GBT51190-2016_海底电力电缆输电工程设计规范_设计规范.pdf

中华人民共和国住房和城乡建设部公告 第1336号 住房城乡建设部关于发布国家标准 海底电力电缆输电工程设计规范 的公告 现批准 海底电力电缆输 电工程设计规范 为 国家标准,编号 为GB/T51190-2016,自 2017年7月1日起实施 。 本规范 由我部标 准定额 研究 所 组 织 中 国计 划 出版 社 出版 发行 。 中华人民共和国住房和城乡建设部 2016年10月25日 曰 本规范是根据住房城乡建设部关于印发〈2013年工程建设 标准规范制订修订计 划〉的通知 建 标 〔 2013〕6号的要求,规范 编制组经广泛调查研究,认真总结 国内外海底 电力 电缆输 电工程 设计 、 施工及运行的经验,并在广泛征求意见的的基础上,制定本 规范。 本规范共分9章,主要技术内容是总则,术语,电缆路 由,电 缆型式与结构,电缆附件与附属设备,电缆敷设,电缆保护,职业健 康安全与环境保护,电缆附属设施与各品备件 。 本规范由住房城乡建设部负责管理,中国电力企业联合会负 责 日常管理,国网浙江省电力公司负责具体技术 内容 的解释。执 行过程中如有意见或建议,请寄送 国网浙江省电力公 司地址浙 江省杭州市 黄 龙 路8号,邮政 编 码310007,以供 今后 修 订 时 参考 。 本规范主编单位 、 参编单位 、 主要起草人和主要审查人 主 编 单 位中国电力企业联合会 国网浙江省电力公 司 参 编 单 位国网浙江省电力公 司舟山供 电公司 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司 中国南方电网超高压输电公司 浙江舟山海洋输 电研究院有限公司 国家海洋局第二海洋研究所 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 上海电缆研究所 宁波东方电缆股份有限公司 1 亠刖 目次 l总则. 1 2术语2 3 电缆路由 3 3. 1 路由选择 3 3. 2 海域段路由 .. 3 3. 3 登陆段路由... 4 3. 4 路由勘察.. 4 3. 5 风险评估 5 4 电缆型式与结构.... 6 4. 1 一般要求.. 6 4. 2 电缆导体及截丽选择.. 6 4. 3 电缆绝缘选择7 4. 4 电缆护层选择... 7 5 电缆附件与附属设备. 9 5. 1 电缆终端 9 5. 2 电缆接头 10 5. 3锚固.. 10 5.4 自容式充油海底电缆的供油系统11 5. 5 过电压保护与接地.11 6 电缆敷设 12 7 电缆保护 13 7.1 一般规定 13 7.2 保护要求 13 7.3 防护与监测 14 8 职业健康安全与环境保护.. 15 8. 1 职业健康安全臼〉 8. 2 环境保护. 15 9 电缆附属设施与备品备件 16 本规范用词说明 引用标准名录 附条文说明 2 1 2 3 Co n t e n t s Ge n e r a l p r o v i s i o n s ⋯ ⋯● ⋯● ● ● ● ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 1 Te r r n s ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 2 Ca b l e l i n e r o u t e s ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 3 3.1 Ro u t i n g ⋯ ⋯ ⋯ ● ● 3 3,2 Se a s e c t i o n r o u t e s ⋯ ⋯ ⋯ ● ● ● ● ● 3 3,3 La n d i n g s e c t i n r o u t e s ⋯ ⋯⋯ ⋯⋯ ⋯⋯ ⋯ 4 3.4 Ru t e s ,s u r v e y ⋯ 4 3,5 Ri s k a