T-ZZB 0165.3-2021 额定电压500 kV 及以下直流输电用挤包绝缘电力电缆 第3部分：直流海底电缆

T/ZZB0165.3—2021代替T/ZZB0165.3—2016额定电压500kV及以下直流输电用挤包绝缘电力电缆第3部分：直流海底电缆D.C.extrudedcableforpowertransmissionataratedvoltageuptoandincluding500kV—Part3：D.C.Submarinecables浙江省品牌建设联合会发布IT/ZZB0165.3—2021前言 12规范性引用文件 13使用特性 24产品命名 25基本要求 46技术要求 57成品海底电缆标志 9验收规则 11安装后的试验 T/ZZB0165.3—2021T/ZZB0165《额定电压500kV及以下直流输电用挤包绝缘电力电缆》分为以下三个部分：——第1部分：试验方法和要求；——第2部分：直流陆地电缆；——第3部分：直流海底电缆。本文件为T/ZZB0165的第3部分。本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的规定起草。本文件代替T/ZZB0165.3—2016《额定电压320kV及以下直流输电用挤包绝缘电力电缆第3部分：直流海底电缆》。本文件与T/ZZB0165.3—2016相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：——电压等级由320kV及以下扩展到500kV及以下，标准名称修改为《额定电压500kV及以下直流输电用挤包绝缘电力电缆第3部分：直流海底电缆》；——“本标准”、“本部分”表述统一使用“本文件”；——适用范围描述内容与后续章节标题保持一致；——对部分引用文件版本进行了更新和规范，新增规范性引用文件：GB/T3048.11、GB/T3280、GB/T6995.2、GB/T9771、GB/T11017.1、GB/T12357、GB/T15065、GB/T26011、YD/T839，同时删除规范性引用文件GB/T12706.3、JB/T5268.2、IEC60840:2011、IEC62027:2006；——新增额定电压等级400kV和500kV，明确电缆运行最小弯曲半径要求；——根据绝缘材料差异，增加了电缆正常运行时导体最高工作温度为90℃电缆相关要求；——完善第5章“基本要求”条款，按设计研发、原材料、工艺装备、检验检测进行分类规定；——新增表4电缆绝缘料和半导电料的性能；——补充规定各电压等级电缆绝缘厚度标称值，320kV及以上电压等级电缆绝缘偏心度指标由不大于8%提高至不大于5%；——铅套厚度由根据假定直径计算，改为表6直接规定；——护套标称厚度由根据假定直径计算，改为表8直接规定；——进一步完善质量承诺要求。本文件由浙江省品牌建设联合会提出并归口。本文件由浙江省标准化研究院牵头组织制定。本文件主要起草单位：宁波东方电缆股份有限公司。本文件参加起草单位：宁波海缆研究院工程有限公司。本文件评审组长：李存军本文件主要起草人：周则威、万娟秀、王子源、叶信红、俞国军、孙平飞、丰如男、沈佩芳、陈磊、韩哲、周吉瑞。本文件由浙江省标准化研究院负责解释。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：——2016首次发布为T/ZZB0165.3—2016《额定电压320kV及以下直流输电用挤包绝缘电力电缆第3部分：直流海底电缆》；T/ZZB0165.3—2021——本次为第一次修订。T/ZZB0165.3—20211额定电压500kV及以下直流输电用挤包绝缘电力电缆第3部分直流海底电缆本文件规定了额定电压500kV及以下直流输电用交联聚乙烯绝缘海底电缆的使用特性、产品命名、基本要求、技术要求、成品海底电缆标志、电缆试验、验收规则、装船和贮运、安装后的试验、质量承诺。本文件适用于在海底敷设和运行条件下使用的额定电压500kV及以下交联聚乙烯绝缘直流海底电缆和光纤复合直流海底电缆。对于敷设于江河湖泊的水下电缆，亦可采用本文件。