20kV电力电缆技术规范.docx
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20kV电力电缆技术规范
Q/GDW
2008-03-发布
2008-03-实施
江苏省电力公司企业标准
Q/GDW-10-322-2008
江苏省电力公司发布
20kV电力电缆技术规范
目次
1
前言
2
本标准是根据江苏省电力公司推广应用20kV电压等级中压配电网的需要而编制。
由于现行国标、行标和企业标准等一般未涉及20kV电压等级设备的内容，为保证20kV电压等级的电气设备满足要求，特此编制《20kV配电设备技术规范》。
本标准是同时编制的16个20kV配电设备技术规范之一，这16个技术规范分别是：
20kV电力电缆技术规范
20kV架空绝缘电缆技术规范
20kV中压环网开关设备技术规范
20kV油浸配电变压器技术规范
20/10kV油浸配电变压器技术规范
20kV干式变压器技术规范
20kV电压互感器技术规范
20kV电流互感器技术规范
20kV复合外套交流无间隙金属氧化物避雷器技术规范
20kV户外柱上六氟化硫负荷开关技术规范
20kV户外柱上真空断路器技术规范
20kV户外柱上隔离开关技术规范
20kV柱上隔离负荷开关技术规范
20kV户外跌落式熔断器技术规范
20kV柱式绝缘子技术规范
20kV电力电缆附件技术规范
本标准的编写格式和规则符合GB/T1.1《标准化工作导则第1部分：
标准的结构和编写规则》及DL/T600-2001《电力行业标准编写基本规定》的要求。
本标准由江苏省电力公司生产技术部提出并解释。
本标准由江苏省电力公司生产技术部归口。
本标准起草单位：
江苏省电力公司生产技术部、苏州供电公司、江苏省电力试验研究院有限公司。
本标准主要起草人：
沈仲华、翁岳明、李鸿泽、费益军。
20kV电力电缆技术规范
21 范围
22
本技术规范规定了20kV电力电缆的使用条件、主要技术参数、功能设计、结构、性能、试验等方面的技术要求。
本技术规范适用于江苏省电力公司20kV系统所需的20kV交联聚乙烯（XLPE）、乙丙橡胶（EPR或EPDM）和高硬度乙丙橡胶（HEPR）绝缘电力电缆。
本技术规范提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，设备生产厂家应提供符合本技术规范、电力行业标准以及国际标准的优质产品。
本技术规范所使用的标准如遇与设备生产厂家所执行的标准不一致时，按较高标准执行。
20kV系统中性点接地方式分为二类，Ⅰ类:
中性点经低电阻接地系统；Ⅱ类：
中性点经消弧线圈接地或不接地系统。
规范性引用文件
23
本标准引用了下列标准的有关条文，当这些标准修订后，使用本标准者应引用下列标准最新版本的有关条文。
GB311.1高压输变电设备的绝缘配合
GB2952电缆的护层
GB/T12706.1～12706.4额定电压1kV（Um=1.2kV）到35kV（Um=40.5kV）挤包绝缘电力电缆及附件
GB/T2951.1电缆绝缘和护套材料通用试验方法第1部分通用试验方法第1节:
厚度和外形尺寸测量-机械性能试验
GB/T2951.5电缆绝缘和护套材料通用试验方法第2部分:
弹性体混合料专用试验方法
GB/T3048电线电缆电性能试验方法
GB/T3956电缆的导体
DL/T401高压电缆选用导则
DL/T5221城市电力电缆线路设计技术规定
江苏省电力公司苏电生[2002]320号《电力设备交接和预防性试验规程》
使用环境条件
24
海拔高度1000m
24.1
最高环境温度+40℃
24.2
最低环境温度－25℃
24.3
日照强度0.1W/cm（风速：
0.5m/s）
24.4
最大日温差25℃
24.5
