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產(chǎn)品知識(shí)
發(fā)布時(shí)間:2025-03-18 16:49:33 人氣:
直流電纜的電壓等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)類型及技術(shù)要求是電力工程領(lǐng)域的重要規(guī)范,其分類體系和技術(shù)要求主要依據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)際工程需求制定。以下從標(biāo)準(zhǔn)體系、電壓等級(jí)分類、技術(shù)規(guī)范要求三個(gè)維度進(jìn)行詳細(xì)闡述:
一、國(guó)際與國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)體系
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
IEC62895:2019:適用于±800kV及以下直流電纜系統(tǒng),規(guī)定了陸地電纜系統(tǒng)的試驗(yàn)方法及技術(shù)要求,特別強(qiáng)調(diào)絕緣厚度偏差不得超過(guò)10%,對(duì)極性轉(zhuǎn)換試驗(yàn)的間隔時(shí)間(需保持24小時(shí)加熱)有嚴(yán)格要求。
CIGRETB852:將直流電纜系統(tǒng)分為高壓(HVDC,≤400kV)和超高壓(EHVDC,>400kV),要求設(shè)計(jì)電場(chǎng)強(qiáng)度分別不超過(guò)20kV/mm和25kV/mm。
國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)
GB/T31489系列:涵蓋±500kV及以下直流電纜,其中GB/T31489.1-2015規(guī)定型式試驗(yàn)中絕緣厚度允許偏差為15%,較IEC標(biāo)準(zhǔn)寬松。該系列標(biāo)準(zhǔn)還針對(duì)陸地、海底電纜及附件制定了詳細(xì)的產(chǎn)品規(guī)范,如90℃工作溫度電纜需采用耐高溫交聯(lián)聚乙烯(XLPE)。
二、電壓等級(jí)分類與技術(shù)參數(shù)
直流電纜按電壓范圍分為五類,其典型應(yīng)用及技術(shù)要求如下表所示:
類別 | 電壓范圍 | 典型應(yīng)用場(chǎng)景 | 技術(shù)要求要點(diǎn) |
低壓 | ≤1kV | 光伏系統(tǒng)、小型儲(chǔ)能設(shè)備 | 采用雙層絕緣結(jié)構(gòu),耐紫外線性能要求高(如TüV認(rèn)證的PV1-F型電纜) |
中低壓 | 1kV-35kV | 城市直流配電、軌道交通 | 需通過(guò)1000小時(shí)耐壓試驗(yàn)(1.5倍額定電壓),彎曲半徑≥6倍電纜外徑 |
高壓 | 110kV-275kV | 跨區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)(如舟山工程) | 絕緣層厚度≥25mm,需進(jìn)行48小時(shí)負(fù)荷循環(huán)試驗(yàn)(導(dǎo)體溫度90℃±2℃) |
超高壓 | ±400kV-±800kV | 遠(yuǎn)距離海底輸電(如如東工程) | 導(dǎo)體截面≥2500mm2,空間電荷密度需<5C/m3(防止絕緣老化) |
特高壓 | ≥±1000kV | 國(guó)家主干電網(wǎng)(準(zhǔn)東-皖南工程) | 需通過(guò)±1600kV雷電沖擊試驗(yàn),絕緣材料體積電阻率>1×101?Ω·m(25℃) |
三、關(guān)鍵技術(shù)要求解析
絕緣材料
直流電纜需采用非線性電阻特性的交聯(lián)聚乙烯(XLPE),其電阻率溫度系數(shù)需控制在0.02-0.05/℃范圍內(nèi),以避免電場(chǎng)畸變。
以±535kV電纜為例,絕緣厚度需達(dá)35mm,且經(jīng)96小時(shí)熱循環(huán)試驗(yàn)后,局部放電量需<5pC。
試驗(yàn)規(guī)范
型式試驗(yàn):包括極性反轉(zhuǎn)試驗(yàn)(±1.85倍額定電壓持續(xù)30分鐘)、雷電沖擊試驗(yàn)(±1950kV)及負(fù)荷循環(huán)試驗(yàn)(2000次溫度循環(huán))。
預(yù)鑒定試驗(yàn):需連續(xù)運(yùn)行1年以上,考核電纜在長(zhǎng)期運(yùn)行中的空間電荷積聚特性(允許密度<3C/m3)。
特殊環(huán)境適應(yīng)性
海底電纜需通過(guò)3000米水壓試驗(yàn)(如挪威Nexans的±525kV電纜),鎧裝層抗拉強(qiáng)度需>400MPa;
高海拔地區(qū)(>3000米)電纜需進(jìn)行低氣壓(50kPa)局放試驗(yàn),放電量需比平原地區(qū)降低20%。
四、典型工程應(yīng)用對(duì)比
工程案例 | 電壓等級(jí) | 技術(shù)特點(diǎn) |
舟山多端柔性直流工程 | ±200kV | 全球首個(gè)五端直流系統(tǒng),電纜絕緣厚度18mm,輸電損耗僅0.7%/百公里 |
如東海上風(fēng)電工程 | ±400kV | 采用3000mm2銅導(dǎo)體,輸送容量1100MW,海底段絕緣偏心度控制<5% |
準(zhǔn)東-皖南特高壓工程 | ±1100kV | 電纜直徑達(dá)160mm,采用納米改性XLPE絕緣,輸電距離3324公里(損耗3.8%) |
電壓提升:2025年國(guó)內(nèi)已啟動(dòng)±800kV柔性直流電纜研發(fā)(如青洲五風(fēng)電工程),目標(biāo)輸送容量5000MW;
材料革新:碳化硅基絕緣材料可將工作場(chǎng)強(qiáng)提升至40kV/mm,使±1000kV電纜絕緣厚度縮減至30mm;
智能監(jiān)測(cè):集成光纖測(cè)溫系統(tǒng)(精度±0.5℃)和分布式局放傳感器,實(shí)現(xiàn)電纜狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
技術(shù)文獻(xiàn)
產(chǎn)品知識(shí)