技術(shù)條件書-標的5：具有防火防爆功能的新型高壓電纜接頭研發(fā)及應用-科技項目（設備試制）

標的5:《具有防火防爆功能的新型高壓電纜接頭研發(fā)及應用》科技項目(設備試制）技術(shù)條件書批準：審核：編制：廣東電網(wǎng)有限責任公司珠海供電局二〇二三年二目錄TOC\o"1-2"\h\z\u97121.總則 2317892.項目概況 231453.技術(shù)服務目標 5242314.設計方案 6281405.★主要技術(shù)指標 7168196.交付物與驗收 817288附表1：技術(shù)差異表 9

1.總則本技術(shù)條件書為標的5:《具有防火防爆功能的新型高壓電纜接頭研發(fā)及應用》科技項目(設備試制）采購技術(shù)條件書。本卷所描述的各種功能、性能需求僅供投標方編制投標文件之用。投標方可以提出不同的建議方案，但是建議方案必須滿足但不限于本標書所闡述的全部技術(shù)功能要求。投標方在投標文件中，對本標書應逐項予以說明和答復，同時根據(jù)具體情況提出相關(guān)的建議，并附詳細資料和說明。本標書僅描述基本的技術(shù)需求，并未對一切技術(shù)細節(jié)做出規(guī)定，也未充分引述有關(guān)標準和技術(shù)條文，投標方應根據(jù)需求目標提供進一步具體的可滿足要求的功能和性能指標。投標技術(shù)文件要求文字精練、數(shù)據(jù)準確、表述及圖示清晰明確，具有針對性。招標方將提供必要的配合工作，協(xié)助中標方完成該項目的設備試制工作。本項目中標方應參與《具有防火防爆功能的新型高壓電纜接頭研發(fā)及應用》科技項目（設備試制）的全過程，包括配合項目的最終驗收。投標人必須仔細閱讀招標文件的全部條款，并作出明確響應。投標文件中帶“★”號的條款及要求，投標方必須滿足，若有一項不滿足將可能導致廢標。2.項目概況本項目為《具有防火防爆功能的新型高壓電纜接頭研發(fā)及應用》科技項目（設備試制）（項目編碼：030400KK52220007）設備試制采購項目。2.1項目背景高壓電纜接頭為高壓電力電纜運行的薄弱環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計，79%以上的電纜故障出現(xiàn)在接頭部位。高壓電纜接頭出現(xiàn)故障將會導致電纜接頭發(fā)生燒毀，甚至爆炸事故。不僅造成了巨大的經(jīng)濟損失，也對周邊的運維人員生命安全造成威脅。北京、西安、成都、南京等地也發(fā)生了因高壓電纜中間接頭故障造成了停電事故。目前解決這一問題的措施是在高壓電纜中間接頭增加保護裝置，但是會出現(xiàn)影響接頭散熱，降低電纜載流量，且增加投資成本。國外對電纜接頭防火、防爆保護的研究較少。日本日立電纜等公司曾經(jīng)報道過一些保護盒的結(jié)構(gòu)，但幾乎都是以玻璃鋼作為殼體，內(nèi)灌聚氨酯AB組合防水膠，大多以單純的防火（短時間內(nèi)火焰不外延）為主。國外現(xiàn)有的電纜接頭，在發(fā)生短路爆炸時，普遍無法抵抗高壓電弧爆炸引發(fā)的破壞力，無法滿足電力隧道的安全要求。國內(nèi)對電纜接頭滅火常用的方法是：①填沙、②采用滅火球（彈）、③懸掛干粉滅火裝置、④玻璃鋼-尼龍纖維作為外殼內(nèi)灌聚氨酯AB防水組合膠（不阻燃）、⑤阻燃塑料（防火板）、⑥石英砂板或有機板（類似石膏板），隨意切割，做成方形盒子；當前的防火、防爆產(chǎn)品缺少有效的優(yōu)化設計方法，在性能檢測方面大都未經(jīng)過試驗檢測，主要憑廠商經(jīng)驗設計，其性能無法得到保證。