浅谈交流500kv海底电力电缆结构设计

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1、2010年第1期电线电缆2010年2月No．12O1OElectricWire&CableFeb．，2010交流500kV海底电力电缆结构设计李健，郑伟(中南电力设计院电网T程分公司，湖北武汉430071)摘要：以南方主网与海南电网联网跨越琼州海峡500kV海底电力电缆工程为例，介绍了交流500kV海底电缆的形式、导体、绝缘、铅护套、加强层、铠装层的设计原则和思路。关键词：海底电力电缆；结构设计；机电特性；载流量中图分类号：TM247．9；TM247．3文献标识码：A文章编号：1672—6901(2010)01—0011—04Designof500kVACSubmarinePow

2、erCablesLIJian，etal(Central—SouthChinaElectricPowerDesignInstitute，Wuhan430071，China)Abstract：Thispaperpresentstheprincipleandphilosophyofdesignofthetype，construction，insulation，leadsheath，strengtheningcoveringandarmourof500kVACsubmarinepowercables，takingthe500kVACsubmarinepowercableconnectin

3、gtheSouthChinaPowerGridandHainanPowerGridasanexample．Keywords：submarinepowercable；designofconstruction；mechanicalandelectricperformance；ampacityO引言海底电力电缆结构设计需要综合考虑电缆的电气及机械特性，包括载流量、短路容量、介质及电阻损耗、绝缘水平、电缆敷设张力、内外侧压力等诸多方面。电缆结构设计主要内容包括形式选择、导体截面及线芯选择、绝缘层设计及外护层选择。南方主网与海南电网联网跨越琼州海峡500kV海底电力电缆(以下简称海底电缆)

4、是我国首条23456789500kV海底电缆。电缆采用自容式充油电缆，长度m¨挖b3×31km，输电容量(本期)600MW，连接大陆侧登图1交流500kV海底电力电缆结构陆点南岭终端站和海南侧登陆点林诗岛终端站，并1一油道2一导体3一半导电导体屏蔽层4一绝缘层5一半导电绝缘屏蔽层6一绕包带7一铅合金护套8一绕包带9一青铜带绕包层通过海缆终端与架空线路连接。本文以该海底电缆lO一垫衬层11一聚乙烯护套t2一铜带绕包层l3一垫衬层为例，介绍交流500kV海底电缆的结构设计。14一扁铜线铠装层15一外被覆层1海底电缆结构的简介(2)短路时应满足短路热稳定的要求；(3)根据电缆长度，如有

5、必要应进行电压降校核。海南联网海底电缆结构示意图见图l，结构尺交流高压电缆的对地电容要比架空输电线路大寸见表1。得多，因此电缆两端必须装设高压并联电抗器对电2海底电缆结构的设计和选择缆电容电流进行补偿。经计算，海南联网海底电缆充电电流为22．8A／km，在海底电缆两端高抗各补2．1导体截面及结构的设计和选择偿50％电缆充电电流的情况下，电缆必须满足载流超高压海底电缆导体截面选择的原则是：(I)量8l5A的要求后才能达到600MW的输送容量。电缆长期允许电流应满足持续工作电流的要求；电缆长期允许电流的校核计算采用IEC60287导则的公式。载流量计算需要考虑绝缘、金属护套、铠装收稿

6、日期：2009—06—15作者简介：李健(1981一)，男，工程师．层损耗，以及电缆内衬层、外护层、周围媒质热阻、环作者地址：湖北武汉市武昌区民主路668号[430071]境温度等方面的影响。经计算，导体最高温度为2010年第1期电线电缆2Ol0年2月No．12OlOElectricWire＆CableFeb．，201090。c的条件下，导体截面为800mm时，电缆线路mm的中心油道。为改善电缆的介电性能，电缆的控制段(陆上部分)的长期允许电流为8l5．3A，其导电线芯表面还绕包半导电屏蔽带(导体屏蔽)。他线路部分的电缆长期允许电流计算结果均大于2．2电缆绝缘选择815A，可满足

7、系统输送容量的要求。超高压电缆发展的初期主要以充油电缆为主，表1海底电缆结构尺寸上世纪60年代以后，交联聚乙烯(XLPE)电缆逐渐标称厚度标称直径开始应用并得到推广。充油电缆是利用补充浸渍剂项目名称原理，来消除绝缘巾形成的气隙，以提高电缆工作场l油道30．O强的电缆类型。自容式充油电缆在安全性和使用寿2导体(铜)7．3446命方面占有优势，而XLPE电缆应用于长距离跨海3导体屏蔽层(含炭黑半导电纸)0．5456送电时，其制造工艺、质量及工厂接头都存在一些问4绝缘层(油浸纸)28．