为什么选择8.7kV 作为电缆的额定相电压（U₀）

发布时间：2025-03-13 13:24:33 丨 文章来源：海湾电气火灾 | 作者：http://dq.gstxf.com/丨 浏览次数：23

当系统发生单相接地故障时，非故障相电压会升高至线电压水平，此时相电压需要承受的最高持续电压变为10kV，那为什么只选择8.7kV的？

选择8.7kV 作为电缆的额定相电压（U₀）而非直接采用故障时的瞬时电压 10kV，主要基于以下原因：

一、U₀的定义与设计逻辑

U₀的本质：U₀是电缆在正常运行时导体对地（或屏蔽层）的持续工频电压，而非故障状态下的瞬时过电压。

正常相电压计算：在10kV系统中，正常相电压为0=10 kV/3≈5.77 kVU0=10kV/3≈5.77kV，取整为 6kV。

安全系数叠加：当系统可能长期承受过电压（如单相接地故障持续超过1分钟），需将U₀提升至6kV × 1.5≈ 8.7kV，以覆盖可能的电压升高。

二、故障过电压由Um值覆盖

Um的作用：Um代表电缆需承受的最高系统电压（包括短时过电压）。例如：

对于10kV系统，Um通常为12kV（覆盖操作过电压、雷击等瞬时冲击）。

若系统要求更高冗余（如C类系统），则选用Um=15kV 的电缆。

故障电压的归属：单相接地故障时非故障相电压升至线电压（10kV）属于短时过电压，由Um值（如12kV或15kV）覆盖，而非U₀的直接设计依据。

三、国家标准与系统分类

根据GB 50217-2018 和 GB/T 12706.2-2008：

A类系统（故障1分钟内切除）：

选用6/10kV（Um=12kV），满足正常相电压需求。

B类系统（故障允许持续≤8小时）：

需提升U₀至8.7kV（5.77kV×1.5），选 8.7/10kV（Um=12kV）。

(为什么是8.7kV？10kV/√3≈5.77kV，相电压是5.77kV，峰值电压为5.77*√2=8.16kV。选1.414适当放大，取1.5，即5.77*1.5=8.65，也就是8.7kV)

C类系统（故障时间不确定）：

进一步增加安全冗余，选8.7/15kV（Um=15kV），覆盖极端过电压场景。

四、经济性与标准化的平衡

避免过度设计：若U₀直接按故障时的10kV设计，会导致绝缘层过厚、成本剧增，而实际故障时间较短，无需长期承受此电压。

标准化取值：8.7kV是综合安全系数、材料耐受能力及工程经验后的标准化结果，既满足需求，又控制成本。

五、总结：为什么不是10kV？

U₀ ≠ 故障电压：U₀针对持续运行电压，故障时的10kV由Um值应对。

安全裕量与标准规范：8.7kV已覆盖133%的正常相电压需求，结合Um=12kV或15kV，确保电缆在故障期间安全运行。

工程实践：供电部门选用8.7/15kV电缆，既满足B/C类系统需求，又为极端情况预留缓冲空间。

结论：8.7kV是平衡正常运行需求、故障过电压保护及经济性的最优解，而非简单匹配瞬时故障电压。