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2951.11电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第11部分：通用试验方法—厚度和外形尺寸测量—机械性能试验GB/T2951.12电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第12部分：通用试验方法—热老化试验方法GB/T2951.13电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第13部分：通用试验方法—密度测定方法—吸水试验—收缩试验GB/T2951.14电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第14部分：通用试验方法—低温试验GB/T2951.21电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第21部分：弹性体混合料专用试验方法—耐臭氧试验—热延伸试验—浸矿物油试验GB/T2951.31电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第31部分：聚氯乙烯混合料专用试验方法—高温压力试验—抗开裂试验GB/T2951.32电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第21部分：聚氯乙烯混合料专用试验方法—失重试验—热稳定性试验GB/T3048.4电线电缆电性能试验方法第4部分：导体直流电阻试验GB/T3048.8电线电缆电性能试验方法第4部分：交流电压试验GB/T3048.11电线电缆电性能试验方法第11部分：介质损耗角正切试验GB/T3048.12电线电缆电性能试验方法第12部分：局部放电试验GB/T3048.13电线电缆电性能试验方法第13部分：冲击电压试验GB/T3048.14电线电缆电性能试验方法第14部分：直流电压试验GB/T3082铠装电缆用热镀锌或热镀锌-5%铝-混合稀土合金镀层低碳钢丝GB/T3280不锈钢冷轧钢板和钢带GB/T3956—2008电缆的导体GB/T4909.3裸电线试验方法第3部分：拉力试验GB/T6995.2电线电缆识别标志方法第2部分：标准颜色GB/T9771（所有部分）通信用单模光纤2T/ZZB0165.3—2021GB/T11017.1—2014额定电压110kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件第1部分：试验方法和要求GB/T12357（所有部分）通信用多模光纤GB/T15065电线电缆用黑色聚乙烯塑料GB/T15972.40光纤试验方法规范第40部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序衰减GB/T15972.42光纤试验方法规范第42部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序波长色散GB/T18480海底光缆规范GB/T26011电缆护套用铅合金锭YD/T839（所有部分）通信电缆光缆用填充物和涂覆复合物T/ZZB0165.1—2021额定电压500kV及以下直流输电用挤包绝缘电力电缆系统第1部分：试验方法和要求3使用特性3.1额定电压本文件用符号U0代表电缆的导体对地或金属屏蔽之间的额定直流电压。推荐的U0等级为：100kV、160kV、200kV、250kV、320kV、400kV、500kV。可根据工程需求调整U0，调整范围一般不超过10%，例如将U0从500kV调整为525kV。3.2工作温度不同绝缘混合料适用的电缆导体最高温度见表1。表1绝缘混合料适用的电缆导体最高温度3.3弯曲半径电缆敷设时允许的最小弯曲半径为电缆直径的20倍，电缆运行时允许的最小弯曲半径为电缆直径的4产品命名4.1代号4.1.1系列代号直流...……….……….DC（前缀）海底电缆……………....HT/ZZB0165.3—202134.1.2产品代号光纤复合海底电缆 F（后缀）4.1.3材料特征代号交联聚乙烯绝缘（导体正常运行最高温度为70℃) YJ（70省略）交联聚乙烯绝缘（导体正常运行最高温度为90℃) YJ90铜导体 T（省略）铅套 Q粗圆钢丝铠装 4扁钢线铠装 9双粗圆钢线铠装 44双扁钢线铠装 99纤维外被层 14.2型号本技术规范包括的型号和电缆名称见表2。