3.3 电力电缆绝缘类型
3.3 电力电缆绝缘类型
3.3.1 电力电缆绝缘类型选择应符合下列规定：
1 在符合工作电压、工作电流及其特征和环境条件下，电缆绝缘寿命不应小于预期使用寿命；
2 应根据运行可靠性、施工和维护方便性以及最高允许工作温度与造价等因素选择；
3 应符合电缆耐火与阻燃的要求；
4 应符合环境保护的要求。
▼ 展开条文说明
3.3.1 系原条文3.4.1修改条文。
本条不只是针对现行电缆，也适合将来新型绝缘电缆。如高温(指在低温范畴意义上比以往极低温有大幅提高)超导电缆正进入工业性试运行阶段，我国在世界上也位于前列，其传输大容量时的能耗显著减小，应用前景看好；又如，超高压输电使用压缩气体管道绝缘线(GIL)在一些国家已成功实践，我国正在进行设计建造的世界上首个1000kV特高压GIL输电工程——苏通GIL管廊跨江工程，预计2019年投入运行。另外近年曾有新型绝缘电缆的推出，虽显示出其独特优点，但需以满足本条第1款的试验论证，来规范引导其健康发展。此外，按本条第2款来评估，有的新型绝缘电缆虽具备部分优越特性，但对工程条件并不适用(如易着火，毒性大等)，这一规范性制约就具有积极意义。
1 电缆绝缘在一定条件下的常规预期使用寿命，不少于30年～50年，它与电缆应通过的标准性老化试验实质对应。
2 同一使用条件的不同类型绝缘电缆，有的安装与维护管理较麻烦，但经历长期实践其运行可靠性易于把握；有的造价虽较低，但最高允许工作温度不高从而载流量较低，所需电缆截面较大。在未能兼顾情况下，需视使用条件及其侧重性来选择。
3 除矿物绝缘型外的电缆绝缘固体或液体材料都属可燃物质，由含氯、氟等卤化物构成的绝缘电缆，不能用于有低毒无卤化要求的场所。
4 21世纪全球进入生态协调呼声日益高涨。日本从20世纪末开始由政府明令公用事业需使用环保型电缆，日本电线工业协会制订了JCS第419号(1998)控制电缆、JCS第418号A(1999)低压电力电缆等环保型产品标准，主要特征是不用聚氯乙烯(PVC)。此外，基于SF6气体的温室效应相当于CO2的2.4万倍，西门子公司推出具有80％N2与20％SF6混合气体的500kVGIL，于2001年在日内瓦的工程成功实践，日本近年也步其后尘开发这种环保型GIL。我国电力行业标准《气体绝缘金属封闭输电线路技术条件》DL／T 978-2005中含N2／SF6混合气体构造，显示了适应环保之考虑。由此可见，电缆的绝缘用材或构造有适应环保化趋向。
环保型电缆具有以下特征：①使用期间对周围生态环境和人体安全不致产生危害；②废弃处理焚烧时不会有二噁英等致癌物质扩散，或掩埋时不会有铅(如用于塑料的稳定剂)之类流失危害；③材料将有再生循环利用可能。
3.3.2 常用电力电缆的绝缘类型选择应符合下列规定：
1 低压电缆宜选用交联聚乙烯或聚氯乙烯挤塑绝缘类型，当环境保护有要求时，不得选用聚氯乙烯绝缘电缆；
2 高压交流电缆宜选用交联聚乙烯绝缘类型，也可选用自容式充油电缆；
3 500kV交流海底电缆线路可选用自容式充油电缆或交联聚乙烯绝缘电缆；
4 高压直流输电电缆可选用不滴流浸渍纸绝缘、自容式充油类型和适用高压直流电缆的交联聚乙烯绝缘类型，不宜选用普通交联聚乙烯绝缘类型。
▼ 展开条文说明
3.3.2 系原条文3.4.2修改条文。本条文中的“常用”是指在工业与民用范围已广泛应用。
1 本标准条文中“低压电缆”、“高压电缆”名称，按照我国电压等级的习惯称呼，1kV及以下为低压，3kV、6kV、10kV、20kV、35kV、66kV称为中压，110kV、220kV为高压，330kV、500kV、750kV为超高压，1000kV及以上(含直流电压±800kV)称特高压，而现行行业标准《高压电缆选用导则》DL／T 401-2002的适用范围，将1kV以上电压定为高压。在本标准条文中未标明具体电压数值的低压电缆均指1kV及以下的电缆，高压电缆指1kV以上的电缆。
