Styrkablar i elinstallationer — syfte, konstruktionstyper, tillämpning

Kabelprodukter i elektriska nät används för att överföra el över avstånd. De används som direkta kraftledningar för energiflöden eller för drift av kretsar i styr-, skydds-, automations-, signalsystem.

Kraftkablar arbetar främst med högspänningsströmmar upp till 35, 110 kV och mer, eller i ett nätverk på 0,4 kV. De är speciellt designade och tillverkade för en specifik typ av spänning. Referensmodeller används för andra ändamål.

Syfte med styrkablar

Den är inte kopplad till kraftkedjor, utan till deras servicesystem, där ingen ökad effekt överförs. Deras maximala driftspänning är vanligtvis begränsad till 380 eller i vissa fall 1000 volt.

Denna bestämmelse hjälper till att förstå uppdelningen av elektrisk transformatorstationsutrustning i:

• primära kraftkretsar;

• sekundära servicekedjor.

Till exempel, i ställverket i en 110 kV transformatorstation, tillhör all kraftutrustning en primär slinga som direkt distribuerar, tar emot och överför elektrisk energi.

Sekundärkretsarna är anslutna till ström- och spänningsmättransformatorer för att ta hänsyn till de processer som äger rum i primärkretsen, samt till solenoider och styrspolar för strömbrytare, deras hjälpkontakter och repeterare av frånskiljare, separatorer och andra enheter.

All sekundär utrustning är ansluten till varandra i elektriska kretsar genom kablar som är placerade på ytan av byggnadskonstruktioner, i speciella kabelrännor och kanaler, i marken eller utomhus.

Dessa kablar kallas kontroll... Förklarar deras syfte — tillhandahåller kontroll av tekniska processalgoritmer som förekommer i primärslingan.

Med hjälp av styrkablar överförs elektriska signaler genom kretsar:

• mätningar av huvudparametrarna för elektrisk energi;

• kontroll av strömkretsutrustning,

• automatisering och skydd av det elektriska systemet;

• andra anordningar som betjänar grundläggande utrustning.

Hur manöverkablar används

Bilden nedan visar avslutningen av styrkabelns ände från anslutningslådan på en 330 kV HV instrumenttransformator.

För att skydda det från påverkan av miljön används metalltejp och korrugerat rör. Alla styrkablar som går i befintliga elinstallationer är märkta med speciella etiketter och signerade med outplånlig bläck. Detta underlättar avsevärt arbetet och sökandet efter eventuella fel under drift.

På baksidan är styrkablar installerade i distributionsterminaler, lådor, lådor, som visas på följande bild för 330 kV-utrustning.

Samma princip observeras i kretsar med andra spänningar, till exempel 110 kV.

Styrkablar från huvudströmförsörjningsutrustningen läggs genom speciella brickor eller kanaler, matar sina kretsar till terminalnoder, vilket säkerställer tillförlitlig drift av kretsen utomhus under alla väderförhållanden.

Efter att ha monterat de elektriska kretsarna till terminalerna på distributionsskåpen används följande styrkablar igen och lämnar direkt på panelerna i enlighet med schemat och projektet.

En variant av deras anslutning till panelerna för reläskydd och automatisering visas på nästa bild.

De:

• lämna en speciell kabelkanal i två separata strömmar;

• fördelade på vänster och höger sida av panelen;

• jämnt, jämnt fördelat över hela området;

• är riktade till plintarna;

• skär till en viss höjd;

• är markerade på samma sätt.

Ett liknande arrangemang av styrkablarna i kretsarna som de ansluter mellan olika föremål av elektrisk utrustning gäller de utökade logiska kretsarna för de elektriska anslutningarna. Ritningen visar ett fragment av driften av en liknande del av kärnans strömkretsar för mätning av HV 110 kV.

Detta visar:

• svarta trianglar — terminalinstallation av mättransformatorer placerade på höjd;

• vita trianglar — terminaler på ett externt distributionsskåp;

• cirklar — terminaler på reläskyddspanelen. I vårt fall har den ett serienummer — #108.