s s e s m c n t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 5 Ca b l e t y p e a n d s t r u c t u r e ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 6 4.1 Ge n e r a l r e q u i r e m e n t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ o 〉 4.2 Ca b l e c o n d u c t r a n d s e c t i o n s e l e c t i o n ● ⋯● ● ● 6 4.3 Ca b l e i n s u l a t i n t y p e s s e 1e c t i n ⋯ ⋯ 7 4.4 Ca b l e s h e a t h s e l e c t i o n ⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯ ● 7 Ca b l e a c c e s s o r i e s a n d a n c Ⅱ l a r y f a c d i t i e s ⋯ 〈 9 5.1 Ca b l e t e r m i n a l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 9 5.2 Ca b l e c o n n e c t o r ” ● ● ● ● ● ⋯ ⋯ 10 5.3 Fi x e d w i t h c a b l e a r m o r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1o 5.4 d s u p p l y s y s t e n 1f o r ⒒f i l l e d s u b m a r i n e c a b l e 11 5.5 v e r v o l t a g e p r t e c t i o n a n d g Fu n d i n g ● ● ● ● 11 Ca b l e l a y i n g ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 12 Ca b l e p r o t e c t i o n ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 13 7.1 Ge n e r l r e q u i r e m e n t s ⋯⋯ ⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 13 〉 7.2 Rc q u i r e m e n 1f o r p r t e c t i o n ⋯ 13 7,3 Pr t e c t i o n a n d n o n i t o r ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯ 1迷 3 6 7 渴 0m 觋问血珈恻h e a l J啮s a f e Iy 犯d 铆溺u 颖硎蛔t 匦坨阳葵逆通垂 ⒑ 。 “ˇ。 。 ⋯ ,⋯扯” ˉ ” Ⅱ Ⅱ ‘ ⅡⅡ● ,●茹 Ⅱ 9,0‘ˇ嗵嫣 i l l ∶i | ∶,蒋j 虚对潋 麝嘲绋 鞴略岣风 崦毽秆擀讽i | ;丨{ | 铨揄j | ∶丨 丨 } | i | ∶ l ∶∶ l Il I∴防 ∷ 潞 嗨 觏。 。瑟; 4 电缆型式与结构 4.1一般 要 求 4.1.1 海底电缆应根据王程需要,选用挤包 型式或绕包型式 的 绝缘 。 4.1.2 海底电缆应具有径向阻水与纵 向阻水的结构或措施 。 4.1.3 海底 电缆应具有满足使用条件的铠装结构 。 