15MPa左右，以消除绝缘层中可能形成的气隙。电缆绝缘层的浸渍剂常用高粘度的油( 如聚丁烯油 ) ，以防止当拖进钢管时浸渍剂大量流出；而拖进钢管后再充以粘度较低些的油，以使浸渍充分且降低油在流动时的阻力。钢管式充油电缆因有钢管作护层，机械强度较高，且采用较高的油压，所以电气性能较自容式好；但三芯在同一铜管中，如一相故障时有可能影响到另两相，而且不宜敷设于高垂直落差之处。国外超高压的充油电缆也仍用自容式或钢管式，可参见下表。在自容式充

21、油电缆中国外已广泛采用十二烷基苯；至于纸层绝缘，希望电气强度高而介自常数1不太高，所以如聚丙烯薄膜一纤维复合纸、高密度聚乙烯合成纸等都很有发展前途。国外几种充油电缆的主要性能指标电压电缆线芯截面2(kV)型式(mm)525自容1000式500钢管5501000式500自容2000式500钢管550625式自容1100750式20003. 充气电缆绝缘最大工作电气性能 (kV)工油压作场BIL(厚度强工 频BSL(D(kV(MPa( 有效D备注(mm)( 幅(幅值)值 )值 )mm)305 163875美国、长1 61675139016km、1rain落差 183m341431557616751

22、390美：试验用6h331563018601310日本； 19756h年运行3015156001725前苏联：24h1964 年投运意大利：研0 2870究晶，2121001675已通过试24h03验既然电缆的绝缘在制造过程中常有可能产生气隙，也可以用提高气压的方法来提高气隙的电气强度。充气电缆所充入的气体应是绝缘性能良好的干燥的气体，如高纯度（99.99% 以上）的氮气或六氟化硫等。充气电缆的附属设备等较充油电缆简单，而且无液体静压力，特别适宜于用作高落差的高压电缆线路。但如前面分析气压大小对气体电气强度的影响时已指出的那样：气压提高虽能提高工频击穿电压，但对冲击击穿电压往往提高不多。充气电

23、缆的长期击穿场强及许用工作场强都较充油电缆为低，很高压充气电缆很少见到。35kV充气电缆加人三根供气的管道，绝缘采用的是滴干纸绝缘( 厚7mm)，也采用分阶绝缘( 内外层分别采用0.08 mm及 0.12mm厚的电缆纸 ) ，工作电压为 0.3Mpa。提高表压力可以改善充气电缆的局部放电性能。4. 电缆接头盒4.1终端接头盒电缆两端都应有终端接头盒，通过它与变压器或架空线相连接。户外终端接头盒都应有密封的瓷套 ( 或环氧树脂套等 ) 以防止潮气进入。正常情况下，单芯的 ( 或分相铅包的 ) 电缆本体中几乎只有垂直于纸层的径向场强，对此油纸绝缘的电氙强度是很高的。可是在电缆终端处，其电场就复杂得

24、多，在金属护层终端处附近不仅电场异常集中，而且有很强的轴向分量。如不采取相应的措施，在较低的电压下，就会在这护层边缘处发生电晕甚至滑闪放电，这时仅仅靠增加沿面距离并不会带来显著效果。为要提高放电电压，必须设法改善电场分布，所采用的原则与高压套管中改善电场分布的原则相同。对 110kV( 或 220kV) 以下的电缆常用增绕式终端盒，所采用的主要措施为：加包增绕绝缘层 3以降低终端盒绝缘层中的场强；合适形状的应力锥面，此锥面上的金属丝与铅套相连，使得原来集中由铅套终端处发出的电力线变为沿应力锥面上较均匀发出，这样沿锥面各点的轴向场强都可降低到允许的数值以下，在应力锥终端处还有屏蔽环，以改善这里电