表2海底电缆（70℃)的型号和名称表3海底电缆（90℃)的型号和名称T/ZZB0165.3—20214表3（续）4.3规格电缆的规格用额定电压、导体芯数、导体标称截面积/铜丝屏蔽（若有）标称截面积、光纤单元（若有）表示。（1400），1600，（1800），2000，2500，3000，3500。其中括号内截面积为非优选截面积。用户要求时，允许采用其他截面积的导体。4.4产品表示方法产品用型号、规格表示。5基本要求5.1设计研发采用工程计算和截面设计软件对产品结构参数、电气性能参数、热稳定性参数、机械性能参数、电气参数进行设计计算。采用二维或三维有限元模型分析软件对附件强度性能进行校核分析。采用水动力分析软件对产品进行模拟海洋环境在位运行分析、极限分析、安装分析。5.2原材料铜导体采用符合GB/T3956—2008规定的第2种紧压铜绞线。屏蔽用半导电料采用符合表4中的半导电屏蔽料要求。绝缘料采用超净的交联聚乙烯料，其性能要求参见表4。铅套用铅合金材料应符合GB/T26011的规定，也可采用与此性能相当或较优的铅合金。铠装采用符合GB/T3082的规定镀锌钢丝。外护套采用符合TZZB0165.1中规定的ST7型材料，或采用以聚乙烯为基料的半导电护套料，其性能参见表5。T/ZZB0165.3—202155.3工艺装备具备大长度海缆制造装备，包含VCV及高压CCV，当海底电缆交货长度在10km及以下时，不允许含有任何工厂接头。阻水导体生产应采用127盘框绞和带自动收放功能托盘。200kV及以上电缆绝缘和屏蔽应采用VCV三层共挤交联工艺，氮气冷却，有前预热和后加热装置保证交联品质。具备铅套和非金属护套同步生产能力，采用超声在线监控铅套厚度和偏心度。所有工序生产具备带动力驱动收放线转盘。敷设采用专业海缆敷设船，具备DP定位和带动力驱动收放线转盘，转盘直径符合4.3弯曲半径要求。通过市场领先的产品生命周期管理平台，实现从需求收集、产品设计、工艺计算、制造、敷设安装5.4检验检测具备相应的检测设备，满足500kV大长度海底电缆生产过程和出厂试验要求，以保证产品各项性能参数符合要求。VCV和CCV三层共挤交联工序具备在线X射线测偏仪。检测设备包括耐压和局放试验、张力弯曲试验、加热循环透水试验、绝缘层的微孔杂质试验、绝缘和外护套厚度及主要部件的机械性能、热老化性能等项目的测试装备。6技术要求6.1导体导体应为符合GB/T3956—2008规定的第2种紧压铜导体，单线可采用圆形单线或预制成型单线。导体不应整芯焊接，应不存在断裂的单线。单线可焊接，但在同一层内，相邻两个接头之间的距离应不小于300mm。导体表面应光洁，无油污，无损伤导体屏蔽及绝缘的毛刺、锐边以及凸起的单线。导体的直流电阻应符合GB/T3956—2008的规定，3000mm2和3500mm2铜导体的20℃导体直流电阻应导体应采用阻水结构，其纵向阻水性能应符合T/ZZB0165.1—2021第6.3.8.2条的规定。6.2导体屏蔽导体屏蔽可绕包半导电带和在其上挤包的半导电层组成，320kV以下电压等级的电缆挤包的半导电层的最小厚度应不小于0.8mm，320kV及以上电压等级的电缆挤包的半导电层的最小厚度应不小于1.2mm。挤包的半导电层应厚度均匀，并与绝缘层牢固粘结。半导电层与绝缘层的界面应连续光滑，无明显绞线凸纹、尖角、颗粒、焦烧及擦伤的痕迹。导体屏蔽电阻率应符合T/ZZB0165.1—2021第6.4.8的规定。导体屏蔽与绝缘层界面的微孔和突起试验应符合T/ZZB0165.1—2021第6.3.4条的规定。导体屏蔽料的性能参见下表4中的半导电屏蔽料要求。T/ZZB0165.3—20216表4电缆绝缘料和半导电屏蔽料的性能%%%-----<1.0<10杂质最大尺寸（1000g样品中）-6.3绝缘6.3.1绝缘材料绝缘材料应为直流电缆用交联聚乙烯料，按照工作温度分为DC-XLPE-70和DC-XLPE-90。绝缘料的性能参见表4中的规定。6.3.2绝缘厚度绝缘推荐的标称厚度见表5。电缆制造商可能采用不同配方的直流交联聚乙烯绝缘材料、半导电屏蔽材料以及采用不同的制造工艺，制造商下可自行设计并校核绝缘厚度的标称值。