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3、6、電力電纜導(dǎo)體截面3.6,1,系原條文3。7.1修改條文 1。電纜導(dǎo)體的持續(xù)最高允許工作溫度 θm。對(duì)應(yīng)絕緣耐熱使用壽命約為40年.明確最大工作電流、IR 需滿足不得超過(guò)θm,是實(shí)現(xiàn)電纜預(yù)期使用壽命的要素.直接取θm求算IR時(shí).需把所有涉及發(fā)熱的因素計(jì)全才符合上述原則，否則、客觀存在的發(fā)熱因素未完全計(jì)入.IR計(jì)算值就會(huì)偏大。運(yùn)行中導(dǎo)體實(shí)際溫度將超出θm IR的算法標(biāo)準(zhǔn)IEC、287,1982 或IEC。60287，1。1,1995 不再像1968年初版時(shí)示出各類(lèi)電纜的θm值，而提示θm值確定需留有安全裕度。不妨就高壓?jiǎn)涡倦娎|IR求算時(shí)θm值的擇取作一辨析、1993年IEC。287,1,2首次公布雙回并列電纜的渦流損耗率λ，1d算式,此前只有單回電纜渦流損耗率λ，1的算式、而λ.1d,λ、1、可認(rèn)為雙回并列電纜在依照λ、1d與θm計(jì)算的IR.與僅依λ。1、即未計(jì)入并行回路引起渦流損耗增大的影響，求算IR時(shí),要使兩者相同或相近。就需對(duì)后者采取低于θm的θ.m值、這也昭示了IEC，287并非是所有的算式一次性制訂完備,因而它不硬性規(guī)定單一θm值、以不失科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性 藉此還需指出，IEC。60287 1 2，1993、只適合兩回單芯電纜并列配置。它主要反映直埋或穿管埋地敷設(shè)電纜方式.但我國(guó)多以隧道 溝或排管敷設(shè)電纜方式 并行兩回電纜為層疊配置情況，其λ、1d算式在該標(biāo)準(zhǔn)中卻未給出,也沒(méi)有說(shuō)明可略而不計(jì)。然而.在日本電線工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)JCS第168號(hào)E 1995 電力電纜的容許電流 之一,中。卻示明包含2層及其以上層迭配置單芯電纜的λ,1d算式，經(jīng)按一般電纜使用條件計(jì)算分析，其λ 1d與λ.1值差異明顯而不能忽視、可參見(jiàn),廣東電纜技術(shù)、2001、No，3。因此。在并非所有發(fā)熱因素計(jì)全時(shí)。求算IR若仍依固定的θm值計(jì),就滿足不了本款要求 美國(guó)愛(ài)迪生照明公司聯(lián)合會(huì) AEIC，制訂的AEIC CS7。1993。額定電壓69kV至138kV，XLPE屏蔽電力電纜技術(shù)要求。標(biāo)準(zhǔn)中載明、當(dāng)IR計(jì)算涉及電纜存在的全部熱性數(shù)據(jù)充分已知、確保θm不致超過(guò)時(shí) 可取θm為90,否則應(yīng)采取比該溫度降低10?；蚱渌m當(dāng)值、這對(duì)于辨析地?fù)袢ˇ萴值的理解.可供啟迪、4、電力電纜截面最佳經(jīng)濟(jì)性算法IEC.1959標(biāo)準(zhǔn)于1991年首次公示,后又納入電纜額定電流計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)系列IEC.60287 3 2、1995,1996修訂。其算法是基于電纜線路初始投資與今后運(yùn)行期間的能量損耗綜合最小.多年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長(zhǎng)下、發(fā)供電隨著用電需求雖在不斷迅猛發(fā)展.但一些地區(qū)仍感電力不足、分析認(rèn)為.以往一般只按載流量緊湊地選擇電纜截面.導(dǎo)致線損較大。這一影響不可忽視，又如今地球,溫室效應(yīng)。日益嚴(yán)重、尤其是火力發(fā)電的CO2排放影響，占有相當(dāng)大比例,在這一形勢(shì)下.需著眼于努力降低損耗 減少電源增長(zhǎng) 火力發(fā)電廠一直占有較大份額、帶來(lái)溫室效應(yīng)的加劇、就需要考慮電纜的經(jīng)濟(jì)截面、至于經(jīng)濟(jì)截面比按載流量選擇截面增大后 降低年損耗的同時(shí)會(huì)引起初投資的增加.從我國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)條件來(lái)看，現(xiàn)已能適應(yīng)。