25、场的局部集中。为了进一步使轴向场强均匀化，也有用电容式终端盒，它是在电缆终端瓷套里附加了一些电容器，以强制轴向场强均匀分布，这样更可以缩短电缆终端的长度。但无论是增绕式还是电容式终端盒，整个电缆终端都应密封在瓷套或环氧树脂 ) 内，此瓷套的设计原则也与设计高压套管中的瓷套相似。为了缩小电站尺寸，既可考虑将电缆终端与变压器出线套管合二而一，也可让两者在油中连接。后者可称作象鼻式套管，尺寸可比在空气中连接时小一半，但从运行反映看，要对牲缆头进行检修、试验就不方便了。4.2. 连接接头盒当电缆线路较长时，必须在现场用连接接头盒将多根电缆连接起来。连接盒里的电场也不像电缆本体中那样全为径向分布，而且是

26、在现场制作的，条件较差。因此，将载流芯连接后，还需包缠增绕绝缘层，并在两端加上应力锥，使沿此锥面各点的轴向场强均匀化。充油电缆的连接盒除上述的普遍连接盒外，还有绝缘连接盒和塞止式连接盒。当需要沿线路长度上对电缆护层进行交叉换位时即采用绝缘连接盒，它能使相连的两段电缆的外壳间用环痒树枝片或瓷片沿轴向互相绝缘开来，需要高落差敷设时，为了减少对下终端的静油压萨广也可采用塞止式连接盒，使相连的两段电缆间的油路不相连通。二、 220kV 电力电缆的选用电缆的选用依据为DL/T 401 2002高压电缆选用导则 。在本标 准中以 Uo、 U表示电缆和附件的额定电压，以Um表示电缆运行最高电压；以Up1 和

27、 Up2 分别表示其雷电冲击和操作冲击绝缘水平。这些符号的意义如下：Uo 设计 时采 用的电缆和附件的 每一 导体与屏蔽层 或金 属套之间的额定工频电压；U 设计时采用的电缆和附件的任何两个导体之间的额定工频电压；Um 设计 时采 用的电缆和附件的 任何 两个导体之间 的运 行最高电压，但不包括由于事故和突然甩负荷所造成的暂态电压升高；注： U值仅在设计非径向电场的电缆和附件时才有用。·U p1 设计时采用的电缆和附件的每一导体与屏蔽层或金属套之间的雷电冲击耐受电压之峰值；U p2 设计时采用的电缆和附件的每一导体与屏蔽层或金属套之间的操作冲击耐受电压之峰值。电缆的额定电压值Uo U

28、和 Um的关系列于下表序号UoUUm11 8/3 ，3/33 52366，666 936/10 ， 8 7 1011548715， 1215175512 20， 18 20230621/35 ， 263540575066725864 1101269127/22025210190330363112905005501. 电缆绝缘水平选择U的选择：按等于或大于电缆所在系统的额定电压选择。Um的选择：按等于或大于电缆所在系统的最高工作电压选择。U p1 的选择：根据线路的冲击绝缘水平、避雷器的保护特性、架空线路和电缆线路的波阻抗、电缆的长度以及雷击点离电缆终端的距离等因素通过计算后确定，但不应低于下表

29、的规定值。Uo U18 33 6661087 10，8 7151220182021 35Up140607595125170200Uo U26 3550 6664110127 220190/330290 500Up1250450550105011751550U 的选择：对于330kV 和 550kV 超高压电缆应考虑操作冲击绝缘U 应p2p2与同电压级设备的操作冲击耐受电压相适应，下表列出电缆操 作击耐受电压值（ KV） 。Uo U190330290/500U9501175p2外护套绝缘水平选择：对于采用金属套一端互联接地或三相金属套交叉互联接地的高压单芯电缆；当电缆线路所在系统发生短路故障或遭