4.1.4 海底 电缆采用单芯电缆时,可根据运行可靠性要求和系统 远期规划,增加一相备用电缆 。在制造 、 施工和运维条件允许 时 , 海底 电缆宜采用三芯电缆。 4.1.5 海底电缆应采用整根连续生产,可包含工厂接头。 4.I。6 海底电缆的长度应综合考 虑路 由长度 、 敷设偏差 、 敷设 附 加长度 、 水深影响 、 附件安装 、 维护等 因素 。 4.1.7 当海底电缆线路长度超过60k m 时,不宜选用 自容式充油 电缆 。 4.1.8 海底 电缆 复合 光纤 宜综合 考 虑通 信 和 电缆状 态监 测 的 要求 。 4.2 电缆导体及截面选择 4.2.1 海底电缆宜选用铜导体 。条件允许时,可选用铝导体 。 4.2.2 挤包聚合物绝缘海底电缆的导体应采用阻水结构 。 4.2.3 海底电缆在海域段 、 登陆段 、 陆上段 的导体截面均应满足 系统输送容量 的需要 。 4.2.4 海底电缆载流量应由线路输送容量 、 电缆长度 、 电容电流 、 无功补偿配置和敷设条件确定。 4.2.5 海底 电缆在系统额定电流作用下和发生短路时,导体最高 6 海底 电力电缆最高允许温度 绝缘类 型持续工作 短路暂态 臼容式充油 矿 物油 合成油 交联 聚乙烯 乙丙橡胶 不滴流油浸纸 1k V 6k V8θ IOk V 15k / 70 20k V 35k V65 允许温度应 满 是表4.2,5的要求 。 表4.2.5 海底电缆导体的最高允许温度℃ 注关短路 时问不超过5s 。 4.3 电缆绝缘选择 4.3.1海底电缆挤包聚合物绝缘 型式可选用交联聚乙烯绝缘 、 乙 丙橡胶绝缘;绕包绝缘型式可选用 自容式充油纸绝缘 、 黏性浸渍纸 绝缘 。 4.3.2 海底电缆绝缘层工频耐受 电压应满是系统最高工作 电压 的要求 。 4.3.3 海底电缆绝缘层承受的雷 电过 电压和操作过电压应根据 线路的冲击绝缘水平 、 避雷器保护特性 、 海底电缆和架空线路 的波 阻抗 、 海底电缆长度 、 雷击点距海底电缆终端距离进行确定。 4.4 电缆护层选择 4.4.1 海底电缆护层可包括径 向防水层 、 加强层 、 防腐层 、 防蛀 层 、 铠装层和外护层 。 4.4.2 径 向防水层宜采用金属材料,充油电缆金属防水层应能承 受 由于电缆内部油压变化所引起的附加作用,当金属防水层不满 足内部油压时,应增加加强层。 7 4.4.3 三芯电缆外部铠装宜采用镀锌钢丝,单芯 电缆外部铠装宜 采用非磁性金属材料 。铠装层应满足制造 、 运输 、 敷设和运行条件 对电缆机械强度的要求,并考虑材料 的腐蚀 问题 。当采用镀锌钢 丝铠装时,应充分考虑铠装层损耗及对载流量的影响。 4.4,4 海底电缆的金属护层 、 加强层 、 回流导体 、 防蛀层 、 铠装层 等金属导电层,其截面应根据短路容量 、 正常运行 的电磁感应电流 和电容电流要求 、 线路损耗及其对载流量的影响,经技术经济比较 后确定。 8 5 电缆附件与附属设各 5.1电缆 终 端 5.1.1 海底电缆终端装置类型应符合下列规定 1 海底电缆与气体绝缘组合电器GIS设各直接相连 时,应 采用封闭式GIS电缆终端; 2 海底电缆与电器直接相连且具有整体式插接功能时,应采 用可分离式插接式终端; 3 除本条第1款 、 第 2款情况外,海底 电缆与其他电器或导 体相连时,应采用敞开式终端。 5.1.2 海底电缆终端构造类型,应根据工程可靠性 、 安装与维护 简便和经济合理等因素综合确定,并应符合下列规定 1 与充油电缆相连的海底电缆终端,应耐受可能的最高工作 油压; 2 与G⒔电器相连 的GIS电缆终端,其接口应 相互 配合; GIS电缆终端应具有与G⒔绝缘气体完全隔离的密封结构; 3 在易燃 、 易爆等不允许有火种场所的海底 电缆终端,应选 用无明火作业的终端构造类型; 4 污秽或盐雾较重地区的海底电缆户外终端,应选用耐污型 终端。 5.1.3 海底电缆终端绝缘特性,应符合下列规定 1 终端的额定电压及其绝缘水平,不得低于所连接海底电缆 的额定电压及其要求的绝缘水平; 2 终端的外绝缘,应符合安置处海拔高程 、 污秽条件所需爬 电比距的要求,并按操作过电压和雷电过电压进行校核。 