技术条件书-标的5：具有防火防爆功能的新型高压电缆接头研发及应用-科技项目（设备试制）

标的5:《具有防火防爆功能的新型高压电缆接头研发及应用》科技项目(设备试制）技术条件书批准：审核：编制：广东电网有限责任公司珠海供电局二〇二三年二目录TOC\o"1-2"\h\z\u97121.总则 2317892.项目概况 231453.技术服务目标 5242314.设计方案 6281405.★主要技术指标 7168196.交付物与验收 817288附表1：技术差异表 9

1.总则本技术条件书为标的5:《具有防火防爆功能的新型高压电缆接头研发及应用》科技项目(设备试制）采购技术条件书。本卷所描述的各种功能、性能需求仅供投标方编制投标文件之用。投标方可以提出不同的建议方案，但是建议方案必须满足但不限于本标书所阐述的全部技术功能要求。投标方在投标文件中，对本标书应逐项予以说明和答复，同时根据具体情况提出相关的建议，并附详细资料和说明。本标书仅描述基本的技术需求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和技术条文，投标方应根据需求目标提供进一步具体的可满足要求的功能和性能指标。投标技术文件要求文字精练、数据准确、表述及图示清晰明确，具有针对性。招标方将提供必要的配合工作，协助中标方完成该项目的设备试制工作。本项目中标方应参与《具有防火防爆功能的新型高压电缆接头研发及应用》科技项目（设备试制）的全过程，包括配合项目的最终验收。投标人必须仔细阅读招标文件的全部条款，并作出明确响应。投标文件中带“★”号的条款及要求，投标方必须满足，若有一项不满足将可能导致废标。2.项目概况本项目为《具有防火防爆功能的新型高压电缆接头研发及应用》科技项目（设备试制）（项目编码：030400KK52220007）设备试制采购项目。2.1项目背景高压电缆接头为高压电力电缆运行的薄弱环节。据统计，79%以上的电缆故障出现在接头部位。高压电缆接头出现故障将会导致电缆接头发生烧毁，甚至爆炸事故。不仅造成了巨大的经济损失，也对周边的运维人员生命安全造成威胁。北京、西安、成都、南京等地也发生了因高压电缆中间接头故障造成了停电事故。目前解决这一问题的措施是在高压电缆中间接头增加保护装置，但是会出现影响接头散热，降低电缆载流量，且增加投资成本。国外对电缆接头防火、防爆保护的研究较少。日本日立电缆等公司曾经报道过一些保护盒的结构，但几乎都是以玻璃钢作为壳体，内灌聚氨酯AB组合防水胶，大多以单纯的防火（短时间内火焰不外延）为主。国外现有的电缆接头，在发生短路爆炸时，普遍无法抵抗高压电弧爆炸引发的破坏力，无法满足电力隧道的安全要求。国内对电缆接头灭火常用的方法是：①填沙、②采用灭火球（弹）、③悬挂干粉灭火装置、④玻璃钢-尼龙纤维作为外壳内灌聚氨酯AB防水组合胶（不阻燃）、⑤阻燃塑料（防火板）、⑥石英砂板或有机板（类似石膏板），随意切割，做成方形盒子；当前的防火、防爆产品缺少有效的优化设计方法，在性能检测方面大都未经过试验检测，主要凭厂商经验设计，其性能无法得到保证。珠海供电局已完成的科研项目《高压电缆接头防火防爆防水及关键技术应用研究》，通过试验、试运行和鉴定，证明了研发的弹簧拉紧泄能方式的电缆接头保护装置具有优良的防爆防火性能，对现有的防火防爆提供了理论和实践支撑，但该项目主要解决了在运电缆的最优化的保护效果，保证运维人员的人身安全。但是增加保护装置会出现影响接头散热，降低电缆载流量，且增加投资成本。本项目在此研究基础上，拟采用对接头附件本体进行研究，使电缆附件本体本身具备防火防爆功能，不用再外加保护装置，从电缆附件的根本上解决防火防爆性能。2.2研究必要性目前，许多电力电缆以隧道、排管（工井）、排架形式敷设，一旦发生故障，极易引发火灾，威胁电网的安全。