珠海供電局已完成的科研項目《高壓電纜接頭防火防爆防水及關(guān)鍵技術(shù)應用研究》，通過試驗、試運行和鑒定，證明了研發(fā)的彈簧拉緊泄能方式的電纜接頭保護裝置具有優(yōu)良的防爆防火性能，對現(xiàn)有的防火防爆提供了理論和實踐支撐，但該項目主要解決了在運電纜的最優(yōu)化的保護效果，保證運維人員的人身安全。但是增加保護裝置會出現(xiàn)影響接頭散熱，降低電纜載流量，且增加投資成本。本項目在此研究基礎上，擬采用對接頭附件本體進行研究，使電纜附件本體本身具備防火防爆功能，不用再外加保護裝置，從電纜附件的根本上解決防火防爆性能。2.2研究必要性目前，許多電力電纜以隧道、排管（工井）、排架形式敷設，一旦發(fā)生故障，極易引發(fā)火災，威脅電網(wǎng)的安全。隨著電纜線路的不斷增加，電纜中間接頭引發(fā)的故障機率增高。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，我國幾乎每年都有不同程度的電纜火災事故的發(fā)生，絕大多數(shù)的電纜火災事故都是由電纜中間接頭爆炸引起的。高壓電纜中間接頭是電纜系統(tǒng)中的關(guān)鍵連接部件，由于電纜接頭結(jié)構(gòu)復雜，需現(xiàn)場安裝且安裝工藝水平參差不齊，局部電場容易畸變，中間接頭成為高壓電纜運行的薄弱環(huán)節(jié)。對輸電電纜接頭的安全設計不足。突出表現(xiàn)在一旦輸電電纜中間接頭出現(xiàn)絕緣故障，電弧將在絕緣擊穿通道內(nèi)釋放能量，110kV及以上的電纜線路短路時產(chǎn)生的電弧電流可達幾十千安，嚴重時將會導致電纜接頭發(fā)生失火、爆炸事故。失火和爆炸事故不僅會徹底破壞故障電纜，還可能因爆炸沖擊波、火勢蔓延等因素，對周圍電纜及人員造成二次傷害，造成更加嚴重的后果?，F(xiàn)有的安全設計方法：通常采用在電纜中間接頭加裝保護裝置的方法來減少二次傷害。以上措施帶來問題：影響接頭散熱，造成額外溫升從而降低電纜載流量；防爆與防火專業(yè)與電力系統(tǒng)專業(yè)屬于跨學科范疇，對于爆炸過程缺乏理論研究，目前研究較為薄弱。因而，迫切需要找到新的方法。兼具防火防爆功能的輸電電纜中間接頭附件銅殼的開發(fā)研制，是對現(xiàn)有銅殼的改造，可以有效降低額外溫升和一次投資成本，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟效益和可推廣價值。本項目深入研究高壓電纜接頭發(fā)生爆炸的機理與過程，通過理論計算與仿真模擬相結(jié)合的手段準確衡量接頭爆炸能量與爆炸沖擊波，對高壓電纜接頭防爆產(chǎn)品的設計與防爆措施的制定具有決定性的指導意義；同時，計算爆炸能量與爆炸沖擊波符合高電壓與絕緣技術(shù)學科領(lǐng)域“計算高電壓”的發(fā)展趨勢，具有一定的前沿性與先進性。