Nagyfeszültségű tápkábelek: Hogyan válasszuk ki a szigetelést és a névleges feszültséget

A 26/35 kV-os XLPE kábel nem helyettesíti a 0,6/1 kV-os PVC kábelt. Amikor egy projektspecifikáció középfeszültségű betáplálást ír elő, a rossz szigetelés vagy vezetékméret tartós túlmelegedést, idő előtti meghibásodást és nem tervezett kábelcserét okozhat. Tekintsünk egy 20 MVA terhelést 35 kV-on: a vezeték árama körülbelül 330 A. Egy 150 mm²-es, XLPE szigetelésű rézvezető képes ezt az áramot a levegőben továbbvinni, de ugyanannak az alumínium vezetőnek nagyobb keresztmetszetre lenne szüksége ahhoz, hogy ugyanazt az ampilitást teljesítse. Az első kérdés nem az, hogy "melyik márka", hanem "melyik konstrukció" a tényleges üzemi feszültségre, környezetterhelésre és beépítési módra. Ez az útmutató a középfeszültségű (35 kV-ig) nagyfeszültségű tápkábelekre összpontosít, és gyakorlati kiválasztási kritériumokat kínál, amelyeket a mérnökök és a beszerzési menedzserek használhatnak.

Mit jelent a "nagyfeszültség" a tápkábelekben?

A nemzetközi szabványok szerint a kisfeszültség általában 1 kV-ig terjed, a középfeszültség 1 kV-tól 35 kV-ig terjed, a magas feszültség pedig 35 kV felett kezdődik. A közüzemi és ipari gyakorlatban azonban a "nagyfeszültségű tápkábel" kifejezést gyakran használják minden 1 kV feletti kábelre, amely elosztó vagy átviteli áramköröket szolgál ki. Ebben a cikkben az 1,8/3 kV-tól 26/35 kV-ig terjedő tartományra összpontosítunk, amely lefedi a legtöbb ipari és közüzemi középfeszültségű hálózatot. A nagyobb feszültségű rendszerek (66 kV és magasabb) különböző kábelkialakításokon alapulnak, de az alapvető kiválasztási logika hasonló marad. A feszültségosztály megértése elengedhetetlen, mert ez határozza meg a szigetelés vastagságát, az árnyékolás kialakítását és a vizsgálati módszert. Egy 26/35 kV-os kábel külső átmérője nagyjából kétszerese a 8,7/15 kV-os kábelének azonos vezetékméretnél, ami befolyásolja a hajlítási sugarat és az árok szélességét.

Megvizsgálandó legfontosabb építési részletek

A nagyfeszültségű tápkábel négy különálló rétegből áll: vezetőből, vezető árnyékolóból, szigetelésből és szigetelő árnyékolásból, amelyet egy fém pajzs és egy külső köpeny követ. Minden rétegnek meghatározott funkciója van. A vezető ellenállásának meg kell felelnie az IEC 60228 1. vagy 2. osztályának. A vezető árnyékoló és a szigetelő árnyékolás kisimítja az elektromos mezőt, és megakadályozza a részleges kisülést. A fémpajzs egyszerre szolgál a hibaáramok visszatérő útjaként és elektromágneses árnyékolásként is. A külső burkolat lehet PVC, PE vagy égésgátló anyag, a beépítési feltételektől függően. Ügyeljen a vezeték anyagára: a réz alacsonyabb egyenáramú ellenállást biztosít ugyanazon keresztmetszet mellett, míg az alumínium csökkenti a súlyt és a költségeket. A 26/35 kV-os kábeleknél az 50 mm² és 300 mm² közötti keresztmetszetek gyakoriak, és leértékelési tényezőket kell alkalmazni, ha a kábeleket köteggel, betemetve vagy forró környezetben telepítik. A félvezető ernyőket extrudálni kell, és szorosan hozzá kell ragasztani a szigeteléshez, különben üregek keletkeznek, és a részleges kisülés végül erodálja a szigetelést.

