GBT51190-2016 海底电力电缆输电工程设计规范.pdf

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标准编号:GBT51190-2016
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标准类别:建筑工业标准
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GBT51190-2016 标准规范下载简介

GBT51190-2016 海底电力电缆输电工程设计规范.pdf

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。

6.0.5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《500kV交流海底电缆线路设计技术规程》 DL/T5490的规定执行

2017版:建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程(国家安全监管总局、煤矿安监局、能源局、铁路局2017年5月)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

7.2.2、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。

7.2.4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 强度。

7.2.5采用套管保护方式时,应校核电缆载流量和套管

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。

7.3.1海底电缆路由区域应设置为保护区,禁止在保护区内进行

海底电缆路由区域应设直为保护区,禁正在保护区内进行 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》 GB12708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

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110kV及以上海底电

取海底电缆状态监测措施

取海底电缆状态监测措施

8职业健康安全与环境保护

8.1.1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

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

8.2.3海底电缆线路在满足工程要求情况下,应优先采用

8.2.4自容式充油海底电缆的绝

液体以合成芳烃为基的未使用过的绝缘液体》GB/T21221和 《交流500kV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500kV及以下纸绝缘铅套充油电缆》GB/T 9326.2附录A的规定。

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《110kV及以下海底电力电缆线路验收规 范》DL/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2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

9.0.2海底电缆终端处应预留至少可以制作两个终立

度,余缆宜采用类似Q2形、S形或“8”形盘绕,余缆盘绕的 经宜大于海底电缆的弯曲半径要求,终端处余缆长度应 9. 0.2的要求。

表9.0.2海底电缆终端处余缆长度

9.0.3海底电缆与平台设备等刚性连接时,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备件,其型式和数量应根据 电力系统要求、海域使用情况、事故敌障率、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、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

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: 正面词采用“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”

《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500kV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500kV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》GB/T17502 《绝缘液体以合成芳烃为基的未使用过的绝缘液体》GB/T21221 《110kV及以下海底电力电缆线路验收规范》DL/T1279 《500kV交流海底电缆线路设计技术规程》DL/T5490

《海底电力电缆输电工程设计规范》GB/T51190一2016,经住 房城乡建设部2016年10月25日以公告1336号批准发布。 本规范制定过程中,编制组进行了深入细致的调查研究,总结 了舟山群岛乃至我国沿海各地的海底电缆工程经验。 为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本 规范时能正确理解和执行条文规定,《海底电力电缆输电工程设计 规范》编制组按章、节、条顺序编写了本规范的条文说明,对条文规 定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是, 本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力,仅供使用者作为 理解和把握标准规定的参考。

总 则 3 电缆路由 26 3. 1 路由选择 26) 3.2 海域段路由 (26) 3.4 路由勘察 27 3.5 风险评估 4 电缆型式与结构 (28) 4.1 一般要求 (28) 4.2 电缆导体及截面选择 30 4.3 电缆绝缘选择· 30 4.4 电缆护层选择· 31 电缆附件与附属设备 32) 5. 2 电缆接头 32 5.3 锚固 32) 5.4 自容式充油海底电缆的供油系统· 5.5 过电压保护与接地 (33) 6 电缆敷设 7 电缆保护 35) 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

1.0.1本条明确了本标准的原则性目标,提出对海底电缆 程设计的基本要求

1.0.1本条明确了本标准的原则性目标,提出对海底电缆 程设计的基本要求

1海底电缆路由选择应从安全、经济、相互影响较小的角 发流程一般包令路由初选卓面论证收中批穿一环垃评件

、经济、相互影响牧小的角度 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。

3.2.1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

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 海床平缓的海域,避开坡度较大的地形。在国外海缆敷设 报道中,出现过埋设型经过坡度为17°的沙丘时发生侧翻的

3.2.3海底电缆路由选择沙质或泥质的海床.便

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。

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》GB/T50217一2007规定水底由

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 2006、《城市电力电缆线路设计技术规定》DL/T5221一2005及 《电力电缆及通道运维规程》Q/GDW1512一2014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

3.4.1海底电缆路由勘察在符合现行国家标准《海底电缆官道路 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。

田祭规范G 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1:5000,登陆段、陆 上段路由制图比例不宜小于1:1000。 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

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

3.5.1海底电缆可视工程的重要性、施工与运行对环境的影响、

3.5.1海底电缆可视工程的重要性、施上与运行对环境的影 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

4.1.1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。挤包聚合物绝缘又可分为聚乙烯绝缘、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220kV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2006年投运的加拿大伍 尔夫岛风电场的420kV,更高电压等级500kV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 500kV超高压海底电缆,如加拿大与温哥华525kV交流海底电缆 线路和我国海南岛的500kV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

4.1.2挤包聚合物绝缘海底电缆的纵向阻水一般采用阻

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

.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隆低海底电缆

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。

4.1.6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《500kV交流海底电缆线路 设计技术规定》DL/T5490一2014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

1海域段海底电缆敷设附加长度

注:*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30km~ 60km。1987年建于舟山群岛的我国第一条100kV直流充油海底 电缆长度5.5km,最大水深95m;1995年西班牙一摩洛哥项目使 用400kV充油海底电缆,线路长度26.2km,最大水深615m;2010 年海南岛500kV交流充油海底电缆长度31km,最大水深110m。 对于更长的距离,无法保证电缆内足够的绝缘油流量。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。