3,6,2.系原條文3、7。2修改條文、IEC等標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于電纜的持續(xù)允許工作電流算法分兩類(lèi),負(fù)荷為100,持續(xù),100，Load.factor.即常年持續(xù)具有日負(fù)荷率，Lf 為1時(shí)的IR1，如發(fā)電廠中持續(xù)滿發(fā)機(jī)組及其輔機(jī),或工礦主要用電器具等供電回路的負(fù)荷電流,負(fù)荷雖持續(xù)但并非100、恒定最大.而是周期性變化。即常年持續(xù)具有Lf.1時(shí)的IR2 如城網(wǎng)供電電纜線路等公用負(fù)荷電流。IEC、60287 以往稱(chēng)IEC,287、為IR1算法標(biāo)準(zhǔn)。IEC。60853,原IEC。853、為IR2。M.IR1的M算法標(biāo)準(zhǔn)，日本電線工業(yè)協(xié)會(huì)JCS第168號(hào)E、1994,美國(guó)電子電氣工程師學(xué)會(huì)IEEE、Std,835、1995 標(biāo)準(zhǔn)均同時(shí)含IR1。IR2.在空氣中敷設(shè)的電纜,IR1，IR2,直埋或穿管埋地，包括排管 敷設(shè)的電纜。IR1、IR2.當(dāng)Lf約為0。7左右時(shí) 一般IR2比IR1增大約20。以上、我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)工程實(shí)踐只計(jì)IR1且一般遵循IEC,60287 至于IEC、853 1,IEC,853 2雖早已于1985年 1989年公示,但國(guó)內(nèi)迄今幾乎未在工程運(yùn)用?；蚓売谠撍惴ㄐ璋慈肇?fù)荷曲線分時(shí)計(jì)算感到煩瑣 而日，美標(biāo)準(zhǔn)只需計(jì)入Lf求算IR2 適合工程設(shè)計(jì)階段，參見(jiàn)、廣東電纜技術(shù),2001，No、4 2。12。然而在我國(guó)由于尚未廣為知曉而缺乏應(yīng)用，故此次修訂標(biāo)準(zhǔn)就沒(méi)有直接示出IR2,只在持續(xù)工作電流之首添加100，這雖是沿襲原標(biāo)準(zhǔn)基本內(nèi)容 但冠以100.的持續(xù)工作電流不僅示明歸屬I(mǎi)R1、也意味著對(duì)于IR2和短時(shí)應(yīng)急過(guò)載IE 參見(jiàn)，廣東電纜技術(shù).2002 No 4,以及提高載流量的途徑、參見(jiàn)，廣東電纜技術(shù) 2003。No 4 都留有另行考慮的空間.顯然不應(yīng)被誤解為IR2,IE均排斥或拒絕，從這一意義不妨強(qiáng)調(diào).本標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)僅示出電纜載流能力中屬于IR1的基本要求 順便指出.現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).低壓電氣裝置.第5，52部分.電氣設(shè)備的選擇和安裝.布線系統(tǒng),GB，T 16895 6，2014等同采用IEC、60364、5，52 2009.電纜載流量值仍然是基于IEC。60287計(jì)算的,電纜載流量按照其表A，52，3給出的敷設(shè)方式從附錄B的載流量表格中選取。其表A 52，3給出73種敷設(shè)方式描述,歸并為A1,A2 B1、B2，C、D，D2。E F G等10大類(lèi)敷設(shè)方式。其表B、52。1為按敷設(shè)方式查找載流量的索引,其表B。52。2 表B，52.13為不同敷設(shè)方式下的電纜載流量指導(dǎo)數(shù)據(jù) 其表B,52，14.表8,52 21給出的不同環(huán)境溫度 直埋敷設(shè)不同土壤熱阻系數(shù)，多根并列敷設(shè)時(shí)的載流量校正系數(shù)。分類(lèi)很細(xì) 選用起來(lái)相對(duì)比較復(fù)雜些,需要強(qiáng)調(diào)的是,如按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、低壓電氣裝置.第5。52部分，電氣設(shè)備的選擇和安裝，布線系統(tǒng)、GB、T、16895、6查取電纜載流量.