XLPE vs PVC szigetelés közép- és nagyfeszültséghez

A szigetelőanyag határozza meg, hogy egy kábel mekkora hő- és elektromos igénybevételt képes elviselni. Az XLPE (térhálósított polietilén) az alapértelmezett választás a közép- és nagyfeszültségű tápkábelekhez, mivel képes fenntartani a 90 °C-os folyamatos vezeték-hőmérsékletet és a 130 °C-os vészhőmérsékletet. Ezzel szemben a PVC-t általában 70 °C-os folyamatos hőmérsékletre korlátozzák. A 0,6/1 kV-os áramköröknél a PVC továbbra is gazdaságos, de a 26/35 kV-os áramköröknél az XLPE szinte szabványos. Az 1. táblázat a legfontosabb jellemzőket hasonlítja össze. A terepen gyakran az anyagok közötti választás az első olyan döntés, amely befolyásolja a XLPE és PVC szigetelés összehasonlítása .

Névleges feszültség kiválasztása: 8,7/15 kV és 26/35 kV

A névleges feszültség U-val van írva ₀ /U, ahol U ₀ a fázis-föld feszültség, U pedig a fázis-fázis feszültség. 26/35 kV-os kábel esetén U ₀ 26 kV és U 35 kV. A gyakorlatban 26/35 kV-os XLPE kábelt használnak a 35 kV-os alállomások áramelosztására, míg a 8,7/15 kV-os kábelek szolgálják az ipari beltéri betáplálást, a városi elosztó hálózatokban pedig a 12/20 kV-os kábelek. A rendszer névleges feszültségénél magasabb névleges feszültség kiválasztása nem feltétlenül javítja a megbízhatóságot; növelheti a költségeket és csökkentheti a rugalmasságot. A helyes névleges érték az, amely megfelel a rendszer maximális üzemi feszültségének és a nullapontos földelés konfigurációjának. Például egy 35 kV névleges feszültségű és hatékonyan földelt nullával rendelkező rendszert 26/35 kV-os kábel szolgálhat ki, míg a földeletlen vagy szigetelt nullarendszer magasabb szigetelési szintet igényelhet. Ezért mindig ellenőrizze a szigetelés szintjét a tervező mérnökkel.

A megfelelő vezeték keresztmetszetének kiválasztása

A vezető keresztmetszetének kiválasztása az ampaitás, a feszültségesés és a rövidzárlati kapacitás egyensúlya. Az áteresztőképességet a vezeték maximális hőmérséklete korlátozza, amely XLPE esetén 90°C. Egy 150 mm²-es rézvezető levegőben körülbelül 360 A 90 °C-on, de ha 25 °C-on talajba van temetve 1,2 K·m/W hőellenállással, az amperabilitás 300 A alá csökkenhet. az 1%-os feszültségesés 35 kV-on általában hosszabb kábelhosszt tesz lehetővé, mint 0,6/1 kV-nál. Rövidzárlat esetén a vezeték nem lépheti túl a maximálisan megengedett hőmérsékletet a hibaelhárítási idő alatt. Egy szabványos útmutató szerint a rézvezetők XLPE szigetelés mellett 1 másodpercig képesek ellenállni a körülbelül 100 A/mm² rövidzárlati áramsűrűségnek. Ezek a számítások határozzák meg a minimális keresztmetszetet, és a beszerzés soha nem fogadhat el vékonyabb vezetéket dokumentált hőszámítás nélkül.

Ahol nagyfeszültségű tápkábeleket használnak

A nagyfeszültségű tápkábelek mindenhol megtalálhatók, ahol az elektromos energiának nagy távolságra kell mozognia. A közüzemi hálózatok 26/35 kV-os XLPE kábeleket használnak az alállomások és a leléptető transzformátorok csatlakoztatására.

XLPE szigetelt tápkábel közép- és nagyfeszültségű elosztáshoz Ez a térhálósított polietilén kábel alkalmas városi hálózatokhoz, ipari üzemekhez és infrastruktúrához. Fejlett szigetelése fokozza az öregedést és a környezeti ellenállást, így megbízható választássá teszi a távolságokon átívelő megbízható erőátvitelhez. Termék megtekintése →

Az ipari üzemek 8,7/15 kV-os kábeleket telepítenek a nagy motorok és áramelosztó panelek ellátására. A vasúti tranzitrendszerek külön tápkábeleket használnak a vontatási alállomások táplálására.

