35kV电缆绝缘厚度确定

电缆绝缘设计方案项目符号单位数值交流标称电压UkV35系统最高电压UmkV40.5对地最高电压U0kV26温度系数（高温90℃）K11.1设计寿命年30v-t系数n12老化系数K24产品试验等不确定裕度系数K31.1AC设计电位梯度ELACkV/mm25交流电压下确定的绝缘厚度tACmm4.5系统耐雷电冲击电压BILkV/mm250冲温度系数I11.1老化系数I21.1产品试验等不确定裕度系数I31.1击imp设计电位梯度ELimpkV/mm45冲击电压下确定的绝缘厚度timpmm7.4设计最小绝缘厚度tBmmm7.4国家标准规定的标称绝缘厚度t0mm10.5我司规定绝缘最小厚度tminmm9.4电缆绝缘厚度设计依据1.AC电压时的设计对于AC电压，将设计寿命作为30年，来设计绝缘厚度。1.1计算公式计算公式如下所示：tAC：必要绝缘厚（mm）Um：线间最高电压（kV）K1：温度系数K2：寿命系数K3：产品试验等不确定要素系数（1.1）EL(AC)：AC设计电位梯度（kV/mm）用这个公式（1）式可以求得绝缘厚度。1.2线间最高电压（Um）线间最高电压（Um）是指用户系统运行中，高于可能外加的最高电压，进行设计时必须将此值明确。1.3温度系数K1为1.1。1.4寿命系数（K2）寿命系数（K2）是基于下面的思考方法思考决定的。即vnt=常数，这一思考方法，也就是说将v作为向电缆施加的电压，将t作为通电时间，用两对数图表表示时，梯度（n）是常数。60年代，国际大电网会议（CIGRE）先后就XLPE电缆基于抽样存在微孔的长期试验，提出n应取12较安全。若按使用寿命为30年，则K2=4。日本等13321ACLmACEKKKUt国家以往多按此方法设计。1.5产品试验等不确定要素系数（K3）此值是对将来有可能发生的事情的安全系数，采用1.1。1.6AC设计电位梯度（EL(AC)）EL本来是将破坏数据进行威尔布解析而求得的该位置的参考，是绝对不破坏的电场。JB/T10437-2004申明：35kV及以下交联聚乙烯绝缘电力电缆用XLPE绝缘料工频击穿场强应≥25kV/mm，因此我们采用EL=25kV/mm作为计算数据。2.Imp电压的设计对于Imp电压，使用BIL（BasicImpulseLevel）设计电位梯度（EL）以及诸系数进行计算。2.1计算公式计算公式如下所示：tImp=BIL×I1×I2×I3÷El(Imp)······（2）tImp：必要绝缘厚度（mm）BIL：系统耐雷电击穿电压(kV)I1：温度系数I2：老化系数I3：产品试验等不确定要素系数El(Imp)：Imp设计电位梯度（kV/mm）公式（2）是一般性的公式，用这个公式可以求得绝缘厚度。2.2BIL值BIL值是同客户的系统设计而决定的。依据客户要求，我司决定采用表3的数值。表3标称电压（kV）35BIL(kV)2502.3温度系数（I1）对于Imp电压的温度系数的考虑方法同1.3项的AC，I1取1.1。2.4老化系数（I2）所谓Imp电压时的寿命，是指对正在系统中运行的电缆反复施加雷电击穿等，目前国际上一般采用的老化系数值为1.1，我们取此值。2.5产品等不确定要素系数（I3）此值与1.5项一样是对将来有可能发生的事情的安全系数，所以也与以往一样，采用1.1。2.6Imp设计电位梯度（El(Imp)）在Imp的EL也与AC一样，需要就多个数据（15个以上）进行威布尔解析，通过查阅资料，目前国际通用范围40～50kV/mm，我们取45kV/mm。3.绝缘厚度的决定在电缆的破坏现象中，属于杂质等原因造成时，未必是在绝缘层最薄的地方，但是，在电缆没有杂质的情况时，从理论上讲，可以认为是在厚度最小的地方产生破坏，从而由上述计算方法求得的AC绝缘厚度Imp绝缘厚度，取其厚的一方作为绝缘部分最小厚度值。我司规定绝缘厚度标称值为10.5mm，最小绝缘厚度为9.4mm，大于计算所得绝缘厚度最小值（7.4mm），有一定电气裕度的同时，增强电缆的机械性能。