Povezivanje ekrana SN kabla kontroliše tri povezana ishoda: inducirani napon ekrana, struja koja kruži u metalnom ekranu, i put koji je dostupan za struju zemljospoja. Povezivanje sa oba kraja održava napon ekrana blizu potencijala zemlje, ali može dodati gubitak cirkulacione struje. Vezanje u jednoj tački prekida petlju stacionarnog stanja, ali dozvoljava naponu da raste prema otvorenom kraju. Unakrsna veza dijeli rutu na koordinirane dijelove tako da se inducirani naponi u velikoj mjeri poništavaju.
Nijedna metoda nije univerzalno najbolja. Izbor zavisi od dužine kruga, struja opterećenja, formiranje faze, razmak, otpor ekrana, kvar na zemlji, raspored uzemljenja, dozvoljeni napon dodira, naziv kabla, zajedničke lokacije, i strategiju održavanja.
Prvo odvojite metalni ekran od poluprovodnog ekrana
Ekstrudirani SN kabl obično ima provodnike i izolacione ekrane napravljene od poluprovodljivih jedinjenja. Ovi slojevi oblikuju električno polje na granicama izolacije. To nisu komponente povezane preko kutija za povezivanje.
Sistem vezivanja deluje na metalni sloj. Taj sloj može koristiti bakarne žice, bakarna traka, koncentrično neutralno, ili kontinuirani metalni omotač. Projektni dokumenti se često koriste ekran, štit, i omotač drugačije. Dijagram povezivanja stoga mora identificirati stvarnu metalnu komponentu, njegov poprečni presek, otpor, greška, i sučelja dodatne opreme.
Postojeći XWA vodič za Tipovi ekrana za SN kablove objašnjava konstrukcijske razlike. Lijepljenje počinje nakon što su poznati metalni dizajn i zemljospoj.
Zašto se napon pojavljuje na ekranu uzemljenog kabla
Naizmjenična struja provodnika stvara promjenjivo magnetsko polje. To polje povezuje metalni ekran i indukuje uzdužni napon. Njegova veličina i faza zavise od struje provodnika, frekvencija, razmak kablova, trolist ili ravna formacija, položaj ekrana, dužina rute, paralelna kola, i obližnje metalne staze.
Uzemljenje na jednoj lokaciji fiksira tu tačku blizu lokalnog potencijala zemlje. Ne uklanja indukciju duž cijele rute. Ako se ekran također povezuje sa zemljom na drugoj lokaciji, dvije veze zatvaraju provodnu petlju. Inducirani napon tada može pokrenuti cirkulirajuću struju kroz ekran, vezivanje vodi, uzemljenja, i spojenih metalnih dijelova.
Ovi gubici su važni jer stvaraju toplotu. IEC 60287-1-1 uključuje gubitke u omotaču i oklopu u proračunima stabilnog stanja struje. IEC 60287-1-2 čini kompromis eksplicitnim za jednojezgrena kola: značajna cirkulirajuća struja može se pojaviti kod spajanja na oba kraja, dok aranžmani sa jednom tačkom ili unakrsno povezani izbegavaju tu komponentu zatvorene petlje kada su ispravno dizajnirani.
Vezivanje na oba kraja favorizuje kontrolu napona, ali stvara petlju
Vezivanje na oba kraja, u nekim dokumentima se naziva i čvrsto ili višestruko spajanje, povezuje metalne ekrane sa zemljom na oba kraja rute. Međutačke uzemljenja se također mogu pojaviti u višestrukom rasporedu. Uzemljene veze ograničavaju stabilan napon ekran-zemlja duž kabla.
Iste veze čine zatvorenu petlju. Inducirani napon pokreće struju oko te petlje tokom normalnog rada opterećenja. Rezultirajući gubitak ekrana povećava ukupnu toplinu kabelskog sistema i može smanjiti dozvoljenu struju provodnika. Efekat nije fiksni procenat. Mijenja se s razmakom kablova, formiranje, otpor ekrana, balans opterećenja, raspored kola, i impedanciju zemaljske staze.