随着电缆线路的不断增加，电缆中间接头引发的故障机率增高。据有关资料统计，我国几乎每年都有不同程度的电缆火灾事故的发生，绝大多数的电缆火灾事故都是由电缆中间接头爆炸引起的。高压电缆中间接头是电缆系统中的关键连接部件，由于电缆接头结构复杂，需现场安装且安装工艺水平参差不齐，局部电场容易畸变，中间接头成为高压电缆运行的薄弱环节。对输电电缆接头的安全设计不足。突出表现在一旦输电电缆中间接头出现绝缘故障，电弧将在绝缘击穿通道内释放能量，110kV及以上的电缆线路短路时产生的电弧电流可达几十千安，严重时将会导致电缆接头发生失火、爆炸事故。失火和爆炸事故不仅会彻底破坏故障电缆，还可能因爆炸冲击波、火势蔓延等因素，对周围电缆及人员造成二次伤害，造成更加严重的后果。现有的安全设计方法：通常采用在电缆中间接头加装保护装置的方法来减少二次伤害。以上措施带来问题：影响接头散热，造成额外温升从而降低电缆载流量；防爆与防火专业与电力系统专业属于跨学科范畴，对于爆炸过程缺乏理论研究，目前研究较为薄弱。因而，迫切需要找到新的方法。兼具防火防爆功能的输电电缆中间接头附件铜壳的开发研制，是对现有铜壳的改造，可以有效降低额外温升和一次投资成本，具有良好的技术经济效益和可推广价值。本项目深入研究高压电缆接头发生爆炸的机理与过程，通过理论计算与仿真模拟相结合的手段准确衡量接头爆炸能量与爆炸冲击波，对高压电缆接头防爆产品的设计与防爆措施的制定具有决定性的指导意义；同时，计算爆炸能量与爆炸冲击波符合高电压与绝缘技术学科领域“计算高电压”的发展趋势，具有一定的前沿性与先进性。通过结构设计、理论研究和仿真计算等方法，制定高压电缆接头保护技术方案；通过实验室试验，对不同方案进行仿真事故测试，选取适用的材料，并确定合适的结构；系统研究电缆接头防火防爆相关技术及试验方法，研制出适用于高压电缆接头防爆、防火装置，并测试其实用性和可靠性，最后应用于工程实践。2.3研究内容包括1：高压电缆接头短路爆炸的击穿通道发展、电弧冲击波及热耗散过程时空机理模型及验证研究。针对高压电缆接头的爆炸过程，以短路冲击电流及电压的时间发展过程为自变量，运用电击穿、有机材料热裂解、气体电离、等离子体温升气体冲击波动力学、热耗散等理论，建立爆炸冲击波的产生及耗散模型，以单一变量及多变量耦合实验手段，修正完善模型参数，阐释高压电缆接头爆炸冲击及耗散时空发展衰变机理，为设计开发防爆电缆接头提供理论指导。主要研究内容：高压电缆接头绝缘击穿通道的空间分布模型研究；高压电缆接头电弧等离子体通道的发展模型研究；高压电缆接头电弧能量注入特性模型研究；基于时间与空间特性的高压电缆接头爆炸波模型研究；高压电缆接头电弧能量耗散过程研究。2：新型输电电缆接头附件的防爆技术。通过冲击波压力传感的方法得到不同电压等级下短路电弧产生的爆炸波能；通过多物理场耦合的有限元仿真方法，对电缆中间接头短路时爆炸波能的冲击过程进行计算，得到接头附件材料、结构和泄能方式的最优化设计，使之满足防爆要求。主要研究内容：测量和验证输电电缆接头短路电弧的能量；研究铜壳与附件的间隙形式，确保电弧不会烧穿铜壳；研究合适的泄能方式，优化新型电缆接头附件的结构；研究与泄能方式相匹配的铜壳厚度，确保接头爆炸时产生的飞溅物不扩散；研究附件铜壳分段处和端头部位等防爆薄弱环节的结构加强设计方法；研究适用于输电电缆中间接头附件的新型防爆技术，并进行防爆功能测试。3：新型输电电缆接头附件的防火技术。选取适用于输电电缆接头失火的灭火技术，研究填充材料的阻燃性，达到灭火、防火的效果。主要研究内容：研究电缆沟道内输电电缆接头短路失火的火势蔓延规律；选取适用于输电电缆接头失火的灭火技术，达到自动启发，快速灭火的效果；研究适用于接头附件2端敷设于电缆本体的防火材料，设计接头附件的灭火系统。4：具有防火防爆功能的新型高压电缆接头附件的研制和应用。