户内相对湿度日平均值≤95%，月平均值≤90%
24.6
耐地震能力
24.7
地面水平加速度0.2g；垂直加速度0.1g同时作用。
采用共振、正弦、拍波试验方法；激振5次，每次5波，每次间隔2s。
安全系数不小于1.67。
系统额定频率50Hz
24.8
安装位置户内/户外
24.9
技术参数及要求
25
电缆技术参数
25.1
额定电压U:
20kV
25.1.1
最高运行电压Um:
24kV
25.1.2
额定频率50Hz
25.1.3
电缆额定电压标示方法
25.1.4
以U0/U（Um）表示电缆的额定电压，这些符号的意义如下:
U0—设计时采用的电缆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。
4.1.5电力系统种类
为了便于选择电缆，将系统划分为下列三类。
——A类：
任一相导体与地或接地导体接触时，能在1min内与系统分离。
——B类：
可在单相接地故障时作短时运行，接地故障时间不宜超过1h，对于本标准包括的电缆允许更长的带故障运行时间，但在任何情况下不宜超过8h，每年接地故障总持续时间不宜超过125h。
——C类：
包括不属于A类、B类的系统。
4.1.6电缆额定电压选择
a）20kV低电阻接地系统满足A类系统要求，宜选择额定电压12/20（24）kV的电缆；
b）20kV消弧线圈接地或不接地系统满足B类系统要求时可选择额定电压12/20（24）kV的电缆，但考虑到在系统接地故障不能立即自动解除时,故障期间加在电缆绝缘上过高的电场强度,会在一定程度上缩短电缆寿命，因此本标准推荐选择额定电压18/20（24）kV的电缆。
c）20kV消弧线圈接地或不接地系统满足C类系统要求时,宜选择额定电压18/20（24）kV的电缆。
4.1.7电缆的绝缘水平（单位：
kV）：
电缆额定电压
工频耐压
BIL
外护套冲击耐压
12/20（24）kV
42
125
20
18/20（24）kV
63
170
20
BIL—设计时采用的电缆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。
电缆技术要求
25.2
导体
25.2.1
导体采用符合GB/T3956的第2种裸退火铜导体或镀金属层退火铜导体，或裸铝导体或铝合金导体。
导体采用紧压绞合圆形导体，紧压系数不小于0.9。
导体截面应从GB/T3956列出的标称截面中选取。
导体表面应光洁、无油污、屏蔽无损伤及绝缘无毛刺、锐边，无凸起或断裂的单线。
导体的有效截面积不能对要求截面积产生负误差。
导体屏蔽
25.2.2
导体屏蔽由半导带和挤包半导电层复合组成，先绕包半导电带，然后再挤入半导电层屏蔽。
挤包半导电层应均匀地包覆在导体上，和绝缘紧密结合，表面光滑，无明显绞线凸纹，不应有尖角、颗粒、烧焦或擦伤的痕迹。
在剥离导体屏蔽时，半导电层不应有卡留在导体绞股之间的现象。
导体屏蔽标称厚度应为0.8mm，最薄处厚度不小于0.7mm。
绝缘
25.2.3
a）20kV电缆选用交联聚乙烯（XLPE）绝缘电缆，导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽采用三层共挤全封闭化学交联工艺，三层共挤后偏心度不应大于8%。
在防水要求高的场合也可考虑采用乙丙橡胶或类似绝缘混合料（EPR或EPDM）和高弹性模数或高硬度乙丙橡胶（HEPR）绝缘电力电缆。
交联聚乙烯和乙丙橡胶绝缘混合料的导体最高温度见下表。
挤包在导体上的绝缘性能应符合GB12706.1的规定。
交联聚乙烯和乙丙橡胶绝缘混合料的导体最高温度
绝缘混合料
导体最高温度/℃
正常运行
短路（最长持续5s）
交联聚乙烯（XLPE）
乙丙橡胶（EPR和HEPR）
90
90
250
250
