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中压电缆电压等级在海外项目中的正确选择

发布于:2023-09-12 10:27:12 来自:电气工程/电气工程原创版块 [复制转发]

电缆按电压等级分为低压电缆、中压电缆和高压电缆,其中低压电缆按其应用场景又分电力电缆、控制电缆、仪表电缆等,本文低压电缆特指低压电力电缆。3种电缆在电压范围、电缆基本结构和电缆例行测试要求(基本测试)3方面的主要区别见表1。



低压电缆电压等级少且结构简单;全球高压电缆电压标识方法统一遵循IEC 60183:2015的规定,但其结构复杂且性能要求高,与之匹配的电缆附件同样结构复杂、安全性要求高且贵,因此其系统成本远高出同规格中压电缆系统。而中压电缆的电压等级多,不同国家标准里的标识存在差异,本文重点分析和讨论三相交流系统中中压电缆的电压等级定义、标识及选择。


电缆电压的定义


中国的GB、国际电工委员会的IEC、欧盟协调文件的HD、澳大利亚 / 新西兰的AS / NZS电缆标准对电缆电压标识相同,均为U 0 / U (U m ),标准中对电压的定义与电工术语定义对应关系列于表2。



电力系统的接地划分


电缆的额定电压应适合电缆所在电力系统的运行条件。为了便于选择电缆,全球主流电缆标准将系统按其接地划分为3类,如表3所示。



GB、IEC、HD、AS / NZS对中压电缆电压等级界定


GB / T 12706.2 - 2020 、GB / T 12706.3 - 2020、IEC 60502 - 2:2014、欧盟协调文件HD 602 S2:2010、AS / NZS 1429.1:2006 + R2017与IEC 60183:2015对中压电缆的额定电压推荐分别列于表4(为后续分析简便,省略标准部分编号及版本号)。



如表2备注所述,电缆标准规定电缆绝缘厚度设计及耐压测试、局部放电均以电压U0为基础。由此可知:6 / 6 (7.2) kV电缆与6 / 10 (12) kV电缆、8.7 / 10 (12) kV电缆与8.7 / 15 (17.5) kV电缆、18 / 20(24) kV电缆与18 / 30 (36) kV电缆除了印字和合格证里的电压标识差异外,其他完全一样。如果客户需要6 / 10 (12) kV电缆,而厂家只有6 / 6 (7.2) kV电缆时,电缆供货厂家只需要按客户要求调整印字及合格证里的电压标识;如果客户理解电缆产品标准,可能都不需要调整印字和合格证里的电压标识而直接使用。


据了解和分析,GB / T 12706.2 - 2020可能基于如下部分原因保留了6 / 6 (7.2) kV、8.7 / 10 (12) kV电缆与18 / 20 (24) kV电缆电压标识:① 从电缆使用角度考虑到国内C类电力系统多;② 电力或电气设计及维护工程师工作习惯;③ 电力系统电压标识一致性。


但笔者认为,这3个电压等级对电缆制造企业没有任何实际意义,建议GB / T 12706参照IEC 60502等主流国际电缆标准取消这3个电压等级,这样可以:


① 减少电缆企业无意义的物料管理和解释说服等工作;

② 规避不了解电缆标准的电力或电气系统设计维护人员在C类系统中本着节约成本(实际成本无差异)的出发点选用此电压的误解;

③ 避免参与国际项目而习惯中国标准的电力或电气设计人员,选用此电压等级电缆直接到国外询价,增加国外厂家因无法匹配国际标准及对应产品而反复沟通澄清等无谓的工作;

④ 从电缆电压等级的角度,促进中国的电缆及电力、电气体系更便利地与国际对接。


从表4可知:


a. 电缆的额定电压是U 0 / U (U m )3个电压的组合,技术人员应首先弄清楚需求电缆的电力系统U 0 / U (U m )3个电压的对应数值。


b. IEC 60183:2015规定:电缆选择首先应该保证电缆最高电压不低于系统最高电压。


c. 系统接地分类是确定电缆额定电压的另一个重要参数。


d. 中国的系统最高电压40.5 kV和欧盟个别国家的系统最高电42 kV为个别国家使用的中压电缆,大多数国家的中压电缆系统的最高电压只到36 kV。


e. 澳大利亚 / 新西兰电缆标准定义1.9 / 3.3(3.6) kV的电缆为中压电缆,但没有8.7 / 15 (17.5) kV这个电压等级。


f. 相同最高电压下对应电缆的U 0 / U (U m )标识在不同国家(标准)表示方法略有差异,实际应按最高电压U m 进行归纳,有差异的U 0 / U (U m )标识汇总见表5。



基于表4和表5,在国际项目中,只要知道系统最高电压和接地分类,就可以正确匹配电缆产品的电压等级。如项目使用11 kV的系统,会按需满足的标准匹配6.35 / 11 (12) kV或6 / 10 (12) kV,不会匹配到8.7 / 15 (17.5) kV系列电缆;同样对33 kV的电压系统,匹配19 / 33 (36) kV或18 / 30 (36) kV,而不会选择国内26 / 35 (40.5) kV电缆,使电缆厂家因无法匹配国际电缆标准而推荐26 / 45 (52) kV的高压电缆及附件。


但需要说明的是,除GB基本等同IEC标准外,表4不同标准里的同一电压等级下的电缆,由于标准对材料及某些细节规定的差异,成本会略有差异。但同一电压等级的同芯数规格同结构电缆在不同标准下的成本差异,会小于同一标准下不同电压等级同芯数规格同结构电缆的成本差异。


IEC 60038:2009《IEC standard voltages》对额定电压的规定


除IEC 60183:2015规定了额定电压的选择,IEC 60038:2009中表3序列Ⅰ(详本文表6)对三相交流系统标称电压(线电压)高于1 kV不超过35 kV的规定,也验证了不同地域标准的系统标称电压可以归属于同一个系统最高电压下。



电缆电压选择的其他建议


如果依据IEC 60183:2015在电压标识问题上未能说服业主,比如业主坚持1.9 / 3.3 (3.6)、3.8 / 6.6 (7.2)、6.35 / 11(12)、12.7 / 22 (24)、19 / 33 (36)电压标识,在电缆成本基本无差异的情况下推荐如下两种解决方案:


a. 在业主可以接受的情况下电缆适用BS标准或HD标准;这两大系列标准有现行英文版本,在国内可以找到完全满足这两个标准的电缆供应商。


b. 参照IEC 60502 - 2:2014,国际及国内权威机构可以提供相应型式试验报告以供项目验收。


美国、加拿大标准中压电缆电压等级规定


美国、加拿大标准将线电压高于2 kV但不超过46 kV的电缆定义为中压电缆。


其电压标识方法独特,不采用U 0 / U (U m )标识,而只有一个电压值,这个值是基于系统的线电压U,但其电缆产品表述电压时需同时注明其绝缘水平(100 %、133 %、175 %),绝缘水平对应系统的接地状况,其具体对应关系详见本文表3。


美国、加拿大标准规定中压电缆的电压等级为:5 kV、8 kV、15 kV、25 kV、28 kV、35 kV、46 kV。选择电缆时除了该额定电压外,还需要匹配其绝缘水平(即对应的接地系统)。     



作者:
罗 琼,女,苏州特雷卡电缆有限公司,高级工程师,经理。     

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只看楼主 我来说两句抢沙发
这个家伙什么也没有留下。。。

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