5.1.4 海底电缆终端 的机械强度,应满足最大机械负荷和最大静 9 5.3.5 连接海上平 台、 风机等 的海底 电缆应采用锚 固等措施 固 定,减少电缆磨损。 5.4 自容式充油海底电缆的供油系统 5.4.1 自容式充油海底电缆的供油系统设 计可按现行行业标准 50Ok V交流海底电缆线路设计技术规程DL/T5490的规定执行。 5.5 过电压保护与接地 5.5.1 与架空线直接相连的海底 电缆终端应设置避雷器,直接进 站的海底电缆终端可根据需要设置避雷器 。 5.5.2 海底 电缆金属护层和铠装层在 电缆线路两端宜分别引出 接地线,两者相互独立,分别三相互联后直接接地。 5.5.3 单芯海底电缆防腐层应能耐受金属护层上的感应电压,电 缆线路较长时,应采取措施限制金属护层上的感应 电压。外护层 采用绝缘材料分段接地 的形式时,登陆段和陆上段金属护层上 的 T频感应电压不应超过300V,海域段金属护层上的工频感应电压 不宜大于1000V。 5.5.4 当陆上段海底电缆金属护层任一点正常感应 电势小 于本 规范第5.5.3条的要求时,可采用海底电缆登陆点一端直接接地 , 末尾一端保护接地的方式 。 5.5.5 海底电缆接地体应具有耐腐蚀性能。接地体应符合 电缆 金属护层电磁感应电流 、 电容电流 、 短路电流动稳定和热稳定的要 求,接地点应校核接触电压和跨步电压,满足相关要求 。 5.5.6 海底 电缆 的金属护层 和架 空 线路 的架空地线在终端 站 塔宜分开接地;在条件允许时,接地体可接人终端站接地网。 5.5.7 海底 电缆锚 固装 置金 属构件 和海底 电缆铠装层 应 直接 接地。 5.5.8 海底电缆线路的接地箱箱体不宜选用铁磁材料,且密封 良 好,必要时应允许长期浸泡。 11 6电 缆 敷 设 6.0.1 海底电缆应根据电缆特性、 路由情况、 施工和运行要求,采 取技术可靠、 经济合理的敷设方案。 6.0.2 海底电缆应根据海底地质与海洋环境明确敷设方式及对 应敷设区域。 6.0.3 海底电缆敷设可包括直接敷设和开沟敷设方式。 6.0.4 敷设路由测图幅面比例与测定精度应符合现行国家标准 海底电缆管道路由勘察规范GB17502的 规∷ 定。 -.0.5 海底电缆敷设的其他要求可按国家现行标准 海底电力电 缆输电工程施工及验收规范GB/T51191、 电力工程电缆设计规 范GB/T50217和500k V交 流海底 电缆线路设计技术规程 DL/T5490的规定执行。 12 7电 缆 保 护 7.1一般 规 定 7.1.1 海底 电缆应根据工程具体情况采取合适 的保护措施和运 行管理措施,降低电缆受到损害的风险。 7.1.2 海底 电缆保护可包括开沟 、 掩埋 、 套管 、 加盖等保护方式 , 根据环境因素选择 。 7.1.3 海底电缆运行管理防护措施应包括设 置保护 区、 路 由标 示 、 警示牌 、 路 由监控,同时进行保护宣传 。 7.1.4 海底电缆应根据不同路 由区段 的风险类型和风险等级采 取相应的保护措施,同时兼顾运维和检修的需要 。 7.1.5 海底电缆各区域埋置深度应根据路 由勘察 、 通航影响论证 以及海床地质条件 、 风险程度确定 。 7.2保护 要 求 7.2.1 海底电缆的开沟方式包括水 力冲沟 、 预挖沟、 机械切割等 方式 。 7∶2.2 在海底电缆存在重物下落 、 拖拽 、 移动等风险时,宜优先采 用掩埋保护,其次采用压覆物加盖保护或二者结合措施 。在海底 电缆存在程度较轻 的落物 、 磨损等风险时,宜优先采用套管保护 措施 。 7.2.3 海床坚硬 、 掩埋保护施工困难 的区域宜采用抛石 、 混凝土 盖板、 石笼盖板等加盖保护方式 。 7.2.4 加盖保护应具有 良好的稳定性和抗破坏能力 。 7.2.5 采用套管保护方式时,应校核 电缆 载流量和套管 的机械 强度。 