需要配套使用該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的敷設(shè)方式下電纜載流量其及校正系數(shù).3，6 3.系原條文3.7、3修改條文，1,含變流、電子電壓調(diào)整等裝置的負(fù)荷有高次諧波，諸如變頻空調(diào) 電氣化鐵道等、在香港的低壓配電電纜,東北某電鐵牽引變電站的220kV供電電纜工程實(shí)踐。都已顯示了計(jì)入高次諧波的影響、2，電纜保護(hù)管并不局限塑料材質(zhì)、如復(fù)合式玻纖增強(qiáng)塑料 陶瓷等管材.均有應(yīng)用，7,本標(biāo)準(zhǔn)10kV及以下電纜載流量可按本標(biāo)準(zhǔn)附錄C和附錄D查閱和修正。35kV及以上電纜載流量 工程中一般可參照電纜制造商提供的載流量資料并結(jié)合使用環(huán)境條件進(jìn)行修正、也可采用現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，電纜載流量計(jì)算。JB T、10181進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證 3.6,7、系原條文3、7。7修改條文.根據(jù)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程、DL，T。5153,2014和工程實(shí)踐,限流熔斷器和60A以下的普通熔斷器在大短路電流下的限流性能顯著?；虍?dāng)熔斷體的額定電流不大于電纜額定載流量的2。5倍.且供電回路末端的最小短路電流大于熔斷體額定電流的5倍時(shí)。低壓熔斷器保護(hù)的回路按發(fā)熱和電壓降選擇的電纜截面一般均滿足短路最小熱穩(wěn)定截面要求,故可不進(jìn)行最小熱穩(wěn)定截面校驗(yàn)，由于中壓真空接觸器和熔斷器產(chǎn)品技術(shù)日趨成熟,熔斷器.F 和真空接觸器 C 組合供電方式。簡(jiǎn)稱(chēng)F，C.具有占地少，價(jià)格低.適用頻繁操作的特點(diǎn),近十多年來(lái)。在國(guó)內(nèi)較多的火力發(fā)電工程中得到了廣泛應(yīng)用，但F、C回路電纜短路最小熱穩(wěn)定截面計(jì)算相對(duì)復(fù)雜.國(guó)內(nèi)又缺乏相關(guān)規(guī)范,根據(jù)發(fā)電行業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。結(jié)合配置完善的綜合保護(hù)裝置分析總結(jié)如下，供設(shè)計(jì)參考。1 一般1000kW及以下電動(dòng)機(jī)回路和1250kVA及以下變壓器回路采用F C組合供電方式、按照綜合保護(hù)配置原理和熔斷器時(shí)間電流特性曲線、當(dāng)短路電流小于3、3kA。4kA、1，1。1、2,時(shí)。由保護(hù)裝置啟動(dòng)真空接觸器開(kāi)斷短路電流，動(dòng)作時(shí)間約0，15s、0 5s,當(dāng)大于3,3kA時(shí).綜合保護(hù)裝置閉鎖接觸器。由熔斷器開(kāi)斷短路電流.熔斷器由于具有短路電流越大熔斷時(shí)間越短的特點(diǎn)，3.3kA及以上短路電流一般熔斷器熔斷時(shí)間約為0。2s以?xún)?nèi)，對(duì)應(yīng)224A熔斷體.對(duì)電纜承受的短路發(fā)熱越有利。按理論計(jì)算、銅芯電纜35mm2可滿足要求，且有一定裕度，2。為簡(jiǎn)化繁雜的計(jì)算,考慮熔斷器熔斷具有的分散性特點(diǎn),工程應(yīng)用考慮一定安全裕度是合理的,因此對(duì)3kV及以上中壓電動(dòng)機(jī)和低壓變壓器回路采用F。C組合供電方式時(shí).銅芯和鋁芯電纜最小熱穩(wěn)定截面分別按50mm2和70mm2校驗(yàn)是安全的，3 6。8.系原條文3,7 8修改條文,2 增加了對(duì)單電源回路最大短路電流的短路點(diǎn)的選取原則。參照。電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)1.電氣一次部分、中國(guó)電力出版社、1989 另根據(jù)原電力部組織各電力設(shè)計(jì)院編寫(xiě)的.赴美國(guó)依柏斯公司實(shí)習(xí)報(bào)告,1982.3。由于電纜故障最容易發(fā)生在現(xiàn)場(chǎng)施工的電纜接頭處.但是在電纜首端發(fā)生故障時(shí)故障電流并不通過(guò)電纜本身，因此對(duì)于較長(zhǎng)的電纜應(yīng)盡量避免中間接頭。