| Karakteristika spajanja na oba kraja | Inženjerska posljedica | Obavezna provjera |
|---|---|---|
| Uzemljenje na oba kraja. | Napon ekrana ostaje kontroliran u odnosu na lokalnu zemlju. | Razlika potencijala Zemlje, bonding-lead duty, i bazi na naponu dodira. |
| Zatvorena metalna petlja. | Struja opterećenja može proizvesti struju koja cirkulira u ekranu i toplinu. | IEC 60287 proračun gubitaka i rezultujući kapacitet. |
| Neprekidna putanja struje kvara. | Sistem ekrana učestvuje u povratu zemljospoja prema projektu mreže. | Područje ekrana, otpor veze, struja zemljospoja, i vrijeme čišćenja. |
| Jednostavan koncept povezivanja. | Možda će biti potrebno manje posebnih spojeva i transpozicija. | Ugrađeni kontinuitet i izbjegavanje neželjenih paralelnih puteva. |
Spajanje na oba kraja može ostati praktično za kraće SN krugove ili rute gdje izračunati gubici ostaju prihvatljivi. Dužina sama po sebi ne odlučuje o metodi. Kompaktno trolistno kolo i široko razmaknuto ravno kolo jednake dužine mogu proizvesti različite inducirane napone i gubitke.
Vezivanje u jednoj tački uklanja stacionarni put cirkulacije
Vezivanje u jednoj tački namerno uzemljuje metalni ekran u jednoj tački. Drugi kraj ostaje izolovan od zemlje u normalnom radu. Bez druge namjerne veze, ekran nema zatvoren put za normalnu cirkulišuću struju.
Kompromis je trajni napon. Napon ekran-zemlja raste sa rastojanjem od tačke spajanja i dostiže svoju najvišu normalnu vrednost blizu izolovanog kraja. Projekt mora provjeriti taj napon u odnosu na izolaciju plašta, spojni i završni interfejsi, pristupačne metalne konstrukcije, kriterijum napona dodira, i odabrani graničnik napona omotača gdje je potreban.
Graničnik napona u omotaču nije normalna uzemljena veza. Ograničava prolazni prenapon provođenjem iznad zaštitnog nivoa. Njegov kontinuirani napon, energetska dužnost, privremeno ponašanje prenapona, dužina olova, koordinacija izolacije, i način kvara pripadaju studiji projekta.
Put kvara i dalje treba namjerno osmisliti
Prekidanje normalne petlje ekrana ne uklanja potrebu za povratnom putanjom zemljospoja. Paralelni provodnik uzemljenja može povezati mreže uzemljenja na oba kraja. Njegova lokacija i transpozicija utječu na inducirani napon i struju. Dizajn također mora uzeti u obzir dijeljenje struje kvara između ekrana, kontinuitet provodnika, elektrode za uzemljenje, konstrukcijski metal, i drugim paralelnim putevima.
Vezivanje u jednoj tački može koristiti vezivanje na krajnjoj tački ili vezivanje u sredini. Povezivanje srednje tačke dijeli rutu tako da inducirani napon raste prema oba kraja, koji može smanjiti maksimalni stajaći napon za istu ukupnu dužinu. Takođe menja zglob, link-box, i aranžmani za kontinuitet zemlje.
Unakrsno povezivanje poništava napon na tri koordinirana sekcije
Unakrsno povezivanje dijeli trofaznu rutu na tri manja dijela. Kod sekcionih spojeva, metalni ekrani se ukrštaju tako da svaki ekran zauzima različitu poziciju induciranog napona u svakoj sekciji. Jedan skup od tri manja dijela čini glavni dio.
Kada dužine sekcija, formiranje kablova, fazni redosled, i opterećenje su dovoljno izbalansirani, tri indukovana fazora napona ekrana uglavnom se poništavaju u glavnom dijelu. Ovo ograničava krajnji napon uz izbjegavanje većine cirkulirajućih struja povezanih s čvrstim vezama.
Otkazivanje nije automatsko. Nejednake dužine presjeka, različiti razmaci, promena formacije, asimetrija paralelnog kola, greške transpozicije faze, ili neispravna veza link-box ostavlja preostali napon. Unakrsno povezivanje stoga zahtijeva model rute i raspored povezivanja, ne samo napomena na tablici sa podacima o kablovima.
| Ulaz za unakrsno povezivanje | Zašto je važno | Potrebni dokazi |
|---|---|---|
| Dužine manjih presjeka. | Nejednaki doprinosi induciranog napona smanjuju otkazivanje. | Odobrena ruta i raspored zajedničkih pozicija. |
| Slijed faza i omotača. | Pogrešna unakrsna veza poništava željeni zbroj fazora. | Link-box dijagram, etikete, i evidenciju kontinuiteta. |
| Formiranje i razmak kablova. | Trolist, stan, a prijelazi mijenjaju međusobnu induktivnu spregu. | Presjeci trase i instalacijski pregled. |
| SVL aranžman. | Zaštita od prijelaza ovisi o koordinaciji izolacije i geometriji izvoda. | Studija, podaci o komponentama, i provera instalirane veze. |
| Zemaljski kontinuitet. | Povrat struje kvara mora ostati dostupan na podijeljenim ekranima. | Dijagram uzemljenja i proračun kvara. |
Unakrsno spajanje često služi duže, jednojezgrena kola većeg kapaciteta, ali to nije automatski opravdano za svaki SN feeder. Njegova toplotna korist mora biti veća od dodatnih spojeva, link boxes, dizajnerski rad, kontrola instalacije, testiranje, i teret održavanja.
