Stínění VN kabelu řídí tři připojené výstupy: indukované napětí obrazovky, proud cirkulující v kovovém stínění, a cestu dostupnou pro zemní poruchový proud. Spojení na obou koncích udržuje napětí obrazovky blízko zemního potenciálu, ale může zvýšit ztrátu cirkulačního proudu. Jednobodové propojení přeruší ustálenou smyčku, ale umožní nárůst napětí směrem k otevřenému konci. Křížové vazby rozdělují trasu na koordinované úseky, takže indukovaná napětí se do značné míry ruší.
Žádná metoda není univerzálně nejlepší. Výběr závisí na délce okruhu, zátěžový proud, formování fáze, vzdálenost, odpor obrazovky, zemní porucha, uzemňovací uspořádání, přípustné dotykové napětí, hodnocení kabelu, společných míst, a strategie údržby.
Nejprve oddělte kovové stínění od polovodivého stínění
Extrudovaný kabel vysokého napětí má obvykle stínění vodičů a izolace vyrobené z polovodivých sloučenin. Tyto vrstvy tvarují elektrické pole na hranicích izolace. Nejsou to komponenty připojené přes link boxy.
Spojovací systém působí na kovovou vrstvu. Tato vrstva může používat měděné dráty, měděná páska, soustředný neutrální, nebo souvislý kovový plášť. Projektové dokumenty často používají obrazovka, štít, a pochva jinak. Schéma zapojení proto musí identifikovat skutečnou kovovou součást, jeho průřez, odpor, zavinění, a rozhraní příslušenství.
Stávající průvodce XWA Typy stínění VN kabelů vysvětluje konstrukční rozdíly. Lepení začíná poté, co je známo kovové provedení a zemní ochrana.
Proč se na stínění uzemněného kabelu objevuje napětí
Střídavý proud vodiče vytváří měnící se magnetické pole. Toto pole spojuje kovovou clonu a indukuje podélné napětí. Jeho velikost a fáze závisí na proudu vodiče, frekvence, rozteč kabelů, trojlístek nebo plochý útvar, pozici obrazovky, délka trasy, paralelní obvody, a blízké kovové cesty.
Zemní spojení na jednom místě fixuje tento bod blízko místního zemního potenciálu. Neodstraňuje indukci po celé trase. Pokud se obrazovka také připojí k zemi na jiném místě, oba spoje uzavírají vodivou smyčku. Indukované napětí pak může pohánět cirkulující proud skrz obrazovku, spojovací vodiče, zemní spojení, a připojené kovové části.
Tyto ztráty jsou důležité, protože vytvářejí teplo. IEC 60287-1-1 zahrnuje ztráty pláště a pancíře ve výpočtech jmenovitého proudu v ustáleném stavu. IEC 60287-1-2 činí kompromis explicitní pro jednojádrové obvody: při spojování na obou koncích může dojít k významnému cirkulačnímu proudu, zatímco jednobodová nebo zkříženě propojená uspořádání se vyhýbají této součásti s uzavřenou smyčkou, pokud jsou správně navrženy.
Spojení na obou koncích podporuje řízení napětí, ale vytváří smyčku
Oboustranné lepení, v některých dokumentech se také nazývá pevná nebo vícebodová vazba, spojuje kovové zástěny se zemí na obou koncích trasy. Mezilehlé zemské body se mohou také objevit ve vícebodovém uspořádání. Uzemněné spoje omezují napětí mezi stíněním a zemí v ustáleném stavu podél kabelu.
Stejná spojení tvoří uzavřenou smyčku. Indukované napětí pohání proud kolem této smyčky během normální zátěže. Výsledná ztráta stínění zvyšuje celkové teplo kabelového systému a může snížit přípustný proud vodičů. Účinek není fixní procento. Mění se s roztečí kabelů, formace, odpor obrazovky, vyvážení zátěže, uspořádání obvodů, a impedance zemské dráhy.
| Charakteristika oboustranného lepení | Inženýrský důsledek | Požadovaná kontrola |
|---|---|---|
| Uzemnění na obou koncích. | Napětí obrazovky zůstává řízeno vzhledem k místní zemi. | Rozdíl zemského potenciálu, bonding-olovo clo, a na bázi dotykového napětí. |
| Uzavřená kovová smyčka. | Zatěžovací proud může produkovat cirkulační proud a teplo na obrazovce. | IEC 60287 výpočet ztrát a výsledná kapacita. |
| Nepřetržitá cesta poruchového proudu. | Stínění se podílí na návratu zemní poruchy podle návrhu sítě. | Oblast obrazovky, odpor připojení, zemní poruchový proud, a čas čištění. |
| Jednoduchý koncept připojení. | Může být zapotřebí méně speciálních spojů a transpozic. | Kontinuita a zamezení nezamýšlených paralelních cest. |
Spojení na obou koncích může zůstat praktické pro kratší obvody vn nebo trasy, kde jsou vypočítané ztráty přijatelné. Samotná délka nerozhoduje o metodě. Kompaktní trojlískový obvod a široce rozmístěný plochý obvod stejné délky mohou produkovat různá indukovaná napětí a ztráty.