30、受雷电冲击和操作冲击电压作用时，在金属套的不接地端或交叉互联处会出现过电压，可能会使外护套绝缘发生击穿。为此需要装设过电压限制器，此时作用在外护套上的电压主要取决于过电压限制器的残压。外护套的雷电冲击耐受电压按下表选择。电缆外护套雷电冲击耐受电压值kV电缆主绝缘雷电冲雷电冲击耐受电电缆主绝缘雷电冲雷电冲击耐受压击耐受电压压击耐受电压380 75037 51175 142562 5105047 5155072根据以上要求电缆选择电压等级为：UoU（127/220kV ）、Um（ 252 kV）Up1 (1050 kV) 。2. 电缆绝缘种类的选择2. 1 油纸绝缘电缆具有优良的电气性能，使用历史

31、悠久，一般场合下仍可选用占如电缆线路落差较大时，可选用不滴流电缆。2.2聚氯乙烯绝缘电缆的工作温度低，特别是允许短路温度低，因此载流量小，不经济，稍有过载或短路则绝缘易变形。故对lkV以上的电压等级不应选用聚氯乙烯绝缘电缆。2.3乙丙橡胶绝缘(EPR) 电缆的柔软性好，耐水，不会产生水树枝，耐 射线，阻燃性好，低烟无卤。但其价格昂贵，故在水底敷设和在核电站中使用时可考虑选用。2.4联聚乙烯 (XLPE) 电缆具有优良的电气性能和机械性能，施工方便，是目前最主要的电缆品种，可推荐优先选用。对绝缘较厚的电力电缆，不宜选用辐照交联而应选用化学交联生产的交联电缆。为了尽可能减小绝缘偏心的程度，对 11

32、0kV及上电压等级，一般宜选用在立塔 (VCV) 生产线或长承模生产线 (MDCV)上生产的交联电缆。2.5充油电缆的制造和运行经验丰富，电气性能优良，可靠性也高，但需要供油系统，有时需要塞止接头。对于 220kV及以上电压等级，经与交联电缆作技术经济比较后认为合适时仍可选用充油电缆；根据以上要求电缆选用充油电缆。3. 导体截面选择导体截面应从有关的电缆产品标准中列出的标称截面中选取。如果所选的某种型式的电缆没有产品标准，则导体截面应从GB T3956中第 2种导体的标称截面中选取。在选择导体截面时应考虑下列因素：a) 在规定的连续负荷、周期负荷、事故紧急负荷以及短路电流情况下电缆导体的最高温

33、度。注：在IEC60287 电缆持续载流量 ( 负荷因数100 ) 的计算中提供了持续载流量的详细计算方法。b) 在电缆敷设安装和运行过程中受到的机械负荷。c) 绝缘中的电场强度。采用小截面电缆时由于导体直径小导致绝缘中产生不允许的高电场强度。2综上考虑选择电缆截面为600mm。4. 金属屏蔽层截面的选择24.1对于无金属套的挤包绝缘的金属屏蔽层，当导体截面为240mm及以下2时可选用铜带屏蔽，但当导体截面大于240mm时宜选用铜丝屏蔽。金属屏蔽的截面应满足在单相接地故障或不同地点两相同时发生故障时短路容量的要求。4.2对于有径向防水要求的电缆应采用铅套，皱纹铝套或皱纹不锈钢套作为径向防水层。

34、其截面应满足单相或三相短路故障时短路容量的要求。如所选电缆的金属套不能满足要求时， 应要求制造厂采取增加金属套厚度或在金属套下增加疏绕铜丝的措施。综上考虑选择电缆金属屏蔽层为铜带屏蔽。5. 外护套材料的选择在一般情况下可按正常运行时导体最高工作温度选择外护套材料，当导体最高工作温度为80。 C 时可选用 PVC-SI(STi) 型聚氯乙烯外护套。导体最高工作温度为 90。C，应选用 PVC-S2(S'12) 聚氯乙烯或 PE-S7(ST7)聚乙烯外护套。在特殊环境下如有需要可选用对人体和环境无害的防白蚁、 鼠啮和真菌侵蚀的特种外护套。电缆敷设在有火灾危险场所时应选用防火阻燃外护套。电缆