13 7.2p 6 套管保护可单独使用,也可与其他保护方式共同使用。 7.3 防护与监测 7.3.1 海底电缆路由区域应设置为保护区,禁止在保护区内进行 抛锚和渔业捕捞等危害海底电缆的活动。 7.3.2 海底电缆路由两岸应设置醒 目的警示装置,警示装置应在 夜晚同步闪光,必要时在海面设置浮标,警示过往船只注意海底电 缆的安全。发光信号应符合现行 国家标准 航标灯光信号颜色 GB127o 8的规定。 7.3.3 海底电缆线路应加强保护宣传,并宜采用海面监控措施 , 及时阻止船只在海底电缆保护区内进行抛锚、 渔业捕捞等危害海 底电缆的行为。 7.3.4 重要的海底电缆线路和110k V及以上海底电缆线路宜采 取海底电缆状态监测措施 。 8 职业健康安全与环境保护 8.1 职业健康安全 8.1.1 海底电缆线路工程应满足国家规定 的有关防火 、 防爆 、 防 尘 、 防毒 、 防溺水及劳动安全方面的要求 。 8.1.2 海上作业应注意人身安全,采取人员坠海安全保护措施; 海底 电缆施工船应配备救生 、 逃生设施 。 8.1.3 海底电缆在登陆点及滩涂登陆时,针对由邻近运行中的海 底电缆产生的电磁感应电压应落实好劳动安全措施 。 8.1.4 水下作业人员应采取措施 防止潮流、 低温 、 生物及运行 中 的海底 电缆引起的人身伤害。 8.2环境 保 护 8.2.1 海底电缆线路工程设计应符合 国家环境保护 、 水土保持和 生态环境保护的有关法律法规 的要求,减少对海洋环境 的污染及 破坏 。 8.2.2 海底电缆线路工程设计应对 电磁干扰等因素采取必要 的 防治措施,减少其对周围环境的影响。 8.2.3 海底电缆线路在满足工程要求情况下,应优先采用对海洋 环境影响小的的工程材料 。 8.2.4 自容式充油海底电缆的绝缘油应符合现行国家标准 绝缘 液体 以合成芳烃为基 的未使用过 的绝缘液体 GB/T21221和 交流500k V及以下纸或聚丙烯复合纸绝缘金属套充油电缆及附 件 第2部分交流500k V及以下纸绝缘铅套充油 电缆GB/T 9326.2附录A的规定 。 15 9 电缆附属设施与各品备件 9.0.1 设置于变 电站 和发 电设施 之 外 的海底 电缆终端 宜设 置 专用的围墙式终端 站或与架空线相连 的终端塔,海缆终端 区设 置可按现行行业标 准110k V及以下海底 电力 电缆线路验 收规 范 DI冫/T1279的规定执行 。 9.0.2 海底电缆终端处应预留至少可以制作两个终端 的电缆长 度,余缆宜采用类似 Ω形 、S形或“8”字形盘绕,余缆盘绕的弯曲半 径宜大于海底 电缆 的弯 曲半径要求,终端 处余 缆 长度应满 足表 9,0.2的要求 。 9.0.3 海底电缆与平台设各等刚性连接时,在弯曲部位宜采用支 撑件防止弯曲应力过度集 中。当采用J形保护管,应在管口予 以 封堵,防止海水与海洋生物的侵蚀。当垂直保护管较长时,应采用 措施防止电缆与管壁在风浪作用下发生摩擦碰撞 。 9.0.4 海底电缆运行维护应考虑备品各件,其型式和数量应根据 电力系统要求 、 海域使用情况 、 事故故障率 、 投资造价等因素确定。 9.0.5 海底电缆备品备件应储存在清洁 、 干燥 、 宽敞、 易取放的专 用地方,有特殊存放环境要求的,应按产品要求储存 。 表9。0.2 海底电缆终端处余缆长度 额定 电压k V1o2o ˇ35 海底电缆余缆长度m l ≥8≥1015≥⒛ 16 本规范用词说明 1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不 同的用词说明如下 1表示很严格,非这样做不可的 正面词来用“必须”,反面词采用“严禁” ; 2表示严格,在正常情况下均应这样做的 正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得” ; 3表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的 正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”; 4表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。 