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為什么選擇8.7kV 作為電纜的額定相電壓（U?）

發(fā)布時(shí)間：2025-03-13 13:24:33 丨 文章來(lái)源：海灣電氣火災(zāi) | 作者：http://www.518rt.com/丨 瀏覽次數(shù)：85

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相電壓會(huì)升高至線(xiàn)電壓水平，此時(shí)相電壓需要承受的最高持續(xù)電壓變?yōu)?0kV，那為什么只選擇8.7kV的？

選擇8.7kV 作為電纜的額定相電壓（U?）而非直接采用故障時(shí)的瞬時(shí)電壓 10kV，主要基于以下原因：

一、U?的定義與設(shè)計(jì)邏輯

U?的本質(zhì)：U?是電纜在正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體對(duì)地（或屏蔽層）的持續(xù)工頻電壓，而非故障狀態(tài)下的瞬時(shí)過(guò)電壓。

正常相電壓計(jì)算：在10kV系統(tǒng)中，正常相電壓為0=10?kV/3≈5.77?kVU0=10kV/3≈5.77kV，取整為 6kV。

安全系數(shù)疊加：當(dāng)系統(tǒng)可能長(zhǎng)期承受過(guò)電壓（如單相接地故障持續(xù)超過(guò)1分鐘），需將U?提升至6kV × 1.5≈ 8.7kV，以覆蓋可能的電壓升高。

二、故障過(guò)電壓由Um值覆蓋

Um的作用：Um代表電纜需承受的最高系統(tǒng)電壓（包括短時(shí)過(guò)電壓）。例如：

對(duì)于10kV系統(tǒng)，Um通常為12kV（覆蓋操作過(guò)電壓、雷擊等瞬時(shí)沖擊）。

若系統(tǒng)要求更高冗余（如C類(lèi)系統(tǒng)），則選用Um=15kV 的電纜。

故障電壓的歸屬：?jiǎn)蜗嘟拥毓收蠒r(shí)非故障相電壓升至線(xiàn)電壓（10kV）屬于短時(shí)過(guò)電壓，由Um值（如12kV或15kV）覆蓋，而非U?的直接設(shè)計(jì)依據(jù)。

三、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與系統(tǒng)分類(lèi)

根據(jù)GB 50217-2018 和 GB/T 12706.2-2008：

A類(lèi)系統(tǒng)（故障1分鐘內(nèi)切除）：

選用6/10kV（Um=12kV），滿(mǎn)足正常相電壓需求。

B類(lèi)系統(tǒng)（故障允許持續(xù)≤8小時(shí)）：

需提升U?至8.7kV（5.77kV×1.5），選 8.7/10kV（Um=12kV）。

(為什么是8.7kV？10kV/√3≈5.77kV，相電壓是5.77kV，峰值電壓為5.77*√2=8.16kV。選1.414適當(dāng)放大，取1.5，即5.77*1.5=8.65，也就是8.7kV)

C類(lèi)系統(tǒng)（故障時(shí)間不確定）：

進(jìn)一步增加安全冗余，選8.7/15kV（Um=15kV），覆蓋極端過(guò)電壓場(chǎng)景。

四、經(jīng)濟(jì)性與標(biāo)準(zhǔn)化的平衡

避免過(guò)度設(shè)計(jì)：若U?直接按故障時(shí)的10kV設(shè)計(jì)，會(huì)導(dǎo)致絕緣層過(guò)厚、成本劇增，而實(shí)際故障時(shí)間較短，無(wú)需長(zhǎng)期承受此電壓。

標(biāo)準(zhǔn)化取值：8.7kV是綜合安全系數(shù)、材料耐受能力及工程經(jīng)驗(yàn)后的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果，既滿(mǎn)足需求，又控制成本。

五、總結(jié)：為什么不是10kV？

U? ≠ 故障電壓：U?針對(duì)持續(xù)運(yùn)行電壓，故障時(shí)的10kV由Um值應(yīng)對(duì)。

安全裕量與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：8.7kV已覆蓋133%的正常相電壓需求，結(jié)合Um=12kV或15kV，確保電纜在故障期間安全運(yùn)行。

工程實(shí)踐：供電部門(mén)選用8.7/15kV電纜，既滿(mǎn)足B/C類(lèi)系統(tǒng)需求，又為極端情況預(yù)留緩沖空間。

結(jié)論：8.7kV是平衡正常運(yùn)行需求、故障過(guò)電壓保護(hù)及經(jīng)濟(jì)性的最優(yōu)解，而非簡(jiǎn)單匹配瞬時(shí)故障電壓。