2 35kV以上高压电缆的应用，世界上有自容式充油(FF)、钢管充油(PFF)、聚乙烯(PE)、乙丙橡胶(EPR)、XLPE、GIL等类型，其中EPR多在意大利且用于150kV及以下，PE在法、美等曾有少量使用，我国个别水电厂也引进500kV?PE电缆投运，PFF、GIL虽在不少国家使用但数量尚不多，广泛使用的是FF与XLPE电缆，我国也如此，66kV～330kV?FF电缆有达40年以上运行实践，包含电压至220kV的XLPE电缆比FF电缆使用晚20年左右，近二十年已有大量应用趋势，且两类电缆在我国均能制造。
FF电缆在国内外已有相当长的成功运行经验，其可靠耐久性较易把握。它比XLPE电缆虽多增了油务的管理，但却因此有油压监视和报警，线路一旦受损能从其信号显示及时发现；此外，对运行电缆抽取油样做色谱分析、电气测试，可实现有效的绝缘监察。这些恰是XLPE电缆所没有的长处。
XLPE电缆不存在供油系统附属装置及其油务带来的麻烦，易受欢迎，包括超高压系统的应用已是大势所趋。但它实践历史还不够长，400kV～500kV级XLPE电缆在欧洲、日本的运行实践才不过十几年。此外，较长的电缆线路其投资在目前还比FF型较贵，在海底电缆应用中，目前国际、国内联网工程和海上风电工程应用较多的还是FF电缆。因此，在推崇XLPE型电缆的同时考虑可选用FF型电缆的空间。
3 根据本标准修订进行的《高压、超高压电力电缆及附件制造、使用和运行情况》调研报告，我国已经具备了110kV、220kV电力电缆的制造能力，并且110kV、220kV电力电缆已基本实现了国产化。500kV电力电缆具有一定的特殊性，使用也较少，目前国内生产厂家成功通过预鉴定试验，具备500kV电缆合格资质的厂家大约有5家，并有3家已有运行业绩。
目前国际上所有电缆制造商所生产的高压、超高压交联聚乙烯海底电缆的电缆料(包括导体屏蔽、绝缘屏蔽和绝缘料)几乎由北欧化工和陶氏化学两家公司垄断，国内500kV交流聚乙烯绝缘海底电缆还受工厂软接头限制，目前还没有制造和应用业绩，500kV级交流、直流海底电缆线路采用自容式充油电缆在国外已有众多成功运行业绩，我国第一条500kV超高压、大容量、长距离的跨海区域联网工程——广东—海南联网工程采用挪威耐克森公司制造的500kV自容式充油海底电缆已投运，为海底电缆设计和敷设取得了一些经验。
交联聚乙烯绝缘用在110kV及以上电压等级时，绝缘料纯度要求更高。另外，随着电压等级越高，绝缘越厚，由于输送容量变化引起电缆导体温度变化，在运行中引起热胀冷缩造成绝缘层内部气隙的产生，这些气隙在电场作用下会引起局部放电，从而导致绝缘击穿，自容式充油电缆同样会产生气隙，但由于这些气隙总是被压力油充满，不易产生游离放电，因此，要使交联聚乙烯绝缘电缆用在更高电压等级的海底电缆上，必须提高制造工艺和质量，目前自容式充油电缆用在500kV海底电缆上具有较多投运业绩，且相对于交联电缆具有安全性和使用寿命方面优势。
近年来，由于海上风电项目的兴起，我国在高压、超高压XLPE绝缘海缆方面取得了长足进步。交流220kV XLPE绝缘海缆已有宁波东方、中天科技、青岛汉缆、上缆藤仓、江苏亨通等通过了型式试验。宁波东方电缆有限公司交流220kV?XLPE绝缘海缆供货业绩：①在舟山本岛—秀山—岱山输电线路工程中提供HYJQ41-127／220kV-1×500海缆，长度3×6.9km，按220kV设计，目前为止按110kV运行；②为福建莆田南日岛海上风电项目提供3根总长36.35km?220kV?1600mm2交联聚乙烯绝缘光电复合海底电缆，于2016年5月完成敷设。中天科技交流220kVXLPE绝缘海缆供货业绩：三峡新能源江苏响水近海风电项目220kV高压光电复合海缆，总长约12.9km，于2015年9月完成交付。
从目前的高压电缆发展趋势来看，电缆绝缘交联化是一个趋势，国内海缆厂家正在开发的500kV海缆产品也均为交联绝缘，已计划在浙江舟山500kV联网工程中采用，国际上近年来也有超高压交联海缆的使用业绩，其电压等级为420kV。因此，500kV海底电缆可采用成熟的自容式充油电缆，在技术条件满足的情况下也可选用交联聚乙烯绝缘电缆，至于220kV及以下高压交流海底电缆，可根据工程情况选用交联聚乙烯绝缘或自容式充油电缆。
4 高压直流输电电缆迄今在世界上使用不滴流浸渍纸绝缘(MI)与FF两种类型较多，且近年先后已开发半合成纸(或称聚丙烯薄膜，简称PPLP)取代以往用的牛皮纸，使MI型电缆的最高允许工作温度由原来的50℃～55℃提升到80℃，载流能力可显著增大。