計(jì)算短路電流時(shí)應(yīng)按故障發(fā)生在電纜終端或第一個(gè)中間接頭處，國(guó)內(nèi)某城市2010年對(duì)10kV配網(wǎng)電力電纜故障率調(diào)查報(bào)告中指出。電纜中間接頭故障率為45,3 終端頭故障率為6,6 外力破壞故障率為12 4.電纜本體故障率為4,4。單相接地故障率為31，4。電纜接頭和電纜終端故障故障率合計(jì)51,以上.而電纜本體故障率僅為4,4 因此 若短路點(diǎn)選擇在電纜首端,短路電流并不通過(guò)電纜本身、對(duì)選擇電纜截面過(guò)于保守，不經(jīng)濟(jì)、3 隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化,最大短路電流不一定是發(fā)生三相短路情況 有的可能是發(fā)生單相接地短路情況，因此 最大短路電流宜按三相短路或單相接地短路計(jì)算的最大值取值.5、增加低壓變壓器饋線,按照變壓器保護(hù)配置情況，其過(guò)流 段后備保護(hù)對(duì)應(yīng)電流為低壓側(cè)短路時(shí)的電流，雖有延時(shí)但對(duì)應(yīng)短路電流很小、故對(duì)低壓變壓器回路電纜。仍可按主保護(hù)時(shí)間選擇校驗(yàn) 3.6,9、系原條文3,7 9修改條文,2。對(duì)存在高次諧波電流回路。中性導(dǎo)體的電流應(yīng)計(jì)入諧波電流的效應(yīng),電纜導(dǎo)體載流量的降低系數(shù)系取自于國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范民用.GB、50054和。民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范，JGJ。16的有關(guān)規(guī)定.3。6 10,系原條文3.7.10修改條文。2,與現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范。GB，50054,2011第3，2.14條第5款第3項(xiàng)。當(dāng)銅保護(hù)導(dǎo)體與銅相導(dǎo)體在一根多芯電纜中時(shí),電纜所有銅導(dǎo)體截面積的總和不應(yīng)小于10mm2，的規(guī)定一致 如在三相四線制系統(tǒng)中、當(dāng)選擇中性導(dǎo)體與保護(hù)導(dǎo)體合一的4芯銅芯電纜時(shí).其最小規(guī)格可以選擇4、2。5mm2或3,4mm2 1。2，5mm2、4,系新增條款、與現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范。GB。50054，2011第3 2 14條第3款的規(guī)定一致、3.6.11、系原條文3。7，11修改條文,大電流負(fù)荷的供電回路往往由多根單芯大截面電纜并聯(lián)組成。運(yùn)行時(shí)屢因電流分配不均而出現(xiàn)電纜過(guò)熱乃至影響繼續(xù)供電 交流供電回路多根電纜并聯(lián)時(shí)的電流分配主要依賴(lài)于導(dǎo)體阻抗，同時(shí)還受金屬套 有環(huán)流時(shí)、阻抗的影響.并聯(lián)各電纜的長(zhǎng)度以及導(dǎo)體、金屬套截面均等,是使電流能均勻分配的必要條件。在采用單芯電纜情況下、各電纜在空間上幾何配置的相互關(guān)系常難使各阻抗值均等，各電纜的相序排列關(guān)系也影響電流分配 故要以計(jì)算方式確定各電流分配的電流值，較為復(fù)雜煩瑣。IEC,60287,3 1,2002 多根單芯電纜并聯(lián)電流分配及其金屬層。套。環(huán)流損耗的計(jì)算.標(biāo)準(zhǔn)是按照并聯(lián)電纜的各導(dǎo)體阻抗 金屬套阻抗均等前提下,建立聯(lián)立方程而導(dǎo)出、其算法具有公認(rèn)可行性.需要指出的是、該算法從工程實(shí)用意義上已并不簡(jiǎn)單.可推論若不具備并聯(lián)電纜各導(dǎo)體阻抗.金屬套阻抗均等的條件 計(jì)算各電纜之電流分配必將更煩瑣復(fù)雜,本次增加敷設(shè)方式一致，也是為了使同相導(dǎo)體阻抗盡可能一致,使導(dǎo)體電流分配均勻、3,6。12，系原條文3。7、12修改條文,1。條文中可能的短路電流包括中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)中不同地點(diǎn)的兩相接地短路、2.