b）交联聚乙烯和乙丙橡胶绝缘标称厚度见下表，导体或绝缘外面的任何隔离层或半导电屏蔽的厚度应不包括在绝缘厚度之中。
每一段绝缘线芯，绝缘厚度任意点的测量值不小于规定的标称厚度。
交联聚乙烯（XLPE）、乙丙橡胶（EPR）和硬乙丙橡胶（HEPR）绝缘标称厚度
导体标称截面/ｍｍ2
额定电压U0/U（Um）下的绝缘标称厚度/ｍｍ
12/20（24）kV
18/20（24）kV
35
50～185
240
300
400
500～1000
5.5
5.5
5.5
5.5
5.5
5.5
－
8.0
8.0
8.0
8.0
8.0
绝缘屏蔽
25.2.4
a）绝缘屏蔽由挤包的可剥离半导电层与金属屏蔽组合而成，半导电层应均匀地包覆在绝缘上，表面应光滑，不应有尖角、颗粒、炼焦或擦伤的痕迹。
绝缘半导电层的标称厚度0.8mm，厚度偏差不超过±0.1mm。
b）金属屏蔽采用铜丝屏蔽或铜带屏蔽。
铜丝屏蔽由疏绕的软铜线组成，其表面应用反向绕包的铜丝或铜带扎紧，相邻铜丝的平均间隙应不大于4ｍｍ,任何两根相邻铜丝间隙应不大于6ｍｍ。
铜带屏蔽由一层重叠绕包的软铜带组成,也可采用双层铜带间隙绕包.铜带间的平均搭盖率应不小于25％。
铜带标称厚度：
单芯电缆≥0.12ｍｍ，三芯电缆≥0.10ｍｍ，铜带的最小厚度应不小于标称值的90％。
金属屏蔽的标称截面应满足短路电流容量要求。
c）三芯电缆半导电层与金属层之间应有沿缆芯纵向的相色（黄绿红）标志带，其宽度应不小于2mm。
填充物及内衬层
25.2.5
a）缆芯采用非吸湿性材料填充，应紧密无空隙。
缆芯中间也应填充，三芯成缆后外型应圆整。
b）内衬层对于铠装电缆采用线性低密度聚乙烯，对于非铠装电缆采用中密度聚乙烯或铝塑复合材料，其标称厚度应符合GB/T12706.2第8章的规定，且不小于2mm，内衬层平均厚度应不小于标称值，任一最小厚度应不小于标称值的95%。
缆芯在挤包内衬前可采用合适的带子以间隙螺旋的方式绕包扎紧。
c）用于内衬层和填充物材料应适合电缆的运行温度并和电缆绝缘材料相兼容。
铠装及外护套
25.2.6
a）三芯电缆铠装采用双层镀锌钢带或钢丝，钢丝铠装应很紧密，钢带铠装应螺旋绕包两层,外层钢带的中间大致在内层钢带间隙上方,钢带间隙应不大于钢带宽度的50％。
镀锌钢带或钢丝的尺寸应符合GB12706.2第13章的规定。
b）单芯电缆铠装应采用非磁性材料。
C）外护套
外护套采用正常运行时导体最高温度90℃聚氯乙烯（ST2）或聚乙烯（ST7），护套的标称厚度应符合GB2952.3的规定，任一最小厚度应不小于标称值。
对于有防水要求的电缆，在缆芯和护套之间应采用可靠的防水结构，其防水性能应符GB/T12706.2的要求。
电缆不圆度
25.2.7
电缆不圆度=（电缆最大外径-电缆最小外径）/电缆最大外径×100%，电缆不圆度应不大于10%。
成品电缆标志
25.2.8
成品电缆的外护套表面应连续喷印厂名、型号、电压、导体截面、制造年份和计米长度标志，标志应字迹清楚、容易辨认、耐擦。
内护套表面应连续喷印厂名、制造年月。
试验
26
根据最新版的IEC标准和国家标准（GB）进行试验。
试验中，要遵循并执行下列附加要求和IEC的补充说明。
26.1
型式试验
26.2
按GB12706.2的要求进行电气型式试验和非电气型式试验。
出厂例行试验
26.3
每批电缆出厂前，制造厂必须对每盘电缆按GB/T12706以及下述要求进行出厂试验。
导体电阻测量
26.3.1
应对每一根电缆长度所有导体进行测量。
成品电缆或从成品电缆上取下的试样，应在保持适当温度的试验室内至少存放12h后测量。
电阻测量值应按GB/T3956规定的公式和系数校正到20℃下1kｍ长度的数值。
每一根导体20℃时的直流电阻应不超过GB/T3956规定的相应的最大值。