Detta diagram visar tydligt att styrkabeln ansluter strömkretsar och monterar dem direkt från mättransformatorernas lindningar till reläskydds- och automationspanelerna genom en mellankoppling - ett distributionsterminalskåp.

Vid installation av styrkabeln följs vissa regler för matning av ledningar till terminalpelaren och deras märkning, vilket är nödvändigt för periodiskt förebyggande underhåll och för att utföra strömkontrollmätningar av elektriska signaler under drift.

Styrkabelkonstruktion

Den interna strukturen för varje modell skiljer sig något från alla andra produkter, som visas på bilden nedan för två olika modifieringar.

Men de har alla gemensamma element:

• ledande ledningar;

• isolerande lager på kärnan;

• aggregat;

• skal.

Styrkabeln kan, beroende på kraven för arbetsförhållandena, kompletteras med:

• rustning;

• skärmtejp.

Konduktiva kärntillverkningsfunktioner

Det är ett oumbärligt element i kabeln och är gjord av metall:

• aluminium;

• aluminium koppar sammansättning;

• eller honung.

Ledaren kan tillverkas av en enda solid tråd eller från ett stort antal av dem genom sträckning för att ge flexibilitet till den övergripande strukturen. Enkelkärniga ledningar används för kablar som arbetar under stationära förhållanden som inte utsätts för dynamiska böjnings- och vridningsbelastningar.

För arbetsförhållandena för kabeln i mobila enheter är ledande kärnor gjorda av tvinnade ledningar. Kopparkärntrådar i dem är täckta med ett lager av tenn - de är förtennade eller förblir rena, utan en skyddande beläggning.

Inuti manteln på styrkabeln kan ett annat antal kärnor användas, allt från fyra till 61. För aluminium bör ledarnas tvärsnitt börja från 2,5 mm kvadrat och mer. Men sådana produkter kan endast användas i transformatorstationer med en spänning på 110 kV eller lägre.

Den sekundära utrustningen för transformatorstationer med en högre spänning på 220 kV och högre får endast anslutas med koppartrådar och kablar. Lågpresterande aluminium ger inte hög tillförlitlighet i kritisk utrustning. Aluminium är förbjudet i deras sekundära kretsar.

Tvärsnittet av kopparledarna i styrkablarna är standardiserat från 0,75 till 10 mm2. Tunna diametrar används i lågströmskommunikationskretsar, telemekanik, telestyrning som inte skapar höga signaleffekter.

För högprecisionsmätningssystem som är känsliga för förluster och spänningsfall i kretsen används ökade diametrar på strömledare.

Metallen i de ledande trådarna är nödvändigtvis täckt med ett dielektriskt skikt, vilket utesluter förekomsten av kortslutningsströmmar och läckor mellan dem. Märkningen appliceras på isoleringsskiktet:

1. skalets färg;

2. eller siffror.

I den första metoden används en färg, eller också kan färgränder skapas på den. Numerisk märkning appliceras ofta, med ett mellanrum mellan siffror på minst 3,5 cm.

Tjockleken på det isolerande skiktet på den ledande kärnan har en elektrisk styrka som utesluter nedbrytningen av det dielektriska skiktet vid maximal driftspänning och beror direkt på dess tvärsnitt. Den ökar med ökande tråddiameter.

De isolerade ledningarna sätts ihop till en gemensam bunt och tvinnas för att ge ett standardantal vridningar som gör att kabeln kan böjas i enlighet med databladet.

Klassificering

Styrkablar skiljer sig åt i:

1. metall av ledaren;

2. metalliskt isoleringsmaterial;

3. trådens form;

4. skalmaterial;

5. skyddande beläggning.

Det dielektriska skiktet på basmetallen kan appliceras genom:

• sudd;

• PVC-blandning;

• självsläckande polyeten;

• lågdensitetspolyeten;

• vulkaniserad polyeten.

Trådar är huvudsakligen gjorda av rund form, men i vissa fall har de en platt form.

Skalmaterialet kan vara:

• gummi eller icke brandfarligt;

• PVC-blandning.

Manteln för kontrollkablar som fungerar under extrema förhållanden är skapad av:

• aluminium;

• leda;

• korrugerad stålband.

