A类阻燃35kV交联聚乙烯绝缘电力电缆的结构设计

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参考资料【l】周期性改变绞合方向的在线对绞和单元绞合(SZ绞)。电线电缆译丛N04／95【2】电线绞制和成缆的三种SZ方法的比较。国际金属线协会第60届年会论文集电线电缆【3】电线电缆19742—3期【4】电线电缆1980【5】关于lkV级五芯电力电缆开发的意见电线电缆Na．6．2000，朱宝宗【6】ROSENDAHL样本【7】KABALIE样本【8】CORLINOVLS样本A类35kV交联聚乙烯绝缘电力电缆的结构设计唐崇健庞玉春邵怀国宝胜集团有限公司江苏宝应225800。摘要：本文介绍了A类阻燃35kV交联聚乙烯绝缘电力电缆的结构设计情况，通过对试制出的ZRA．YJV3X400mm2、ZRA．YJLV3×150ram2、ZRA．YJv3X120mm2="种电缆样品按GB／"I'18380．3《成束电线电缆的燃烧试验方法》标准’中规定的A类要求进行阻燃性能试验，其试验结果均符合标准的要求，并且烧损量小。。，关键词：阻燃交联聚乙烯绝缘电力电缆高阳燃隔火层燃烧试验1前言电线电缆的阻燃技术在我国已日趋成熟，许多阻燃型电线电缆产品在建筑、冶金、．93． 石化、铁路、电力等行业得到了大量的使用。为确保电力线路中的电线电缆设计和使用做到安全可靠、技术先进、经济合理，防止电线电缆所引起的火灾。减少电线电缆在火灾中所造成的损失，上海电力公司率先规定今后在35kV电力线路中，无论是新设计的线路还是老线路的改造，当需要使用交联聚乙烯绝缘电力电缆时，应采用阻燃型电缆，且电缆的阻燃性能要达到GB／T18380．3《成束电线电缆的燃烧试验方法》标准中A类规定的要求。由于35kV交联聚乙烯绝缘电力电缆结构和使用材料的特殊性，国内对此类电缆的阻燃技术的相关报道并不多。鉴于宝胜集团有限公司曾在1999年成功研制开发出B类35kV交联聚乙烯绝缘无卤低烟阻燃电力电缆这一技术优势，经和上海电力公司技术人员多次进行技术交流和电缆结构设计方案的论证，我们设计出两种不同结构的35kV交联聚乙烯绝缘阻燃电力电缆，经对试制出的ZRA．YJV3×400mm2、ZRA．YJLV3×150mm2、ZRA．YJV3×120mm2三种电缆样品，按规定进行成束燃烧试验，其阻燃性能均达到A类试验的规定要求，并且烧损量小，试制出的ZRA．YJV3×400mm2电缆得到上海电力公司市南供电公司的认可和使用。现本文就35kV交联聚乙烯绝缘A类阻燃电力电缆的结构设计和阻燃性能试验情况作一介绍，以期推动该类电缆在电力线路中能得到大量的使用。2阻燃电缆的结构设计多项研究成果表明，电缆在进行成束燃烧试验时，如果电缆的绝缘层不被引燃，则通过成柬燃烧试验的可能性就越大，对于35kV交联聚乙烯绝缘阻燃电力电缆来说，如何确保在进行成束燃烧试验的过程中，电缆的绝缘层不被引燃这一点显得十分重要，因为，交联聚乙烯材料的氧指数极低，明火极易引燃，一旦交联聚乙烯绝缘材料被引燃，该材料将产生大量的热量，从而使燃烧进一步加剧、温度上升，最终导致阻燃试验失败。因此，对于35kV交联聚乙烯绝缘A类阻燃电力电缆的结构设计，我们主要考虑在两个方面采取相关措施来满足A类阻燃性能要求：一是电缆的填充材料采用阻燃材料、外护套采用阻燃材料；二是在电缆的绝缘线芯和外护套之间设计一层隔火阻燃层，隔火阻燃层主要起到保护绝缘层不被燃烧的目的。2．1电缆样品设计方案一图l所示是ZRA．YJLV3×150mm2电缆的结构示意图，电缆的导体、导体屏蔽、XLPE绝缘、绝缘屏蔽、铜带屏蔽、PVC外护套的结构设计、材料选用和普通YJLV3×1501111112电缆相同，所不同的是，电缆的填充材料采用矿物纸绳，矿物纸绳属无机材料，具有较好的阻燃性能，此外，在绝缘线芯和外护套之间设计了高阻燃隔火层，高阻．．94．． 燃隔火层由无纺布带和XQT．3型高阻燃涂胶型玻璃布组成，无纺布起到包扎缆芯的作用，而用8层XQT一3型高阻燃涂胶玻璃布带重叠绕包成高阻燃隔火层，重叠率控制在20∽30％之间。