绝缘标称厚度的设计和校核时应充分考虑但不限于以下因素：a)导体工作温度；b)绝缘电导率与温度、电场的关系；c)绝缘层内空间电荷分布；d)绝缘和半导电界面空间电荷分布；e)在预期的敷设条件下，绝缘层内部电场分布；f)不同温度下绝缘的直流击穿和冲击击穿特性。绝缘厚度的平均值应不小于标称值（或申明值），绝缘最小厚度应符合公式（1）规定，320kV以下直流电缆绝缘的偏心度应符合公式（2）规定，320kV及以上直流电缆绝缘的偏心度应符合公式（3）规定。注：因直流系统的特点，可能会存在本文件推荐外……（1）T/ZZB0165.3—20217tmin——绝缘最薄点厚度，单位为mm；n——绝缘标称厚度，单位为mm；..........................................................tmax——绝缘最厚点厚度，单位为mm；tmin和tmax应为绝缘同一截面上的测量值。表5绝缘标称厚度mm绝缘标称厚度mmT/ZZB0165.3—20218表5（续）绝缘标称厚度mm6.3.3绝缘性能成品电缆的绝缘机械物理性能应符合T/ZZB0165.1—2021第6.3.2条的规定。绝缘中的微孔杂质试验应符合T/ZZB0165.1—2021第6.3.4条的规定。成品电缆绝缘的相关电气性能应符合T/ZZB0165.1—2021第6.4条的规定，其中绝缘电导率试验应分别在30℃和相应的工作温度（70℃或90℃)下测试，并应符合T/ZZB0165.1—2021第6.4.9条的规6.4绝缘屏蔽绝缘屏蔽应为与绝缘同时挤出的半导电层，其厚度的近似值为1.0mm，其最薄点厚度不应小于0.5mm。半导电层应均匀地挤包在绝缘上，并与绝缘层牢固地粘结。半导电层与绝缘层的界面应连续光滑，无明显尖角、颗粒、焦烧及擦伤的痕迹。绝缘屏蔽电阻率应符合T/ZZB0165.1—2021第6.4.8条的规定。绝缘屏蔽与绝缘层界面的微孔和突起试验应符合T/ZZB0165.1—2021第6.3.4条的规定。绝缘屏蔽料的性能参见表4中的半导电屏蔽料要求。6.5纵向阻水缓冲层在挤包的绝缘半导电屏蔽层外应有纵向阻水缓冲层，阻水缓冲层应采用半导电阻水膨胀带绕包而成。阻水膨胀带应绕包紧密、平整、其可膨胀面应面向金属屏蔽层。阻水缓冲层厚度应能满足补偿电缆运行中热膨胀的要求。阻水缓冲层应使绝缘半导电屏蔽层与金属屏蔽层保持电气连接。6.6金属屏蔽铅套可作为金属屏蔽层，如铅套的厚度不能满足用户对短路容量的要求时，应采取增加金属套厚度或增加铜丝屏蔽的措施。铅套应采用合金铅制造。可选用GB/T26011规定的铅合金材料，也可采用与此性能相当或较优的铅合金材料。铅套应为松紧适当的无缝铅管。铅套的标称厚度按照表6中的规定，铅套的平均厚度应不小于标称值，最薄处厚度应不小于标称厚度的95%－0.1mm。T/ZZB0165.3—20219表6铅护套标称厚度铅套标称厚度mmUUUUUUU———————————————————————————————6.7非金属外护套铅套外应采用挤包非金属外护套，铅套表面应有适当防腐层。外护套可采用以聚乙烯为基料的绝缘型外护套（ST7型），或者以聚乙烯为基料的半导电护套材料，性能应符合表7的规定。表7半导电护套料的性能%%%<1.0外护套的最薄处厚度应不小于标称厚度的85%，外护套的标称厚度应按照表8中的规定。T/ZZB0165.3—2021表8非金属护套标称厚度mm非金属护套标称厚度mmUUUUUUU———————————————————————————————6.8金属丝铠装铠装材料为镀锌钢丝，应符合GB/T3082的规定。圆铠装钢丝直径一般为4.0mm、5.0mm、6.0mm、8.0mm，钢丝直径不包括钢丝上的可能有的非金属防蚀层。如用户要求或同意，宜可采用比规定值更大的钢丝。扁钢线厚度一般为2.0mm、2.5mm、6.0mm、3.0mm。如用户要求，宜可采用比规定值更厚的钢丝。金属线铠装应很紧密，即相邻金属线间的间隙很小。必要时，可在扁金属线铠装或圆金属丝铠装外疏绕一条最小标称厚度为0.3mm的金属带。6.9电缆外被层电缆外被层一般采用纤维外被层，宜采用其他合适的外被层结构。外被层的近似厚度为4.0mm。6.10光纤单元6.10.1材料根据用户要求可采用单模光纤或/和多模光纤。