2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为“应符合⋯⋯ 的规定”或“应按⋯⋯执行”。 17 引用标准名录 电力工程 电缆设计规范GB/T50217 堤防工程设计规范 GB50286 海底电力电缆输 电工程施工及验收规范GB/T51191 交流500k V及以下纸或 聚丙烯 复合纸绝缘 金属套充油 电缆 及附件 第2部分交流500k V及以下纸 绝缘 铅 套充 油 电缆 GB/T9326.2 航标灯光信号颜色GB12708 海洋调查规范GB/T12763 海底电缆管道路 由勘察规范0B/T17502 绝缘液体 以合成芳烃为基的未使用过的绝缘液体GⅣT21⒛1 110k V及以下海底电力电缆线路验收规范DI/T1279 500k V交流海底 电缆线路设计技术规程DL/T5490 18 静挚人艮 巽撷园鳘家潇摧 溽底匏翔电麴匏∷ 工跚 规范 GB/△笱⒒I90 2C16 条 文 说 聊 目次 l总则 25 3 电缆路由 26 3. 1 路由选择门们 3.2 海域段路由.. 26 3. 4 路由勘察 27 3. 5 风险评估 27 4 电缆型式与结构.. 28 4. 1 一般要求 28 4. 2 电缆导体及截而选择30 4.3 电缆绝缘选择30 4. 4 电缆护层选择..剖 5 电缆附件与附属设备 32 5. 2 电缆接头 32 5. 3销固门川 5. 1[ 自容式充油海底电缆的供泊系统32 5. 5 过电压保护与接地.33 6 电缆敷设门川 7 电缆保护门川 7. 1 一般规定 35 7. 2 保护要求.. 35 8 职业健康安全与环境保护 36 8. 2 环境保护 36 9 电缆附属设施与备品备件门门 23 1 总 贝 刂 1.0.1 本条明确了本标准的原则性 目标,提出对海底电缆线路工 程设计的基本要求 。 3电 缆 路 由 3.1路 由 选 择 3.1.1 海底电缆路 由选择应从安全 、 经济 、 相互影响较小的角度 出发,流程一般包含路 由初选 、 桌面论证 、 路 由勘察 、 环境评估 、 审 查批准等阶段 。 3.2 海域段路 由 3.2.I 从工程经济性考虑,海域段电缆路 由宜选择 曲折系数小的 路 由,此类路 由长度相对短,拐点较少 。但对于存在交越困难或施 工难度大的路段,应从建设周期及其他因素考虑,不应简单地视路 径最短为经济。 3.2.2 海域段 电缆路 由的选择应建立在详细勘测的基础上 ,选择 海床平缓的海域,避开坡度较大的地形。在 国外海缆敷设工程的 报道中,出现过埋设犁经过坡度为17的沙丘时发生侧翻的情况。 3.2.3 海底电缆路 由选择沙质或泥质的海床,便 于开沟敷设 。当 海底电缆路 由经过火山带 、 浅层气及古河谷埋藏地带 的经济性相 当明显时,在条件合适的情况下,如地质稳定 、 浅层气埋藏较深 、 电 缆仅在海床表面敷设或埋置较浅时,经综合论证 后也可考虑选择 性通过 。 3.2.6 海底电缆路 由应与海洋功能区、 海洋开发活动及规划相适 应,使其相互影响最小,路由宽度宜考虑远期规划的需要。 3.2.9 海底电缆间距主要是为了满足施工 、 维护及保护邻近海底 电缆的需要。当走锚时,避免伤及相邻电缆以限制事故扩大。合适 的海底电缆间距能使运行更安全,也利于后期打捞维护。依据现行 国家标准 电力工程电缆设计规范GⅣT50217-2o o 7规定水底电 26 缆平行敷设时的间距不宜小于平均最大水深 的1.2倍。国家现行 标准 电气装 置安装 工程 电缆线路施工 及验 收规范GB50168 z O06、 城市 电力 电缆线 路设计 技 术规 定DL/T5221-2005及 电力 电缆及通道运维规程 Q/GDW1512⒛14中均规定水底 电缆平行敷设时的间距不宜小于最高水位水深的2倍。