Руководство по высоковольтным кабелям: выбор, испытание и установка кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 66–110 кВ

Два фидера 110 кВ в одной траншее, несут одинаковую нагрузку по одному и тому же медному проводу сечением 630 мм². Один из них все еще работает с базовой нагрузкой спустя двадцать пять лет. Другой был раскопан на седьмом году после двух сбоев соединений и показаний частичного разряда, которые так и не превысили допустимый предел. Никто не винил медь. Разница сводилась к трем вещам: экструдированным полупроводниковым слоям, влагозащитному экрану, обернутому поверх изоляционного экрана, и тому, были ли соединения собраны в контролируемом заводском цехе или во влажной и пыльной яме.

В разделах ниже рассматривается логика проектирования, приемочные числа, места фактического возникновения сбоев и то, как можно построить последовательность выбора, чтобы она выдержала как техническую проверку, так и гарантийную рекламацию.

Что на самом деле делает кабель высоким напряжением

Класс напряжения — это заявление о дизайне, а не маркетинговый ярлык. Высоковольтный кабель обозначается как U0/U (Um) — например, 64/110 (123) кВ, — где U0 — это линейное напряжение, вокруг которого построена изоляция, U — междуфазное номинальное значение, а Um — самое высокое системное напряжение, которое кабель должен выдерживать постоянно. Путать U0 с U — одна из наиболее распространенных ошибок при тендерах, которая незаметно лишает проект полного класса изоляции.

Где стандарты расходятся

МЭК 60840 охватывает силовые кабели с экструдированной изоляцией от 30 кВ (Um = 36 кВ) до 150 кВ (Um = 170 кВ). МЭК 62067 заменяет напряжение от 150 кВ до 500 кВ. На практике кабели класса 66 кВ, 110 кВ и 132 кВ соответствуют стандарту IEC 60840 и работают вместе с национальными эквивалентами, такими как GB/T 22078 в Китае и AEIC CS9 в Северной Америке. Когда в спецификации упоминается только «кабель высокого напряжения» без указания стандартной версии, критерии приемки не определены, как и план испытаний.

Изоляция: XLPE занял лидирующие позиции

Сшитый полиэтилен заменил пропитанную бумагу и маслонаполненные конструкции по трем практическим причинам: температура непрерывного проводника 90 ° C, предел 250 ° C для режима короткого замыкания до пяти секунд и достаточно низкие диэлектрические потери, которые имеют значение только на очень длинных трассах. Сшитый полиэтилен также допускает использование предварительно отформованных соединений, что устраняет значительную долю рисков в полевых условиях. Его слабость – чувствительность. Выступ или неровность в несколько десятков микрон на границе раздела полупроводника могут инициировать разряд, который спокойно растет в течение многих лет.

Геометрия имеет такое же значение, как и материалы. Одножильный кабель на напряжение 64/110 кВ площадью 630 мм² имеет внешний диаметр около 95 мм, а минимальный радиус изгиба обычно в 15–20 раз превышает этот диаметр. Натяжение натяжения обычно ограничивается примерно 50 Н/мм² поперечного сечения медного проводника и ближе к 30 Н/мм² для алюминия. Исследования маршрутов, не учитывающие эти цифры, приводят к наиболее дорогостоящему ремонту, поскольку кабель повреждается задолго до того, как на него подается напряжение. Когда мы построили наши собственные силовые кабели из сшитого полиэтилена класса 110 кВ , именно по этой причине был предусмотрен онлайн-контроль эксцентриситета и диаметра: эксцентриситет, который смещается во время экструзии, невидим после отгрузки барабана.

Силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 66–110 кВ Название продукта: Силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена 66-110 кВ Посмотреть продукт →

Чтение чисел по классу напряжения

Самый быстрый способ обнаружить заниженную цену на кабель высокого напряжения — сравнить его с классом, которому он соответствует. В таблице ниже перечислены цифры, которые технический рецензент должен ожидать увидеть в документации.