35、外护套材料选用防火阻燃外护套。综上所述：选用的电缆为： 电压等级为： Uo U（127/220kV ）、Um（ 252 kV）Up1 (1050 kV) ；电缆选用充油电缆2；电缆截面为 600mm；电缆金属屏蔽层为铜带屏蔽；外护套材料用防火阻燃外护套。选 择电缆型号为 CYJT220/600 GB 9326.4 ，表示：自容式充油电缆用直接头，额定电压220 kV ，2电缆截面 600mm。三、交接试验方案的设计电缆的交接试验是本次设计方案的主要内容，电缆的交接试验项目为：导体直流电阻测量；主绝缘电阻试验；介质损失角正切试验及电容量试验；直流耐压及泄露电流测量；电缆油（击穿电压、tg 、油中

36、溶解气体）试验。1. 导体直流电阻测量测量电线电缆导体的直流电阻，应在成盘电缆上测量，其测量范围为：双臂电桥：1 及以下；单臂电桥或双臂电桥：1 99.9 ；单臂电桥：lOO 及以上。测量应在环境温度为15 35和空气湿度不大于85的室内进行。电桥测量系统的接线原理图如图1和图 2。1.1电缆试验准备以成盘 ( 圈 ) 的电线电缆作为试样。去除试样导体外表面的绝缘、护套或其他覆盖物，也可以只去除试样两端与测量系统相连接部位的覆盖物、露出导体。去除覆盖物时应小心进行，防止损伤导体。试样拉直，不允许有任何引起试样导体横截面面积发生变化的扭曲。铝绞线的电流引入端子采用标称截面与试样相同的铝压接头(

37、铝鼻子 ) ，并按常规压接工具压接，以保证压接后的导体与接头融为一体。其电位电极应采用直径 0 7 1 0m的软铜丝在绞线外紧密绕两圈后打结，以防松脱。电缆在接人测量系统前，应预先清洁其连接部位的导体表面，去除附着物、污秽和油垢。连接处表面的氧化层应尽可能除尽。型式试验和抽样试验时，试样应在试验环境中放置足够长的时间，使之达到温度平衡，在试样放置和试验过程中， 环境温度的变化应不大于±1。测量环境温度时，温度计应离地 面至 少 1m，离试 样应 不超过 1m，且二 者应大致在同一高度。、1.2试验步骤用单臂电桥测量时，用两个夹头连接被测试样。用双臂电桥或其他电阻仪器测量时，用四个夹头

38、连接被测试样。电阻测量误差：试验时应不大于 2，仲裁试验时应不大于0 5。试样长度的测量应在二电位电极之间的试样上进行，测量误差应不超过±0 5。绞合导体的全部单线应可靠地与测量系统的电流夹头相连接。对于两芯及以上成品电线电缆的导体电阻测量，单臂电桥二夹头或双臂电桥的一对电位夹头应与长度测量的实际标线相连接。闭合直流电源开关，平衡电桥，读取读数，记录至少四位有效数。当试样的电阻小于01 时，应将开关S1，换向，用相反方向电流再测量一次，读取读数。对细微导体电阻进行测量时，要防止电流过大而引起导体升温。推荐采用电流密度，铝导体应不大于 0 5A mm2，铜导体应不大于21： 1 411

39、 0A mm。可用比例为的两个测量电流，分别测出试样的电阻值。如两者之差不超过0 5，则认为用比例为1的电流测量时，试样导体未发生温升变化。1.3试验结果及计算测得的导体直流电阻为：RX = 。温度20时每公里长度电阻值按下式计算：R20 = (R X /1+ 20 （ t-20 ） )*(1000/L)R20 20C 时每公里长度电阻值， /km ；L试样的测量长度，m；t测量时的环境温度，； 20 导体材料20时的电阻温度系数，1 ；电阻值换算到20时，1Km的电阻值应不大于0.0297 / Km。2. 介质损失角正切试验及电容量试验导体与绝缘屏蔽之间的电容量应在工频下用交流电桥测量，测量