综合防爆、防火功能设计，研制110kV和220kV电压等级的新型防火防爆功能高压电缆接头附件。通过等效当量的人工短路大电流燃弧试验等检验其防爆和防火性能；并选取典型线路进行试运行。主要研究内容：在附件铜壳原有功能的基础上，综合防爆、防火功能设计，研制110kV和220kV电压等级的新型防火防爆功能高压电缆接头附件；对新型具有防火防爆功能的高压电缆接头附件进行冲击大电流的燃弧测试、型式试验、装置的试运行试验等；安装在典型线路上进行试运行验证。2.4采购内容依据招标方提供的技术条件书，试制：具有防火防爆功能的新型高压电缆接头：110kV具有防火防爆新型电缆接头6个，3个接头成品用于型式试验、燃弧大电流试验，3个进行安装交付。220kV具有防火防爆新型电缆接头4个（成品用于预鉴定扩展试验、型式试验、燃弧大电流试验）；包含防火防爆的新型高压电缆接头制作、测试、安装及验收等。3.技术服务目标3.1 本项目主要技术服务内容包括以下2个方面：（1）★根据招标方提供的产品试制技术要求，分别试制：220kV具有防火防爆新型电缆接头4个，110kV具有防火防爆新型电缆接头6个。220kV具有防火防爆新型电缆接头成品用于预鉴定扩展试验、型式试验、燃弧大电流试验；110kV具有防火防爆新型电缆接头成品用于型式试验、燃弧大电流试验。包含防火防爆的新型高压电缆接头制作、测试、安装及验收等。（2）★根据招标方的具体要求，负责完成110kV防火防爆电缆接头装置的现场安装、测试和调试等。4.设计方案4.1具有防火防爆功能的新型高压电缆接头附件的设计方案：4.1.1技术路线高压电缆接头爆炸特性研究分析→防火防爆功能设计→填充材料设计选材→产品试制→试验→工程应用4.1.2具体设计方案研究高压电缆接头发生爆炸的机理与过程，基于理论计算与仿真模拟相结合的手段，研究具有防火防爆功能的新型高压电缆接头附件。使新的设计的电缆接头满足防火防爆要求，如下图所示。最终具有防火防爆功能的新型高压电缆接头附件可通过人工短路的电缆接头冲击大电流燃弧试验、型式试验和入网试验等，进行附件防爆、防火性能的测试和验证。4.1.3产品应用将110kV具有防火防爆功能的新型电缆中间接头3个，应用于珠海供电局1条新建110kV电缆线路。装置主要应用于电缆本体的连接，使电缆接头故障的二次伤害降至最低，保证运维人员的安全。5.★装置（工具）技术指标（1）建立基于时空特性的高压电缆接头短路电弧能量计算模型，峰值与试验测量值的计算误差≤25%（2）装置的防爆功能，在等效的爆炸能量下，附件壳体不应产生爆炸碎片。（3）在等效的爆炸能量下，泄能装置可靠动作，泄能方向的直径2厘米碎片中间接头1米外速度小于10m/s（4）触发式灭火装置接头外2秒内气体温度小于400℃，接头外壳20秒内10cm外气体温度小于200℃，电缆本体不被引燃。（5）在110kV电缆线路上安装3个新型高压电缆接头附件进行试点运行，若发生故障，故障电缆接头的防爆、泄能与灭火功能均可靠动作。（6）110kV防火防爆功能的新型高压电缆接头应符合GB/T11017.3中的相关规定。220kV防火防爆功能的新型高压电缆接头应符合GB/T18890.3中的相关规定。6.交付物与验收6.1成果形式及数量要求（1）交付经试验合格的接头：试制110kV防火防爆型电缆接头6个，3个进行试验，3个进行安装交付。220kV具有防火防爆新型电缆接头4个，成品用于预鉴定扩展试验、型式试验、燃弧大电流试验；（2）第三方检测报告，报告中的委托单位必须包含甲方。（3）第三方检测报告：符合电缆接头附件等国家、行业规范。6.2验收标准所有功能和技术指标满足本技术条件书的要求。投标方应配合完成装置的现场安装及调试，并确保现场装置正常运行。6.3进度要求2024年6月前完成设备试制，并出具第三方检测报告；2024年12月前完成设备现场安