關(guān)于電纜外護(hù)層的短路最高允許溫度幾點(diǎn)說(shuō)明，1、本標(biāo)準(zhǔn)1994版編制時(shí)采納了瑞典ASEA公司的規(guī)定.而日本JCS第168號(hào)D，1982.標(biāo)準(zhǔn)則是按照外護(hù)層短路最高允許溫度限值確定.依當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件.認(rèn)為按日本標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算會(huì)使得屏蔽層截面選擇過(guò)大、增加工程投資、為此，按照瑞典公司規(guī)定取絕緣和護(hù)層的短路最高允許溫度平均值計(jì)算。再考慮到高壓電力電纜線路一般設(shè)置有回流線、可減少金屬屏蔽層截面的因素.認(rèn)為可以接受 2。我國(guó)現(xiàn)行110kV及以上交聯(lián)電力電纜制造標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電纜外護(hù)套溫度限值未作明確要求。護(hù)套選擇取決于電纜設(shè)計(jì)和運(yùn)行的機(jī)械及熱性能限定要求。3 首先。金屬屏蔽層截面若選擇不當(dāng)容易發(fā)生電纜燒壞事故.甚至引起火災(zāi)而帶來(lái)較大經(jīng)濟(jì)損失。與當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)調(diào)安全生產(chǎn)的形勢(shì)不適、其次,高壓電力電纜多為重要輸電電纜線路、隨著電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)模越來(lái)越大、短路水平越來(lái)越高。保證電纜的安全可靠性尤為重要 工程實(shí)踐中.校核電纜金屬屏蔽層或護(hù)套的短路耐受值時(shí)采用的終止溫度有取220.的，也有取200、的,高于非金屬護(hù)套短路最高允許耐受溫度.如聚氯乙烯ST1 ST2護(hù)套和絕緣型PVC.A，絕緣型PVC。B料的抗開(kāi)裂溫度150,只有絕緣型PVC,B護(hù)套的熱穩(wěn)定溫度才達(dá)到200,依我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與20世紀(jì)90年代相比 已發(fā)生了很大變化。且110kV及以上高壓電纜線路使用的越來(lái)越多，上述1 的條件已不適應(yīng)現(xiàn)在的情況 況且 也不能保證所有高壓電纜回路均設(shè)有回流線情況來(lái)降低對(duì)護(hù)套溫升的影響，而參照日本JCS第168號(hào)D。1982。標(biāo)準(zhǔn)即按照外護(hù)層短路最高允許溫度限值確定比較合理和可行,我國(guó)目前對(duì)110kV及以上電纜非金屬護(hù)層溫度限值未予以明確規(guī)定.設(shè)計(jì)無(wú)選擇依據(jù),實(shí)際工程曾發(fā)生過(guò)金屬層燒斷事故,因此,校驗(yàn)金屬屏蔽層的熱穩(wěn)定截面宜按照與其緊密接觸的非金屬護(hù)套短路最高允許耐受溫度作為控制條件是合理的，非金屬外護(hù)套大多處于空氣或土壤中、其散熱條件比導(dǎo)體內(nèi)的絕緣材料好、一般可以按照聚氯乙烯護(hù)套不超過(guò)150、聚乙烯護(hù)套不超過(guò)140.作為控制條件計(jì)算金屬屏蔽截面。另外.考慮到電纜的金屬套 金屬箔,編織層。鎧裝層及接地同心導(dǎo)體等也可作為接地金屬屏蔽.這樣計(jì)算的金屬屏蔽層截面是偏安全的,3。6.13，系新增條文 海底電纜通常要求具有縱向阻水性能,交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜最大缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生水樹(shù),在高壓電場(chǎng)作用下產(chǎn)生局部放電進(jìn)而使絕緣老化甚至損壞、為減少電纜進(jìn)水概率,水下敷設(shè)1kV以上的高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜應(yīng)具有縱向阻水構(gòu)造.充油電纜和黏性浸漬紙絕緣海底電纜具有縱向阻水性能,不需要采取附加阻水措施。