现行交流系统用的普通XLPE电缆不适合直流输电，因直流电场下交联残渣影响杂电荷的产生，当温度较高时空间电荷积聚易形成局部高场强，这将会导致绝缘击穿强度降低，且其直流击穿强度还具有随温度升高而降低的特性。
另外，国外研究直流输电用新型XLPE电缆近期已见成效，如日本采取在XLPE料中添加导电性或者有极性的无机填料两种途径，均可使直流击穿电压提高50％～80％以上，固有绝缘电阻率也显著提高，依此确认250kV直流XLPE电缆开发成功；随后，又完成500kV级模型的实物性能试验验证，包含在PE料中加入极性基团实施聚合物材料的改性方式，证实直流击穿与极性反转击穿，能分别提高约70％和50％，可认为用XLPE构造直流输电电缆的技术已攻克，日本±250kV直流XLPE电缆连接北海道—本州(HVDC)联络线已于2012年12月成功投入运行。
国内研制的交联聚乙烯高压直流海底电缆在±160kV、±200kV及±320kV柔性直流输电工程中得到应用，其中南澳三端柔性直流输电工程采用±160kV直流海底电缆2013年12月投入运行，舟山多端柔性直流±200kV输电工程于2014年6月投入运行，厦门柔性直流±320kV输电工程于2015年12月投入运行。
3.3.3 移动式电气设备等经常弯曲移动或有较高柔软性要求的回路应选用橡皮绝缘等电缆。
3.3.4 放射线作用场所应按绝缘类型要求，选用交联聚乙烯或乙丙橡皮绝缘等耐射线辐照强度的电缆。
3.3.5 60℃以上高温场所应按经受高温及其持续时间和绝缘类型要求，选用耐热聚氯乙烯、交联聚乙烯或乙丙橡皮绝缘等耐热型电缆；100℃以上高温环境宜选用矿物绝缘电缆。高温场所不宜选用普通聚氯乙烯绝缘电缆。
3.3.6 年最低温度在—15℃以下应按低温条件和绝缘类型要求，选用交联聚乙烯、聚乙烯、耐寒橡皮绝缘电缆。低温环境不宜选用聚氯乙烯绝缘电缆。
▼ 展开条文说明
3.3.6 系原条文3.4.6修改条文。
年最低温度是指一年中所测得的最低温度的多年平均值。
3.3.7 在人员密集场所或有低毒性要求的场所，应选用交联聚乙烯或乙丙橡皮等无卤绝缘电缆，不应选用聚氯乙烯绝缘电缆。
▼ 展开条文说明
3.3.7 系原条文3.4.7修改条文。
聚乙烯不具有防火阻燃性、难燃性，本次修改去掉“阻燃性防火”描述。从保证人的健康和有利于消防灭火的角度考虑，在人员密集场所，以及有低毒性要求的场所，强调不应选用含有卤素的绝缘电缆。
3.3.8 对6kV及以上的交联聚乙烯绝缘电缆，应选用内、外半导电屏蔽层与绝缘层三层共挤工艺特征的型式。
▼ 展开条文说明
3.3.8 系原条文3.4.9修改条文。
绝缘层和内、外半导电屏蔽层三层共挤工艺比二层共挤加半导电包带的工艺构造电缆有较优的耐水树特性，得到长期实践证实，有利于提高电缆的运行可靠性和安全性，且目前国内大多数制造厂均已具备此工艺条件，原条文要求对6kV重要回路和6kV以上才要求采用三层共挤工艺，实际工程中对6kV重要回路难以把握，统一取6kV所有回路有利于工程采购，另外提高电缆可靠性，对安全有利，故本次修改为6kV及以上高压交联聚乙烯绝缘电缆要求采用绝缘层和内、外半导电屏蔽层三层共挤工艺。
3.3.9 核电厂应选用交联聚乙烯或乙丙橡皮等低烟、无卤绝缘电缆。
▼ 展开条文说明
3.3.9 系新增条文。
国家核安全局导则《核电厂防火》HAD 102／11第6.5.1节规定：“电缆绝缘层和护套应当使用阻燃、低烟雾、低腐蚀性的材料”。另根据本标准修订所做的《核电站常规岛电缆选择与敷设》专题报告，对已建和在建核电厂内采用电缆情况调研，核电厂厂用电缆均采用低烟、无卤的绝缘电缆。
3.3.10 敷设在核电厂常规岛及与生产有关的附属设施内的核安全级(1E级)电缆绝缘，应符合现行国家标准《核电站用1E级电缆 通用要求》GB／T 22577的有关规定。
▼ 展开条文说明
3.3.10 系新增条文。
为实现供电、保护、控制、信号传输等功能，部分核电厂内的核安全级(1E级)电缆需要跨岛敷设，穿越常规岛或与常规岛内设备连接，这部分电缆需满足核安全级电缆的技术要求。核安全级电缆按其安装位置和不同条件下需要完成的功能分为K1、K2和K3级电缆。