XQT-3型高阻燃涂胶玻璃布带主要性能见表l，它是由玻璃纤维布作基布，并在玻璃纤维布的表面浸涂金属化合物阻燃胶类溶液加工而成，该材料遇明火后即分解成金属氧化物和析出结晶水，金属氧化物吸附在玻璃纤维布的表面能够形成多孔状的外壳，这种外壳对烟气有一定的吸附作用，此外，析出的水份，不但起到降温作用，而且对燃烧过程中的烟粒的沉降有显著的效果。表1XQT．3型高阻燃涂胶玻璃布带主要性能指标序号项目指标l定量g／m2180∽2002厚度mm0。18±O．023宽度mm根椐需要4强度(纵向)N／ram≥3005氧指数OI≥656烟密度Dm(NF值)≤loo燃烧释放气体7酸度pH≥4。3电导率uS／ram≤lO．95． 1t图2ZRA．YJV3×120mm2电缆结构示意图1一铜导体；2一导体屏蔽；3--XLPE：绝缘层；4--绝缘屏蔽；5一铜带屏蔽层；6一阻燃PVC扇形填充条；7一高阻燃隔火层(无纺布带+XQT．3高阻燃涂胶玻璃布带)；8一阻燃PVC外护套。2．3电缆样品设计方案三对于ZRA．YJV3×400mm2电缆的结构设计我们采用方案二的方法和要求。3阻燃电缆的成束燃烧试验经对所试制的三个电缆样品按GB／T18380．3《成束电线电缆的燃烧试验方法》标准的规定进行试验，其试验结果见表3。图3、图4、图5分别描述了三个电缆试样试验后的烧损情况，在整个试验过程中烟较小。．．97．． 表3阻燃电缆成柬燃烧试验怕况”。甚缓蒜警铲燃试验项目单位电缱外径试验类别非金属材料古量斌样根数供火时间合格判定电缆爆化高度≤25m、J!JI火熄灭后自熄时问≤60mn曩蓑黼李繁奋电绕外丧西实际最大蹇凳慧荔紊紧奋试验结果热化高度却O7m、明火熄灭后自熄时同为火熄灭后自嫜时闻为走熄灭后自熄时间为15⋯lmia在进行7ALa,．YⅣ3×400ram2电缆燃烧试验过程中．同ned,r2录了成束燃烧试验箱内的温度变化情况，试验期间箱体内最高温度为67"C．圈6魁电缆燃烧试验过程中温度变化曲线。从对三个试样试验后的解剖情况看．虽然，电缆的外护套局部被烧穿，但电缆的内部绝缘线芯完好无损．相互之问不粘连．此外，高阻燃隔火层表面潮湿，并含有大量的水分．这些水分的产生主要是玻璃布包带中的金属氧化物遇火后分解所致．它对阻止电缆的进～步燃烧起到了关键性的作用。图3ZRA．YJLv3×I50trim2电缆成柬试验烧损围 温度℃图4ZRA·YJV3×120ram2电缆成束试验烧损图嬷豳5ZRA-YJV3×240ram2电缆成束试验烧损固l4'10131619Z22528313t37‘0时间(min)图6ZRA-YJV3×400ram2电缆成束试验箱体温度变化曲线圈 4结论4．1经过多次试验得出，在35kV交联聚乙烯绝缘电力电缆的绝缘线芯和外护套之间采用XQT一3高阻燃涂胶玻璃布带多层重叠绕包成高阻燃隔火层。同时电缆的填充和外护套采用本文设计方案一和设计方案二中规定的材料，能够满足电缆的A类阻燃要求。4．2本文所介绍的电缆结构设计合理，加工工艺简单，制造成本略高于普通同型号规格的电缆，电缆外径增加值小，且电缆的阻燃性能较好。因此该电缆是一种有发展前景的产品。500kV交联聚乙烯绝缘电缆绝缘结构应启良上海电缆研究所200093摘要：本文叙述交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆绝缘统计设计方法。论述我国研制开发500kVXLPE电缆的绝缘结构采用绝缘统计设计方法的合理性。叙述我国500kVXLPE电缆的绝缘水平要求。论述对照日：本已经运行的500kVXLPE电缆的绝缘结构参数和绝缘质量控制要求，采用绝缘统计设计方法，按相同可靠性原则作为我国500kVXLPE电缆确定电缆绝缘厚度和绝缘质量控制要求的基础是合理的。本文提出不同导体截面500kVXLPE电缆的推荐绝缘厚度。关键词：额定电压500kVXLPE电缆绝缘统计设计方法绝缘厚度绝缘质量控制500kVXLPE电缆绝缘水平l前言我国500kVXLPE电缆将用于水电站或抽水蓄能电站超高压引出线和连接架空输．100．