10KV电缆电压等级的选择

我们在设计时10kV系统时,电缆的电压等级有标注10kV,有标注6/10kV,8.7/10kV,8.7/15kV等多种类型 ,到底如何选择?

1. 衡量电缆的绝缘水平电压定义

10kV电缆绝缘水平常用几个电压值来衡量——U0/U(Um),如6/10(12);8.7/10(12)。本文解读如何理解这几个电压数值的含义;

U0——电缆设计用的导体对地或金属屏蔽之间的额定工频电压;(相电压)

U——电缆设计用的导体之间的额定工频电压;(线电压)

Um——设备可使用的“最高系统电压”的最大值。(线电压)

我们常说的系统10kV是指线电压。即U=10kV ;那么相电压U0=U/1.732=10/1.732=5.77kV,取整数为6kV。

Um指系统的最高电压,其定义为:在正常运行条件下,在系统的任何时间和任何点上出现的电压的最高值。不包括瞬变电压,比如,由于系统的开关操作及暂态的电压波动所出现的电压值。

Um的定义就是稳态(持续)最高工频电压(线电压)。

2. 10kV系统值为多少

10kV系统的最高持续电压发生在什么情况下呢?

发生在单相不接地系统中某一相接地故障时,系统持续运行,且甩负荷空载情况下。

如在线路故障期间,负荷侧断路器首先开断,电源侧断路器开断前,线路则仍处于接地故障,此时线路的非故障相过电压倍数为:单相接地时过电压倍数X甩负荷过电压倍数=1.732x1.15≈1.99。所以10kV系统的Um值定为12kV。

3. 10kV系统电缆绝缘电压值如何选取?

国家标准GB/T 12706.2-2008将输配电系统划分为A\B\C三类,同时给出了三相系统电缆的推荐值

——A类:该类系统任一项导体与地或接地导体接触时,能在1min内与系统分离;

——B类:该类系统可在单相接地故障时作短时运行,接地故障时间在任何情况下不允许超过8h(10kV系统),任何一年的接地故障的总持续时间应不超过125h;

——C类:包括不属于A类B类的所有系统。

表1是国家标准推荐的U0电压值

《电力工程电缆设计规范》 GB 50217-2018 规定:

“3.2.2 交流系统中电力电缆导体与绝缘屏蔽或金属套之间额定电压选择应符合下列规定:    1  中性点直接接地或经低电阻接地系统,接地保护动作不超过1min切除故障时,不应低于100%的使用回路工作相电压;    2  对于单相接地故障可能超过1min的供电系统,不宜低于133%的使用回路工作相电压;在单相接地故障可能持续8h以上,或发电机回路等安全性要求较高时,宜采用173%的使用回路工作相电压。”

所以,对于中性点直接接地或经低电阻接地系统,电缆最低的绝缘电压等级6/10(12)kV。    对于单相接地故障可能超过1min的供电系统,最低相电压为,6*1.33=7.98kV,根据表1中的电缆推荐电压等级,选用8.7kV比较合适,故可选用8.7/10(12)kV。

供电部门为了保证留有裕量,通常选用8.7/15kV电压等级电缆。

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