Jednobodové lepení odstraňuje ustálenou cirkulační cestu
Jednobodové spojení záměrně uzemní kovovou clonu v jednom bodě. Druhý konec zůstává za normálního provozu izolován od země. Bez druhého záměrného spojení, obrazovka nemá uzavřenou cestu pro normální cirkulační proud.
Kompromisem je stojaté napětí. Napětí mezi stíněním a zemí se zvyšuje se vzdáleností od bodu spojení a dosahuje nejvyšší normální hodnoty poblíž izolovaného konce. Návrh musí zkontrolovat toto napětí proti izolaci pláště, rozhraní spojů a zakončení, přístupné kovové práce, kritéria dotykového napětí, a zvolený omezovač napětí pláště tam, kde je vyžadován.
Omezovač napětí pláště není normální zemnící spoj. Omezuje přechodné přepětí vedením nad jeho ochrannou úroveň. Jeho trvalé napětí, energetická povinnost, dočasné přepěťové chování, délka vedení, koordinace izolace, a poruchový režim patří do projektové studie.
Zlomová cesta stále potřebuje promyšlený návrh
Přerušení normální smyčky stínění neodstraňuje potřebu zpětné cesty zemního spojení. Paralelní zemnící vodič může spojit zemnící mřížky na obou koncích. Jeho umístění a transpozice ovlivňují indukované napětí a proud. Návrh musí také vzít v úvahu sdílení poruchového proudu mezi obrazovkami, vodič kontinuity, zemnící elektrody, konstrukční kov, a další paralelní cesty.
Jednobodové lepení může používat koncové nebo střední spojení. Midpoint bonding rozděluje trasu, takže indukované napětí stoupá směrem k oběma koncům, který může snížit maximální stojaté napětí na stejnou celkovou délku. Mění i kloub, odkaz-box, a uspořádání zemní kontinuity.
Křížová vazba ruší napětí na třech koordinovaných sekcích
Křížové lepení rozděluje třífázovou trasu na tři menší části. Při dělení spojů, kovová stínění se vzájemně propojují, takže každé stínění zaujímá v každé sekci jinou pozici indukovaného napětí. Jedna sada tří vedlejších sekcí tvoří hlavní sekci.
Při délce úseku, tvorba kabelu, pořadí fází, a zatížení jsou dostatečně vyvážené, tři indukované fázory stínového napětí z velké části ruší hlavní část. To omezuje koncové napětí a zároveň zabraňuje většině cirkulujícího proudu spojeného s pevným spojením.
Zrušení není automatické. Nestejné délky úseků, různé rozestupy, změna formace, asymetrie paralelního obvodu, chyby fázové transpozice, nebo nesprávné spojení link-box zanechává zbytkové napětí. Křížové vazby proto potřebují model trasy a harmonogram spojení, nejen poznámka v datovém listu kabelu.
| Vstup pro křížové vazby | Proč na tom záleží | Potřebný důkaz |
|---|---|---|
| Délky menších úseků. | Nestejné příspěvky indukovaného napětí snižují zrušení. | Schválený plán trasy a společných pozic. |
| Sekvence fází a plášťů. | Špatné propojení překazí zamýšlený součet fázorů. | Schéma odkazové krabice, štítky, a záznam kontinuity. |
| Tvorba a rozmístění kabelů. | Jetel, byt, a přechody mění vzájemnou indukční vazbu. | Průřezy tras a průzkum instalace. |
| SVL uspořádání. | Přechodová ochrana závisí na koordinaci izolace a geometrii vedení. | Studie, komponentní data, a kontrola nainstalovaného připojení. |
| Kontinuita Země. | Návrat k poruchovému proudu musí zůstat dostupný na obrazovkách rozdělených do sekcí. | Schéma uzemnění a výpočet poruchy. |
Křížové vazby často slouží déle, jednojádrové obvody s vyšší kapacitou, ale není to automaticky zdůvodněno u každého VN podavače. Jeho tepelný přínos musí převyšovat nadbytečné spoje, odkazová pole, projekční práce, kontrola instalace, testování, a zátěží na údržbu.
Tato volba změní jmenovitý proud kabelu
Studie proudového hodnocení by měla používat vybranou konfiguraci spojování spíše než ji přidávat po stanovení velikosti vodiče. Ztráty stínění se stávají součástí tepelné bilance. Spojení na obou koncích může snížit ampacitu ztrátou cirkulačního proudu. Jednobodové a křížově propojené systémy mohou tuto ztrátu snížit, ale mohou zůstat vířivé proudy a další kovové ztráty.
Model hodnocení také potřebuje podmínky trasy. Tepelný odpor půdy, uspořádání potrubí, okolní teplotu, hloubka pohřbu, rozteč kabelů, faktor zatížení, sousední okruhy, a předpoklady sušení mohou dominovat konečnému výsledku. Změna vazby nemůže kompenzovat nesprávný model tepelné trasy.
The VN napájecí kabel konstrukce a specifické napětí 15kV kabel stránka poskytuje kontext produktu. Hodnocení projektu stále potřebuje aktuální obrazovku, trasa, formace, a spojovací data.