建议在具 体引用时,考虑海域廊道的紧张程度,当廊道资源丰富时,可适 当 放宽电缆间距 。但从节约海洋路 由资源考虑,应不断探索缩小海 底电缆间距 的技术措施 。 3.4路曲 勘 察 3.4.1 海底 电缆路 由勘察在符合现行国家标准 海底电缆管道路 由勘察规范GB/T17502和 海洋调查规范GB/T12763的情况 下,也应满足勘察合 同的技术要求 。 3.4.2 海底电缆路 由勘察应包括海域段 、 登陆段 、 陆上段的地形 、 地貌等 内容 。海域段路 由制图比例不宜小于15000,登陆段 、 陆 上段路 由制图比例不宜小于11000。 3.4.4 在地热活跃地带 、 土壤成分不明或是大容量海底 电缆线路 工程设计时,地质勘察应包含海底土壤温度及热阻系数等内容。 3,4.5 在海底电缆路 由经过的海底基岩 、 冲刷沟槽 、 生物沉积带 等特殊区域应加大测线密度与勘测精度,冲刷地带应参考海床历 史变化情况。 3.5风险 评 估 3.5.1 海底电缆可视工程的重要性 、 施工与运行对环境 的影 响、 环境及周边设施 对 电缆本体的影响等,有选择地进行 风险评估 。 充油绝缘海底电缆因绝缘油的泄漏对环境有影响,故充油绝缘海 底电缆宜进行风险评估 。 4 电缆型式与结构 4.1一 般 要 求 4.1.1海缆电缆的绝缘可选用挤包 聚合物绝缘 电缆 、 自容式充油 电缆等。挤包聚合物绝缘叉可分为聚乙烯绝缘 、 交联聚乙烯绝缘 、 乙丙橡胶绝缘三种。交联聚乙烯绝缘的使用温度高,介质损耗低 , 后期维护便利,综合运行成本较低,在条件适合时,在220k V及以 下电压等级的海底电缆可优先采用该种绝缘型式 。目前交联聚乙 烯绝缘交流海底电缆的最 高电压等级为z O06年投运 的加拿大伍 尔夫岛风电场的420k V,更高电压等级500k V交联聚乙烯绝缘海 底电缆也将于2018年在舟 山群岛海域应用 。乙丙橡胶具有优 良 的抗水树性能,但因其价格相对较高,可视条件选用 。自容式充油 绝缘 海底 电缆 的使 用 历 史 相 对 悠 久,经验 成 熟,目前 多 用 于 500k V超高压海底电缆,如加拿大与温哥华525k V交 流海底电缆 线路和我国海南 岛的500k V交流海底 电缆联 网工程 。黏性浸渍 纸绝缘的使用温度相对较低,已被交联聚乙烯所取代,因此本规范 不推荐采用此绝缘型式。 4.l .2 挤包聚合物绝缘海底 电缆的纵 向阻水一般采用阻水膨胀 材料设置于导体间和防水护层下,径向防水护层一般采用铅 、 铝 、 铜 以及聚合物材料 。充油绝缘电缆和黏性浸渍纸绝缘电缆具有全 密封防水性能,且金属密封层 内部 已经充 满绝缘 油,水分无法进 人,不需要采取附加的纵向阻水措施 。 4.I.3 铠装是海底电缆重要 的结构,提供机械保护和纵 向张力。 非磁性材料铠装一般采用青铜 、 黄铜 、 铜或硬铝合金,磁性材料铠 装多数情况下采用低碳钢。低碳钢在单芯交流电缆 中产生的磁滞 与涡流损耗会造成电能损失,由此产生的热量也会降低海底 电缆 28 的输送能力,但因其在价格与纵向张力上的优势,宜在三芯电缆上 采用,单芯电缆选用应进行经济性 比选 。 4.1.4 备用海底电缆一般与施工同步进行敷设,当任意一相运行 的海底 电缆发生故障时,备用海底电缆可以立即投人使用 。 4.1.5 一般海底电缆应采用整根连续生产,超过制作长度时,两 根之间采用工厂接头接续 。 4.1.6 海底电缆 的长度应依据敷设路 由的实测长度,并考虑水 深 、 地质 、 地形起伏 、 敷设方式造成船位偏移及其他因素如水文气 象条件的影响而需要增加的附加长度,来最终确定,宜留有充足 的余量 。制造长度参照现行行业标准500k V交流海底 电缆线路 设计技术规定 DI/T5490⒛14中第4.1.3条,海域段海底 电 缆敷设附加长度可参照 电力电缆施工手册 李宗廷等编著,2002 年版,附加长度参见表 1。 注女此处百分数以路由长度为基数。 4.1.7 从 实 际工 程情 况 看,充 油 电缆 的最 大 长 度 为30k m 60k m 。