Откуда на самом деле происходят неисправности высоковольтного кабеля

Отчеты об ошибках операторов продолжают указывать на одну и ту же картину. Кабельный барабан редко бывает самым слабым звеном; интерфейс между кабелем и всем, что его окружает, обычно есть. Приведенное ниже распределение является полезным предположением при планировании при распределении бюджета между материалами и надзором.

Прочтите эту таблицу как инструкцию по расходам. Деньги, перешедшие от незначительной скидки на кабель к контролируемому соединению, сборке с контролируемой влажностью, защите маршрутов и пуско-наладочным испытаниям, обеспечивают гораздо большую надежность на единицу валюты, чем когда-либо могла бы обеспечить более низкая закупочная цена.

Как спрос на высоковольтные кабели распределяется по приложениям

Каждый срез имеет свое расчетное давление. В городских условиях трансмиссия осуществляется за счет пространства воздуховодов и соединительных отсеков, поэтому преимущество имеют меньшие диаметры и соединения, изготовленные на заводе. Проекты по возобновляемым источникам энергии требуют более коротких циклов поставок и стандартизации фидеров 66 кВ и 110 кВ. Железнодорожные системы, такие как электроснабжение трамвая, требуют жесткого температурного запаса в туннелях и высокой устойчивости к повторяющимся коротким замыканиям. Та же дисциплина изоляции распространяется и на новые применения энергетических кабелей , где цепи на стороне постоянного тока и на стороне инвертора удовлетворяют сопоставимым требованиям к диэлектрике при гораздо более низких уровнях напряжения.

силовой кабель 10кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена для проектирования системы электропитания трамвая Название продукта: Силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена 10 кВ для проектирования систем электроснабжения трамвая Посмотреть продукт →

Шестиэтапная последовательность отбора, которая выдержит аудит

При правильном выполнении этих шагов создается спецификация, которую можно защитить как при проверке конструкции, так и при заводских приемочных испытаниях и при предъявлении гарантийной претензии.

Большинству проектов не требуется самый высокий доступный класс напряжения; им нужен класс, соответствующий системе, предоставленный с доказательствами. Правильно выбранный и протестированный кабель из сшитого полиэтилена класса 6/35 кВ каждый раз превосходит кабель увеличенного размера с неполной документацией.

Силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6–35 кВ Название продукта: Силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена 6-35 кВ Посмотреть продукт →

Техническое обслуживание, мониторинг и документация о соответствии требованиям

После подачи питания высоковольтная цепь скорее контролируется, чем проверяется. Стандартный набор инструментов включает в себя:

• Распределенное измерение температуры и акустики вдоль маршрута, которое превращает кабель в собственный датчик мощности и обнаруживает сторонние земляные работы.
• Онлайн-мониторинг частичных разрядов в соединениях и выводах, где активность разряда проявляется за несколько месяцев до неисправности.
• Периодическая проверка ограничителей напряжения оболочки, соединительных коробок и соединительных соединений, поскольку нарушения циркуляции оболочки приводят к потерям до того, как они вызывают тревогу.
• Пересмотр тепловых характеристик при изменении характера нагрузки, состояния почвы или соседних источников тепла вдоль коридора.

Соблюдение требований одинаково практично. Храните сертификаты испытаний барабана, протоколы типовых испытаний с засвидетельствованными данными о частичных разрядах, записями об удлинении и сшивке горячей отверждения, а также отслеживание партии материала в одном файле, привязанном к маршруту кабеля. Управление качеством, экологический менеджмент и сертификаты по охране труда и технике безопасности обеспечивают основу, но файл проекта — это то, что разрешает спор. Качество кабеля зависит от его документации на день подачи гарантийной претензии.

Фидер 110 кВ, который прослужит тридцать лет, не тот, у которого самая толстая медь. Это тот, чьи полупроводниковые интерфейсы контролировались во время экструзии, чей экран защищал изоляцию от влаги и чьи соединения были собраны обученными руками в правильных условиях — и данные испытаний подтверждают это. Укажите эти вещи на этапе тендера, а остальные расходы в течение всего срока службы позаботятся сами собой.