Füstmentes, halogénmentes tápkábel városi vasúti közlekedéshez Ez a metró- és kisvasúti rendszerekhez tervezett 35 kV-os kábel égésgátlást és védelmet nyújt a termeszek és rágcsálók ellen. Megfelel a szigorú biztonsági követelményeknek a földalatti és a pályás környezetben, és megbízható vonóerőt biztosít. Termék megtekintése →

A megújuló energiával kapcsolatos projektek is ezekre a kábelekre támaszkodnak: a napelemes farmok fotovoltaikus kábeleket használhatnak a tömbök egyenáramának összegyűjtésére és egy központi inverter táplálására.

Fotovoltaikus kábel a napenergia egyenáramú átviteléhez Ez a napkollektorokhoz tervezett kábel ellenáll az UV-sugárzásnak, az időjárásnak és az ózonnak. Ónozott rézvezetője és LSZH szigetelése stabil teljesítményt biztosít kültéri körülmények között, hozzájárulva a megújuló energiarendszerek hosszú távú hatékonyságához. Termék megtekintése →

Minőségi és tesztelési szempontok

A megbízható nagyfeszültségű tápkábelt a gyárból való kiszállítás előtt meg kell vizsgálni. A rutinvizsgálatok magukban foglalják a vezeték ellenállásának mérését, a részleges kisülési tesztet a megadott feszültségen, a szigetelési ellenállást és a tápfrekvencia feszültségállósági vizsgálatát. 26/35 kV-os kábelek esetén a részleges kisülési vizsgálat nem mutathat ki helyi kisülést a megadott határérték felett. Ezenkívül mintapróbák ellenőrzik a méretet, a szigetelés vastagságát és a mechanikai tulajdonságokat. A helyszíni átvételi vizsgálatok jellemzően nagyfeszültségű egyenáram-tesztet vagy rezonáns váltóáram-tesztet foglalnak magukban, a kábelrendszertől függően. Ragaszkodjon ahhoz, hogy minden tekercsről megkapja a vizsgálati jelentéseket. Ellenőrizze azt is, hogy a gyár rendelkezik-e a szükséges tanúsítvánnyal, mint például az ISO 9001 és a terméktanúsítványok a tervezett piacra vonatkozóan.

Gyakorlati vásárlási szempontok

vásárláskor nagyfeszültségű tápkábelek , leltározza meg a következő változókat: kábelhossz, szállítócső mérete, szükséges hajlítási sugár, beépítési mélység és környezeti hőmérséklet. Közvetlen eltemetéshez használjon dupla acélszalag páncélzatú kábeleket vagy drótpáncélréteget. Kábeltálcákhoz vagy alagutakhoz égésgátló burkolat szükséges a tűz terjedésének csökkentése érdekében. A hajlítási sugarat gyakran az XLPE kábel külső átmérőjének 12-15-szöröseként adják meg. A szennyeződés, a nedvesség és a mechanikai sérülések a három leggyakoribb oka a középfeszültségű kábelek idő előtti meghibásodásának. Hasonlítsa össze a különböző útvonalak hőcsökkentési tényezőit is. A beépítési feltételek levegőről talajra történő változása 20-30%-kal csökkentheti az áteresztőképességet. Ne feledje, hogy a teljes tulajdonlási költség magában foglalja a kábelt, a telepítést és a meghibásodás költségeit, ezért válasszon olyan szállítót, amely állandó minőséget és megbízható vizsgálati dokumentációt tud nyújtani.

A nagyfeszültségű tápkábel kiválasztása mérnöki döntés a rendszerfeszültségen, a szigetelőanyagon, a vezeték méretén és a telepítési környezeten alapul. Kezdje a specifikációval, majd érvényesítse a szállító tesztelési képességét és eredményeit. Egy megbízható, ISO 9001 és TÜV tanúsítvánnyal rendelkező kábelgyártó biztosítja a szükséges dokumentációt és konzisztenciát a közüzemi, ipari és megújuló projektekhez. Csapatunk 1998 óta foglalkozik közép- és nagyfeszültségű tápkábelek gyártásával, várjuk technikai kérdéseit. Tudjon meg többet rólunk gyártási háttér .