40、连同介质损失角正切试验同时进行，电容测量值应不大于规定值的8%。2.1 试验要求及注意事项试验环境空气相对湿度不应超过85%；测量前试样应先经过工频交流耐压试验（在试样上施加测量tg 时所需的最高测试电压的有效值，连续维持5 分钟，试样不应有任何异常现象）；标准电容器和试样与仪器之间的连接线，应采用满足测量仪器要求的相同规格和长度的屏蔽电缆。2.2 试验样品电缆准备试样的选择按照产品标准规定，随机选取。试样的长度按产品标准规定，但不得小于4m，（不包括电缆终端）。试样终端部分的长度和做终端的方法，应保证在规定的最高试验电压下不发生沿其表面闪络放电或内部击穿。为了提高测量的准确度，允许在被测试样

41、的端部开切保护环，非被测试端接地。对于充油电缆试样油压的要求要符合产品的规定。试样测量极对地应有一定的绝缘电阻值。2.3 样品试验电源除了用一般的调压器和升压变压器产生所需要的高压试验电源外，也可采用串联谐振回路。试验电源应满足相应所需的测试电压和电容电流的要求（在容量不够的情况下，可以并联无功补偿电抗器）。试验电源应为频率40-50Hz 的交流电压，电压的波形应接近正弦波，两个半波基本相同，且峰值与有效值之比为2± 5%。试验电源电压的测量误差为± 3%。可以采用与试验电源高压输出端相并联的电压互感器、静电电压表或电容分压器。根据现有的试验设备，选用调压器容量为10KVA

42、，升压变压器容量为 10KVA，最高输出电压 100Kv，（在容量不够的情况下，可以并联无功补偿电抗器进行无功补偿），试验输出高电压用电容分压器。2.4 测量仪器介质损失角正切（tg ）的测量，可采用标准电容器西林电桥或标准电容器电流比较器电桥。标准电容器的额定工作电压应大于相应试验所需要的最高测试电压，并满足下述条件：电容准确度±0.05%； tg 5× 10-5 。西林电桥（应整体屏蔽并附有屏蔽电位调节器）或电流比较电桥应满足下述条件：tg 测量范围 1 × 10-4 -1.0 ； tg 测量准确度±0.055% ±1× 10-4

43、 .1）西林电桥选择QS1型电桥（如右图），用其高压测定高压设备之绝缘介质损失角与电容量，也可用低压测量电容器，电缆等的电容量。高压测量时，电桥可用正接法，也可用反接法。工作原理为：本电桥是按西林电桥的线路进行设计的，桥臂一为试品Cx，桥臂二为标准电容器CN，桥臂三为可变电阻 R3，桥臂四由固定电阻R4=1000/ =3184 欧姆与电容箱 C4 并联后组成。当电桥平衡时发生如下关系：Cx =CN*R4/R3tg =R4C410-6 =C4（以 uF 计）技术参数：工作电压Cx 量限 uf准确tgd 量限准确度度0.005-0.65-10KV0.3*10-4 0.4±5%0.03-0

44、.6±10%高压高压0.005-0.03±0.0030.008-0.6100V0.3*10-3 100±5%0.03-0.6±20%低压低压0.008-0.03±0.0052）标准电容器选择为BR16型高压标准电容器（如右图） ，本标准电容器可用做：做为交流电桥的高压测量标准；做为高压电容器的标准。技术数据为：工作电压10000 伏； . 电容器的高压极与低压极只的电容量为标定值50±1微微法，介质损失角正切值不大于0.001 。结构及原理：高压标准电容器，采用高工作电压，充六氟化硫气体 （ SF6）, 结构简单轻便灵巧并且可以携带。电容器一端用绝缘板固定，电容器的外壳与“E”接线柱相连接，电容器具有耐高压的绝缘支脚适用于电桥反接测量。2.5 试验步骤测量试验接线图如下：由于设计选用的电缆为单芯电缆，试验时芯线导体接高压端，金属套或屏蔽或附加电极接测量极。试验在试验场的环境温度下测量，试样的温度与周围环境温度之差不应超