局部放电试验
26.3.2
应按GB/T3048.12规定进行局部放电试验。
三芯电缆的所有绝缘线芯都要进行试验，电压施加于每一根导体和金属屏蔽之间，在1.73U0电压下局部放电量应不超过5pC。
交流电压试验
26.3.3
电缆的在每一个绝缘线芯在室温下应经受工频电压,工频试验电压时间15min，试验电压为42（63）kV，绝缘不击穿。
抽样试验
26.4
导体检查和尺寸检查
26.4.1
导体检查,绝缘和护套厚度测量以及电缆外径的测量应在每批同一型号和规格电缆中的一根制造长度的电缆上进行,但应限制不超过合同长度数量的10%。
导体检查
26.4.1.1
按GB/T3956规定的导体结构要求应采用目测，如有可能可采用测量方法进行检查。
绝缘和外护套厚度的测量
26.4.1.2
应按GB/T2951.1第8章的规定方法进行测量。
为试验而选取的每根电缆长度可用一段电缆来代表,如果必要，这段电缆应在已去除可能受到损伤的部分以后，从电缆的一端截取。
铠装金属丝和金属带的测量
26.4.1.3
a）铠装金属丝的测量
b）
使用具有两个平测头精度为±0.01ｍｍ的千分尺来测量圆铠装金属丝的直径和扁铠装金属丝的厚度,圆金属丝测量应在同一截面上两个互成直角的位置上各测一次,取其平均值作为金属丝的直径。
c）铠装金属带的测量
d）
测量时应使用具有两个直径为5ｍｍ平测量头，精度为±0.01ｍｍ的千分尺,宽为40ｍｍ及以下的金属带应在宽度中央测其厚度,对于更宽的带子应在距其每一边缘20ｍｍ处各测一次,取其平均值作为金属带厚度。
外径测量
26.4.1.4
应按GB/T2951.1规定进行。
局部放电试验
26.4.2
应按GB/T3048.12规定进行局部放电试验。
三芯电缆的所有绝缘线芯都要进行试验，电压施加于每一根导体和金属屏蔽之间，在1.73U0电压下局部放电量应不超过5pC。
4h交流耐压试验
26.4.3
在室温下，每一导体与金属屏蔽间应施加工频电压4h,试验电压为4U0。
XLPE、EPR和HEPR绝缘热延伸试验
26.4.4
按GB/T2951.5第9章规定进行。
可剥离绝缘屏蔽的可剥离试验
26.4.5
试验应在老化前和老化后的样品上各进行三次，可在三个单独的电缆试样上进行试验，也可在同一个电缆试样上沿圆周方向彼此间隔约120o的三不同位置上进行试验。
应从老化前和老化后的被试电缆上取下长度至少250ｍｍ的绝缘线芯以用作试验。
在每一个试样的挤包绝缘屏蔽表面上从试样的一端到另一端向绝缘纵向切割成两道彼此相隔宽（10±1）ｍｍ相互平行的刀痕。
沿平行于绝缘线芯方（也就是剥切角近似于180o）拉开长50ｍｍ、宽10ｍｍ的一条型带后，将绝缘线芯垂直地装在一拉力机上，用夹头夹在绝缘线芯的一端，另一端为10mm条型带，夹在另一个夹头上。
拉力分别加在绝缘和10ｍｍ条形带上,抖动至少约100ｍｍ长的距离,在剥切角近似于180o和速度为（250±50）ｍｍ/min条件下进行试验。
试验应在（250±5）℃温度下进行。
对未老化和老化后的试样应连续地记录其剥离力数值。
从老化前后的试样绝缘上剥下挤包半导电屏蔽的剥离力应不小于4Ｎ和不大于45Ｎ，绝缘表面应无损伤，并无半导电屏蔽痕迹留在绝缘上。
现场电气试验
26.5
绝缘电阻试验
26.5.1
测量每根导体和金属屏蔽之间绝缘电阻。
金属屏蔽层和导体电阻比
26.5.2
用双臂电桥测量在相同温度下的金属屏蔽层和导体的直流电阻。
交流耐压试验
26.5.3
在电缆和与之相配的附件安装完成后，在电缆导体与金属屏蔽间施加0.1Hz耐压试验3Uo/60min或30-75Hz谐振耐压试验2Uo/5min。
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