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 下,为节约投资也可选用铝导体

阻水带等阻水措施。考虑阻水效果,海底电缆大截面导体 采用分割型式。

年低开取八寸续 电流田线路输达谷量确定。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。

4.3.1海底电缆的绝缘型式应从技术与经济两方面进行选

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

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,决定侵入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入的

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。

4.4.1防蛀层一般用于“蛙船虫”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。

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,

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,

5.2.2一般认为,海底电缆接头是海底电缆的薄弱环节,因此海 底电缆线路一般要求每根海底电缆整根连续生产,整条电缆应该 在一个连续的过程中生产制造。仅在工厂制造能力不能满足海底 电缆线路长度要求或生产过程中出现突发事故情况下,允许使用 工厂接头,不允许使用维修接头。 在某些特殊情况下,如海底电缆运输和敷设船不能满足海底 电缆线路长度要求,海底电缆施工和运行过程中出现海底电缆损 伤,或出于工期和造价考虑采用小型施工船或分段施工等情况,可 采用维修接头进行海底电缆连接。

5.2.6过渡接头根据现场条件可采用软接头式过渡接头或刚性

5.2.6过渡接头根据现场条件可采用软接头式过渡接头或刚性 接头式过渡接头

5.3.1设置锚固装置是为了防止海底电缆受力下滑和碰撞,连带 电缆终端电气设备受力,使事故扩大。外力包括电缆自重、潮流冲 击、沙坡迁移和船锚钩拽。需要采用锚固的区域一般为海上平台、 风力发电机和存在锚害隐患的沿岸。当海床对电缆的摩擦阻力大 于下滑力或电缆纵向拉力时,即海底电缆受拖拽后不会影响电缆 终端时,可不采用锚固装置。

自容式充油海底电缆的供油

.1海域部分的电缆,随着深度的增加,水压也随之增加,内 玉与外部水压呈线性增长关系。参照现行国家标准《交

500kV及以下纸或聚丙烯复合纸绝缘金属套充油电缆及附件》 GB/T9326.2一2014中第5.2节油压范围的规定,应使海域中电 缆最低处的油压与其外部水压差大于0.02MPa,小于最高稳态油 压为宜。

5.5过电压保护与接地

5.2海底电缆线路的金属护层在电缆线路两端需要三相互 直接接地,铠装层也是如此。但金属护层和铠装层是否需要 在一起,应根据工程的实际条件来确定

5.5.3金属护层工频感应电压由工频电磁感应电压和工频静电

工频电磁感应电压由线芯电流产生的交变磁场与金属护层交 连感应产生,其大小与电缆长度及线芯电流成正比,在未采取接地 借施时,最大值出现在海底电缆两端。工频静电感应电压由电容 电流在金属护层上形成,其幅值随着线路电压、阻抗、长度的增大 而增大,最大值出现在海底电缆中间。两种电压存在相位差,该差 值主要由负荷功率因数决定。对于长约45km的500kV交流海 底电缆,经测算两种感应电压叠加后,海缆两端电磁感应电压的最 大值不超过50V,海缆中间静电感应电压的最大值不超过1000V。 如南方电网与海南电网联网跨越琼州海峡长度31km的500kV 海底电缆,工频感应电压的最大值为490V(约每8km金属护层和 铠装层短接一次)。 若海底电缆全线金属护层工频感应电压均要求不大于300V, 则会使金属护层和铠装层的短接过于频繁(或采用更低电阻率的 金属铠装层),增加了制造难度和成本。结合工程实际,海域段金 属护层的工频感应电压最大值设为1000V是适宜的

6.0.1海底电缆敷设方案还应根据使用条件和电缆

择,如水平电缆转盘作业的海缆敷设船,就不适合敷设有反向绞制 层的海底电缆

7.1.2海底电缆的保护可以与敷设同时进行,如边敷边埋方式; 也可在敷设完成之后进行,如加盖保护、浅水区段的套管保护,具 体视水文环境与施工机具条件而定。在航道与捕捞区的海底电缆 般以开沟结合掩埋的方式为主,加盖保护方式为辅。

7.1.2海底电缆的保护可以与敷设同时进行,如边敷边埋方式;

海底电缆的开沟方式多采用水力冲沟这种较为经济的方 登陆段浅滩多采用水力冲沟结合预挖沟再敷设电缆的作业 在硬底质区段多采用机械切割方式。

7.2.1海底电缆的开沟方式多采用水力冲沟这种较为经济的方

DB11T 1177-2015 盆栽观赏蕨栽培技术规程8职业健康安全与环境保护

8.2.3对于金属护层采用铅合金的海底电缆,在金属

与土壤和海水隔离的保护层

与土壤和海水隔离的保护层。

与土壤和海水隔离的保护层。

9.0.1海底电缆线路附属设施一般指电缆线路附属装置及其部 件,包括电缆终端站、接地装置、供油装置、保护设施、监控设施、警 示装置、电缆隧道、电缆竖井、排管、工井、电缆沟、电缆桥架等。 9.0.4备品备件一般指对电缆本体及附属设施易损器件及工具 的储备T/CBDA64-2022 室内照明设计师职业能力水平标准及条文说明.pdf,如抢修用海底电缆、电缆终端、避雷器、运行维护检修工 具、交通工具等。

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