Izbor mijenja nazivnu struju kabla
Studija jačine struje treba koristiti odabranu konfiguraciju vezivanja umjesto da je dodaje nakon što je veličina vodiča fiksirana. Gubici ekrana postaju dio termičke ravnoteže. Vezivanje na oba kraja može smanjiti kapacitet kroz gubitak cirkulacione struje. Sistemi sa jednom tačkom i unakrsno povezani sistemi mogu smanjiti taj gubitak, ali vrtložna struja i drugi metalni gubici mogu ostati.
Model ocenjivanja takođe treba uslove rute. Toplotna otpornost tla, raspored kanala, temperatura okoline, dubina ukopa, razmak kablova, faktor opterećenja, susjedna kola, a pretpostavke o isušivanju mogu dominirati konačnim rezultatom. Promjena vezivanja ne može kompenzirati neispravan termalni model rute.
The SN kabl za napajanje konstrukcija i napon specifičan 15kV kabl stranica pruža kontekst proizvoda. Za ocjenu projekta i dalje je potreban stvarni ekran, ruta, formiranje, i podatke o vezivanju.
Dizajn lepljenja mora pokrivati normalno, greška, i prolazni uslovi
Normalan rad određuje trajni napon i cirkulacione gubitke. Ekran određuje zemljospoj, bonding-lead, zemaljski kontinuitet, i dužnost veze. Događaji prebacivanja i munje mogu nametnuti prolazni napon na sekcioniranim omotačima i komponentama link-boxa.
Rast lokalnog potencijala zemlje je također važan. Dva kraja kabla mogu se spojiti na mreže za uzemljenje koje ne ostaju na istom potencijalu tokom kvara. Dizajn vezivanja koji uzima u obzir samo inducirani napon može propustiti napon koji se prenosi sa jednog sistema uzemljenja podstanice na drugi.
CIGRE B1.50 pregled tretira sistem vezivanja kao sistem životnog ciklusa koji uključuje ekrane ili omote, armiranje, izolacione jakne, vezivanje vodi, link boxes, SVLs, testiranje, i održavanje. Njegovo tehnički pregled također napominje da niskonaponski krugovi koriste iste principe, čak i kada komunalna preduzeća primenjuju standardizovanije aranžmane.
Prije proizvodnje treba postojati raspored povezivanja
Fabrika kablova može definisati materijal ekrana, presjek, otpor, konstrukcijske dimenzije, oversheath, i podaci o dodatnom interfejsu. Dizajner sistema mora povezati ta svojstva na mrežu, ruta, uzemljenje, i studija zaštite.
Kompletan raspored se obično snima:
- Električni sistem: napon, frekvencija, maksimalna struja opterećenja, fazni balans, struja zemljospoja, vrijeme čišćenja, metoda uzemljenja, i tranzijentna osnova.
- Podaci o kablovima: veličina provodnika, materijal za ekran ili omotač, metalna površina, otpor, prečnik kabla, formiranje, razmak, i paralelna kola.
- Podaci o ruti: dužine sekcija, zajedničke pozicije, trolisne ili ravne zone, transpozicije, ukrštanja kablova, i lokacijama sa zemljom.
- Shema vezivanja: oba kraja, sa jednom tačkom, midpoint, ili unakrsno vezani dijagram sa vezama i oznakama.
- Zaštita: SVL lokacija i osnova rejtinga, dužina spojnog kabla, nivo izolacije, zemaljski kontinuitet, i ograničenja napona dodira.
- Verifikacija: fabrički podaci sa ekrana, testovi prevlake, provjere kontinuiteta, link-box inspekcija, otpor veze, etikete, i nacrte u stanju izrade.
Puštanje u rad treba da dokaže instalirani dijagram
Ispravan dizajn može propasti kroz jedan ukršteni vodič, jedan neželjeni priključak uzemljenja, ili jedan provodnik otvorenog kontinuiteta. Puštanje u pogon stoga treba provjeriti stvarnu topologiju prije uključivanja.