通過結(jié)構(gòu)設計、理論研究和仿真計算等方法，制定高壓電纜接頭保護技術(shù)方案；通過實驗室試驗，對不同方案進行仿真事故測試，選取適用的材料，并確定合適的結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)研究電纜接頭防火防爆相關(guān)技術(shù)及試驗方法，研制出適用于高壓電纜接頭防爆、防火裝置，并測試其實用性和可靠性，最后應用于工程實踐。2.3研究內(nèi)容包括1：高壓電纜接頭短路爆炸的擊穿通道發(fā)展、電弧沖擊波及熱耗散過程時空機理模型及驗證研究。針對高壓電纜接頭的爆炸過程，以短路沖擊電流及電壓的時間發(fā)展過程為自變量，運用電擊穿、有機材料熱裂解、氣體電離、等離子體溫升氣體沖擊波動力學、熱耗散等理論，建立爆炸沖擊波的產(chǎn)生及耗散模型，以單一變量及多變量耦合實驗手段，修正完善模型參數(shù)，闡釋高壓電纜接頭爆炸沖擊及耗散時空發(fā)展衰變機理，為設計開發(fā)防爆電纜接頭提供理論指導。主要研究內(nèi)容：高壓電纜接頭絕緣擊穿通道的空間分布模型研究；高壓電纜接頭電弧等離子體通道的發(fā)展模型研究；高壓電纜接頭電弧能量注入特性模型研究；基于時間與空間特性的高壓電纜接頭爆炸波模型研究；高壓電纜接頭電弧能量耗散過程研究。2：新型輸電電纜接頭附件的防爆技術(shù)。通過沖擊波壓力傳感的方法得到不同電壓等級下短路電弧產(chǎn)生的爆炸波能；通過多物理場耦合的有限元仿真方法，對電纜中間接頭短路時爆炸波能的沖擊過程進行計算，得到接頭附件材料、結(jié)構(gòu)和泄能方式的最優(yōu)化設計，使之滿足防爆要求。主要研究內(nèi)容：測量和驗證輸電電纜接頭短路電弧的能量；研究銅殼與附件的間隙形式，確保電弧不會燒穿銅殼；研究合適的泄能方式，優(yōu)化新型電纜接頭附件的結(jié)構(gòu)；研究與泄能方式相匹配的銅殼厚度，確保接頭爆炸時產(chǎn)生的飛濺物不擴散；研究附件銅殼分段處和端頭部位等防爆薄弱環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)加強設計方法；研究適用于輸電電纜中間接頭附件的新型防爆技術(shù)，并進行防爆功能測試。3：新型輸電電纜接頭附件的防火技術(shù)。選取適用于輸電電纜接頭失火的滅火技術(shù)，研究填充材料的阻燃性，達到滅火、防火的效果。主要研究內(nèi)容：研究電纜溝道內(nèi)輸電電纜接頭短路失火的火勢蔓延規(guī)律；選取適用于輸電電纜接頭失火的滅火技術(shù)，達到自動啟發(fā)，快速滅火的效果；研究適用于接頭附件2端敷設于電纜本體的防火材料，設計接頭附件的滅火系統(tǒng)。4：具有防火防爆功能的新型高壓電纜接頭附件的研制和應用。綜合防爆、防火功能設計，研制110kV和220kV電壓等級的新型防火防爆功能高壓電纜接頭附件。通過等效當量的人工短路大電流燃弧試驗等檢驗其防爆和防火性能；并選取典型線路進行試運行。主要研究內(nèi)容：在附件銅殼原有功能的基礎上，綜合防爆、防火功能設計，研制110kV和220kV電壓等級的新型防火防爆功能高壓電纜接頭附件；對新型具有防火防爆功能的高壓電纜接頭附件進行沖擊大電流的燃弧測試、型式試驗、裝置的試運行試驗等；安裝在典型線路上進行試運行驗證。2.4采購內(nèi)容依據(jù)招標方提供的技術(shù)條件書，試制：具有防火防爆功能的新型高壓電纜接頭：110kV具有防火防爆新型電纜接頭6個，3個接頭成品用于型式試驗、燃弧大電流試驗，3個進行安裝交付。