Skärmar och skyddshöljen är designade för styrkablar som fungerar i fyra klasser av ökad mekanisk belastning:

• Den första typen av kabel fungerar inomhus, i kabelkanaler och diken, utan att utsättas för höga dragkrafter. Deras rustning skapas genom att linda två remsor av stål och belägga dem med en anti-korrosionsblandning.

• Den andra typen är avsedd för användning i kanaler, tunnlar och rum utan dragkrafter.

• Den tredje typen utnyttjas i marken, i diken utan betydande dragkrafter. De har en rustning av dubbla stålremsor, skyddade av ett yttre lock - en PVC-slang.

• Den fjärde typen är designad för att lägga i marken och kanaler. De bör inte utsättas för hög draghållfasthet. Pansringen består av två ståltrådar täckta med ett lager zink och skyddade uppifrån av en slang eller ett PVC-plasthölje.

Beskrivning av märket

Kabeln är märkt med syftet att vara en kortfattad beteckning för att ge fullständig information om dess sammansättning och egenskaper:

• kärna och isolerande skiktmaterial;

• skalets sammansättning och dess struktur;

• närvaron av rustning och dess beläggning;

• antalet ledande ledningar och deras tvärsnitt.

Symboler med stora bokstäver används för att markera styrkablar:

• bokstaven «K» står för «kontroll»;

• metallen i ledaren är avsedd för: aluminium «A»; alumomed — «AM»; med — frånvaron av ett brev;

• trådisoleringsmaterial: gummi — «P»; PVC-förening — «B»; lågdensitetspolyeten — «P»; självsläckande polyeten — «Ps»;

• mantelmaterial: korrugerat stålband — «St»; däck — «R»; icke-brännande gummi — «H; PVC-förening — «B»;

• trådform: platt — «P»; rund — markera inte.

Driftsegenskaper

Effekt av omgivningstemperatur

När en elektrisk ström passerar genom en metallkärna värme genereras, vilket kan påverka isoleringsskiktets egenskaper och struktur, försämra dem eller till och med skapa en nedbrytning av det. Därför övervakas belastningen som passerar genom kabeln av skyddsanordningar och begränsas till utlösning av strömbrytare.

Kabelns driftstemperatur måste motsvara de parametrar som anges i de tekniska villkoren för dess drift.

Vid låga omgivningstemperaturer förlorar många typer av isolering, särskilt de som är baserade på polyeten, sina plastegenskaper och flexibilitet. Även från en lätt böjning i kylan spricker de, blir täckta med ett lager av sprickor och förlorar sina dielektriska egenskaper.

Därför, vid temperaturer under -5 grader Celsius, är installation och läggning av styrkablar förbjuden, och på vintern är förebyggande reparationsarbete på gatan inte ens planerat.

Om det är nödvändigt att eliminera funktionsfel som inträffade i kontrollkablarna under frysning, finns det en speciell teknik för deras förberedelse och uppvärmning genom att ansluta strömmar genom ledningarna med kontroll av deras temperatur.

Arbeta i en aggressiv miljö

Kemisk exponering för kontrollkabeln begränsas genom användning av en gummimantel för dess mantel, som är flexibel och mycket motståndskraftig mot hygroskopicitet. Men dessa saker:

• är dyrare;

• mer mottaglig för värme och låt inte temperaturen stiga över 65 grader;

• tappar elasticiteten vid långvarig användning.

Exponering för ljus

Långvarig exponering för solljus kan förstöra vissa typer av kabelmantlar. De skyddas bäst från denna effekt med pansar, bly och aluminium. Men moderna höljen av gummi och plast behöver inte ett metallhölje för denna livslängdsparameter som deklarerats av tillverkaren.

Mekaniska dragbelastningar

De kan skapas när installationstekniken kränks eller under drift på grund av ökat marktryck av olika anledningar. För att motverka dessa krafter placeras kabeln i en pansar av metallremsor.

Styrkabeln:

• den används när det är nödvändigt att överföra styrsignaler eller andra signaler mellan föremål i den elektriska kretsen som är belägna på avstånd;

• skapas av olika strukturer och skyddsklasser som motsvarar vissa arbetsförhållanden.