- Pratite svaki dio ekrana. Potvrdite fazni identitet i svaki terminal priključne kutije u odnosu na odobreni crtež.
- Provjerite namjerne i nenamjerne putanje uzemljenja. Privremene građevinske obveznice, žlezde, oklop, podržava, ili ispitni kablovi mogu zaobići dizajn.
- Provjerite kontinuitet i kvalitet veze. Primijenite proceduru projekta i kriterije prihvatljivosti na ekrane, vezivanje vodi, i provodnici za uzemljenje.
- Ispitajte gornji sloj i izolaciju presjeka. Slijedite primjenjive procedure za kabelski sistem i dodatnu opremu bez prekoračenja ograničenja komponenti.
- Pregledajte SVL-ove i vodiče. Potvrdite lokaciju, orijentacija, dužina veze, izolacija, zaptivanje okoline, i identifikaciju.
- Snimite konačnu konfiguraciju. Zadržite pozicije veze, čitanja, fotografije, odstupanja, i odobrenja sa dosijeom o puštanju u rad.
Kasnije održavanje treba da sačuva istu topologiju. Kutija veze ostavljena u test poziciji, neuspjeli SVL, korozija, ulaz vode, ili nezabilježena veza uzemljenja može promijeniti gubitke i napon ekrana bez promjene provodnika napajanja.
Uobičajena pitanja o vezivanju MV ekrana
Koja metoda daje najveći kapacitet?
Nijedna metoda ne garantuje najveću ocjenu projekta u izolaciji. Aranžmani sa jednom tačkom i unakrsna veza mogu smanjiti gubitak cirkulacione struje, ali termičke uslove rute, vrtložni gubici, bilans sekcije, dizajn ekrana, a operativna ograničenja i dalje kontrolišu rezultat.
Može li ekran kabla ostati neuzemljen na oba kraja?
To nije normalno zadano za strujni SN krug. Metalni ekran treba definiranu referencu, putanja struje kvara, kontrola napona, i pomoćna koordinacija. Posebni aranžmani zahtijevaju studiju sistema i odobreni dijagram.
Da li unakrsno spajanje zahtijeva promjenu položaja faznih provodnika?
Unakrsno spajanje prvenstveno transponuje spojeve omotača na tačkama sekcije. Transpozicija faza-provodnik je posebna odluka o ruti. Model mora odražavati stvarnu formaciju provodnika i svaku fizičku transpoziciju.
Je li graničnik napona u omotaču isti kao i uzemljenje?
br. Veza za uzemljenje obezbeđuje metalnu vezu. SVL ostaje neprovodljiv pri normalnom naponu i ograničava specificirani prolazni napon. Njegov izbor zahtijeva koordinaciju izolacije i energetske provjere.
Zašto kratkom SN dovodu i dalje treba proračun vezivanja?
Visoka struja, širok ravan razmak, paralelna kola, ekrani niskog otpora, potencijalne razlike u zemlji i mreži, ili strogi kriterijumi napona dodira mogu biti važni čak i na kratkoj ruti. Dužina je samo jedan ulaz.
Inženjerski zaključak
Spajanje ekrana SN kabla je odluka o električnom i termičkom sistemu. Povezivanje sa oba kraja kontroliše napon ekrana, ali može stvoriti cirkulišuću struju koja proizvodi toplotu. Vezanje u jednoj tački uklanja normalnu petlju, ali stvara problem stalnog napona i puta kvara. Unakrsno povezivanje balansira te efekte na koordinisanim sekcijama, ali zahtijeva precizne spojeve, link boxes, faziranje, SVLs, testiranje, i održavanje.
Odbranjiva metoda je izračunavanje normalnog napona i gubitaka, provjeriti kvar i prolazne dužnosti, zatim zamrznite raspored povezivanja i puštanja u rad prije proizvodnje. Vezana etiketa bez tih ulaza ne upotpunjuje specifikaciju SN kabla.
Pošaljite kablovski sistem i osnovu za vezivanje
Za tehničko poravnanje, obezbedi napon sistema, frekvencija, opterećenja i uzemljenja, metoda uzemljenja, podaci o provodniku i metalnom ekranu, formiranje kablova, razmak, dužine trase i dionica, zajedničke pozicije, paralelna kola, lokacijama sa zemljom, predloženi dijagram vezivanja, SVL zahtjevi, testovi, količina, i odredište. XWA Power & Kabl može uskladiti konstrukciju kabla i dokumente interfejsa sa odobrenom osnovom sistema.