220kV具有防火防爆新型電纜接頭4個（成品用于預鑒定擴展試驗、型式試驗、燃弧大電流試驗）；包含防火防爆的新型高壓電纜接頭制作、測試、安裝及驗收等。3.技術(shù)服務目標3.1 本項目主要技術(shù)服務內(nèi)容包括以下2個方面：（1）★根據(jù)招標方提供的產(chǎn)品試制技術(shù)要求，分別試制：220kV具有防火防爆新型電纜接頭4個，110kV具有防火防爆新型電纜接頭6個。220kV具有防火防爆新型電纜接頭成品用于預鑒定擴展試驗、型式試驗、燃弧大電流試驗；110kV具有防火防爆新型電纜接頭成品用于型式試驗、燃弧大電流試驗。包含防火防爆的新型高壓電纜接頭制作、測試、安裝及驗收等。（2）★根據(jù)招標方的具體要求，負責完成110kV防火防爆電纜接頭裝置的現(xiàn)場安裝、測試和調(diào)試等。4.設計方案4.1具有防火防爆功能的新型高壓電纜接頭附件的設計方案：4.1.1技術(shù)路線高壓電纜接頭爆炸特性研究分析→防火防爆功能設計→填充材料設計選材→產(chǎn)品試制→試驗→工程應用4.1.2具體設計方案研究高壓電纜接頭發(fā)生爆炸的機理與過程，基于理論計算與仿真模擬相結(jié)合的手段，研究具有防火防爆功能的新型高壓電纜接頭附件。使新的設計的電纜接頭滿足防火防爆要求，如下圖所示。最終具有防火防爆功能的新型高壓電纜接頭附件可通過人工短路的電纜接頭沖擊大電流燃弧試驗、型式試驗和入網(wǎng)試驗等，進行附件防爆、防火性能的測試和驗證。4.1.3產(chǎn)品應用將110kV具有防火防爆功能的新型電纜中間接頭3個，應用于珠海供電局1條新建110kV電纜線路。裝置主要應用于電纜本體的連接，使電纜接頭故障的二次傷害降至最低，保證運維人員的安全。5.★裝置（工具）技術(shù)指標（1）建立基于時空特性的高壓電纜接頭短路電弧能量計算模型，峰值與試驗測量值的計算誤差≤25%（2）裝置的防爆功能，在等效的爆炸能量下，附件殼體不應產(chǎn)生爆炸碎片。（3）在等效的爆炸能量下，泄能裝置可靠動作，泄能方向的直徑2厘米碎片中間接頭1米外速度小于10m/s（4）觸發(fā)式滅火裝置接頭外2秒內(nèi)氣體溫度小于400℃，接頭外殼20秒內(nèi)10cm外氣體溫度小于200℃，電纜本體不被引燃。（5）在110kV電纜線路上安裝3個新型高壓電纜接頭附件進行試點運行，若發(fā)生故障，故障電纜接頭的防爆、泄能與滅火功能均可靠動作。（6）110kV防火防爆功能的新型高壓電纜接頭應符合GB/T11017.3中的相關(guān)規(guī)定。220kV防火防爆功能的新型高壓電纜接頭應符合GB/T18890.3中的相關(guān)規(guī)定。6.交付物與驗收6.1成果形式及數(shù)量要求（1）交付經(jīng)試驗合格的接頭：試制110kV防火防爆型電纜接頭6個，3個進行試驗，3個進行安裝交付。220kV具有防火防爆新型電纜接頭4個，成品用于預鑒定擴展試驗、型式試驗、燃弧大電流試驗；（2）第三方檢測報告，報告中的委托單位必須包含甲方。（3）第三方檢測報告：符合電纜接頭附件等國家、行業(yè)規(guī)范。6.2驗收標準所有功能和技術(shù)指標滿足本技術(shù)條件書的要求。投標方應配合完成裝置的現(xiàn)場安裝及調(diào)試，并確保現(xiàn)場裝置正常運行。6.3進度要求2024年6月前完成設備試制，并出具第三方檢測報告；2024年12月前完成設備現(xiàn)場安