单模光纤应符合GB/T9771（所有部分）的规定，多模光纤应符合GB/T12357(所有部分)的规定。松套管材料宜采用不锈钢，不锈钢带材性能应符合GB/T3280中06Cr19Ni10的规定。填充物应采用符合YD/T839（所有部分）要求的材料或等效材料。T/ZZB0165.3—2021护套可采用符合GB/T15065规定的中密度或高密度聚乙烯材料，也可根据需要采用其他适合材料。6.10.2结构6.10.2.1一般要求光纤单元宜采用中心束管式结构。经供需双方协商，可采用其他结构。光纤单元结构应是全截面阻水结构，光纤单元护套以内的所有间隙应充满复合物或其他有效阻水措施。6.10.2.2光纤每一松套管中的光纤数宜为2芯-24芯，可根据需要增加光纤芯数。为便于识别，各光纤涂敷层表面应卓色，并应按GB/T6995.2规定的颜色色码进行标识。对于单管超过12芯的光纤，应采用色环或等效方式，用于区分。6.10.2.3松套管及填充化合物松套管可采用单层不锈钢结构，也可采用不锈钢复合结构。松套管应具有良好的机械性能和加工性能。不锈钢管宜采用激光焊接，焊接应连续、完整、无虚焊、无气孔。松套管内的填充物应均匀分布，易于去除。松套管的尺寸应规定管外径和管壁厚度，松套管外径和壁厚的标称尺寸可随管中的光纤芯数改变，但在铜一光纤单元中应相同。光纤在松套管中的余长应均匀稳定。6.10.2.4加强件根据电缆结构要求，可增加单层或双层金属丝铠装层作为加强件，也可采用非金属丝作为加强件。6.10.2.5护套护套采用挤包聚乙烯。护套厚度可由供需双方协商确定。护套应无针孔、裂口等缺陷。6.10.3技术要求6.10.3.1衰减系数光纤的衰减系数应符合GB/T9771(所有部分)和GB/T12357(所有部分)的相关规定。6.10.3.2色散光纤的色散应符合GB/T9771（所有部分）的相关规定。6.10.3.3水密性水密性应符合GB/T18480的规定。在2MPa水压下持续336h，纵向渗水长度不大于200m。6.11工厂接头应符合下列要求：a)截面为800mm2及以下导体之间焊接的抗拉强度应不小于180MPa,截面为800mm2以上导体之间连接的抗拉强度应不小于170MPa；b)绝缘应采用与电缆本体相同的交联聚乙烯绝缘料；c)工厂接头恢复后铅套外径应不超过电缆本体铅套外径的10%；d)工厂接头绝缘微孔、杂质及半导电屏蔽层与绝缘层界面微孔、突起试验应达到本体的要求。T/ZZB0165.3—20216.12成品电缆成品电缆的性能应符合第7章和第8章的规定。7成品海底电缆标志电缆采用标志带或在铅套外护套上印字标志。标志带或表面印字应有制造方名称、产品型号、导体规格、额定电压的连续标志和长度标志。标志带可在成缆时放置在绕包带下面。成品电缆外被层表面应有明显的长度标记，每100m应有连续的长度标记，距两端头1000m每50m应有一个连续的长度标记。标志应字迹清楚，容易辨认，耐摩擦。工厂接头处应有醒目的永久标志。标志应符合GB/T6995.2的规定。8电缆试验8.1试验类别及代号试验类别及代号见表9。表9试验类别及代号DRSTP8.2试验项目及要求。8.2.1开发试验开发试验的项目由制造方自行决定，试验项目可包括但不限于以下项目：a)绝缘材料电导率与温度和电场特性；b)绝缘材料直流击穿水平；c)绝缘材料电场与空间电荷特性；d)模型电缆的电场与空间电荷特性。8.2.2例行试验和抽样试验例行试验和抽样试验的项目、要求及方法见表10。T/ZZB0165.3—2021表10例行试验和抽样试验项目及要求1R23S4S5S6S7S8S9SS8.2.3型式试验和预鉴定试验电缆（含工厂接头）应作为电缆系统的一部分进行型式试验和预鉴定试验，型式试验和预鉴定试验的项目、要求及试验方法分别见表11、表12。表11型式试验项目及要求1---绝缘微孔杂质及半导电层与绝--2--T/ZZB0165.3—2021表11（续）-海底电缆和工厂接头机械预处---------表12预鉴定试验项目及要求123456789直流叠加操作冲击电压直流叠加雷电冲击电压8.3光纤复合海底电缆试验项目及要求光纤复合直流海底电缆还应增加光纤单元的试验，其试验项目及要求应符合表13规定。T/ZZB0165.3—2021表13光纤单元试验项目及要求1R2R3卷绕和张力弯曲试验后光纤衰