1987年建于舟山群岛的我国第一条100k V直流充油海底 电缆长度5.5k m ,最大水深95m ;1995年西班牙一摩洛哥项 目使 用400k V充油海底电缆,线路长度 26.2k m ,最大水深615m ;2010 年海南岛500k V交流充油海底 电缆长度31k m ,最大水深 110m 。 对于更长的距离,无法保证 电缆 内是够的绝缘油流量 。只有绝缘 油的黏度和热膨胀系数较低,或运行温度较低时 ,才能满足更长距 离的使用。 4.1.8 目前海底电缆复合光缆一般为两种形式,一是海底 电缆 内 置复合光纤单元,二是海底 电缆外与 电缆绑扎 固定 的附加 光缆 。 29 表1 海域段海底电缆敷设 附加长度 路 由长度k m 抛敷施I附加长度边敷设、 边埋深附加长度 3 ⒊ 5 2 3 第一种形式的总体成本较低,施工便利,但光纤维护不便;第二种 形式的成本稍高,同时增加了海底电缆敷设工作量,但光纤维护相 对方便 。两种形式可视情况选用 。海底 电缆 的光纤 除用作通信 外,还可作为温度 、 振动、 应力等运行状态 的监测 。海底电缆 内置 复合光缆有时会因受力异常而造成光纤断裂,因此用于光纤继 电 保护等重要用途时,不宜 由内置复合光缆独立承担 。 4.2 电缆导体及截面选择 4.2.1 海底电缆宜选用铜导体 。但在技术上有充分保证 的前提 下,为节约投资也可选用铝导体 。 4.2.2 挤包聚合物绝缘海底电缆的分层绞合导体应采用阻水粉 、 阻水带等阻水措施 。考虑阻水效果,海底 电缆大截面导体一般不 采用分割型式 。 4.2.4 海底 电缆最大持续工作 电流 由线路输送 容量确定 。线路 输送容量包含有功分量和无功分量,随着 电缆长度的增加,其电容 电流会随之增大,影响其有功分量 的输送 。因此需在适 当位置采 用适量的无功补偿,以相对经济 的方式实现远距离电力输送 。同 时,海底电缆敷设环境的热阻也是影响工作电流的重要因素。 4.3 电缆绝缘选择 4.3.1 海底电缆的绝缘型式应从技术与经济两方面进行选择 ,宜 采用挤包聚合物绝缘 。 4.3.3 对于连接架空线路的海底电缆,其绝缘层雷电冲击和操作 冲击耐受电压应根据线路的冲击绝缘水平 、 避雷器的保护特性 、 海 底电缆及架空线路的波阻抗 、 海底 电缆长度 、 雷击点距海底电缆终 端的距离等因素综合确定。其 中,冲击绝缘水平表征海底电缆相 连的架空线路的耐雷水平,决定侵人架空线一海缆系统 的雷电流 水平;避雷器是防止幅值过高的雷 电过 电压波和操作过 电压波侵 人海缆的重要手段,其保护特性不仅需考虑 由陆地段线路侵人 的 30 雷电过电压波和操作过 电压波,还需考虑过 电压波在海缆 中折反 射引起的幅值叠加的影响;海底 电缆和架空线路 的波阻抗决定 了 雷电过电压波和操作过 电压波在 电缆终端处的折反射系数;海底 电缆长度和雷击点距海底 电缆终端的距离则决定了过电压波在架 空段和海底电缆段的衰减系数。对于海底电缆绝缘层所承受的雷 电过 电压和操作过电压的计算,目前 尚无相关标准,一般需要进行 暂态过电压的数值模拟 。对于两端不连接架空线路 、 直接站对站 的电缆线路而言,可以仅考虑其操作冲击耐受电压 。 4.4 电缆护层选择 4.4.1 防蛀层一般用于“蛀船虫”存在的海域海底电缆中,多采用 铜或黄铜带阻止其侵蚀 。加强层一般用于增强充油电缆金属防水 层抵御 内部油压的能力。 4.4.2 径向防水层多数情况下采用金属材料。对具各防水能力 且绝缘 电气强度裕度较大 的中压 电缆或 乙丙橡胶绝缘 电缆,其防 水层可以不采用金属结构,而采用更为简单的护层设计 。 4。4.3 从经济性考虑,三芯电缆外部铠装宜采用镀锌钢丝,单芯 电缆外部铠装宜采用非磁性金属材料。铠装的设计应依据海底电 缆张力要求 、 外部危害形式和保护要求选择确定 。铠装材料应采 用防腐材料或做好防腐保护措施 。 5 电缆附件与附属设各 5.2电缆 接 头 5.2.2 一般认为,海底电缆接头是海底 电缆