Návrh lepení musí pokrývat normální, chyba, a přechodné stavy
Normální provoz určuje stojaté napětí a ztráty v oběhu. Zemní poruchy určují obrazovku, lepení-olovo, kontinuita země, a povinnost připojení. Spínací události a blesky mohou způsobit přechodné napětí přes dělené pláště a komponenty spojovací skříně.
Důležitý je také místní nárůst zemního potenciálu. Dva konce kabelu se mohou připojit k zemnicím mřížkám, které nezůstávají na stejném potenciálu během poruchy. Návrh propojení, který bere v úvahu pouze indukované napětí, může vynechat napětí přenášené z jednoho zemnicího systému rozvodny do druhého.
Recenze CIGRE B1.50 považuje spojovací systém za systém životního cyklu, který zahrnuje obrazovky nebo pláště, pancéřování, izolační bundy, spojovací vodiče, odkazová pole, SVL, testování, a údržbu. Jeho technický přehled také poznamenává, že obvody s nižším napětím používají stejné principy, i když energetické společnosti uplatňují standardizovanější uspořádání.
Před výrobou by měl existovat plán připojení
Továrna na kabely může definovat materiál stínění, průřez, odpor, stavební rozměry, opláštění, a data rozhraní příslušenství. Návrhář systému musí tyto vlastnosti připojit k síti, trasa, uzemnění, a studie ochrany.
Normálně se zaznamenává kompletní rozvrh:
- Elektrický systém: napětí, frekvence, maximální zatěžovací proud, fázová rovnováha, zemní poruchový proud, doba čištění, metoda uzemnění, a přechodný základ.
- Data kabelu: velikost vodiče, materiál obrazovky nebo pláště, kovová oblast, odpor, průměr kabelu, formace, vzdálenost, a paralelní obvody.
- Údaje o trase: délky úseků, společné pozice, trojlístek nebo ploché zóny, transpozice, křížení kabelů, a umístění zemní sítě.
- Schéma lepení: oba konce, jednobodový, střed, nebo křížený diagram se spoji a štítky link-box.
- Ochrana: SVL umístění a rating základ, délka spojovacího vodiče, úroveň izolace, kontinuita země, a limity dotykového napětí.
- Ověření: tovární údaje obrazovky, testy překrytí, kontroly kontinuity, kontrola odkazového boxu, odpor připojení, štítky, a výkresy skutečného stavu.
Uvedení do provozu by mělo prokázat nainstalované schéma
Správný návrh může selhat přes jeden zkřížený přívod, jedno nechtěné uzemnění, nebo jeden vodič s otevřenou kontinuitou. Uvedení do provozu by proto mělo před uvedením do provozu ověřit skutečnou topologii.
- Sledujte každou sekci obrazovky. Potvrďte identitu fáze a každý terminál propojovacího boxu podle schváleného výkresu.
- Zkontrolujte úmyslné a nezamýšlené zemské cesty. Dočasné stavební vazby, žlázy, brnění, podporuje, nebo testovací vodiče mohou obejít design.
- Ověřte kontinuitu a kvalitu připojení. Použijte projektový postup a kritéria přijetí na obrazovky, spojovací vodiče, a zemní vodiče.
- Otestujte plášť a izolaci sekcí. Postupujte podle příslušného postupu pro kabelový systém a příslušenství, aniž byste překročili limity součástí.
- Zkontrolujte SVL a svody. Potvrďte polohu, orientace, délka připojení, izolace, environmentální těsnění, a identifikaci.
- Zaznamenejte konečnou konfiguraci. Udržujte pozice odkazů, čtení, fotografie, odchylky, a schválení s uvedením do provozu.
Pozdější údržba by měla zachovat stejnou topologii. Pole odkazu ponecháno v testovací pozici, neúspěšný SVL, koroze, vstup vody, nebo nezaznamenaná zemnící vazba může změnit ztráty a napětí stínění bez změny napájecího vodiče.
Časté otázky týkající se lepení MV obrazovky
Která metoda poskytuje nejvyšší kapacitu?
Žádná metoda nezaručuje nejvyšší hodnocení projektu samostatně. Jednobodová a křížově propojená uspořádání mohou snížit ztráty cirkulačního proudu, ale tepelné podmínky trasy, vířivé ztráty, oddílová bilance, design obrazovky, a provozní limity stále kontrolují výsledek.
Může stínění kabelu zůstat na obou koncích neuzemněné??
To není normální výchozí nastavení pro obvod VN pod napětím. Kovové stínění potřebuje definovanou referenci, cesta poruchového proudu, ovládání napětí, a koordinace příslušenství. Zvláštní opatření vyžadují systémovou studii a schválený diagram.
Vyžaduje křížové propojení fázové vodiče ke změně polohy?
Křížové lepení primárně transponuje spoje pláště v místech dělení. Transpozice fázového vodiče je samostatným rozhodnutím o cestě. Model musí odrážet skutečné vytvoření vodiče a jakoukoli fyzickou transpozici.
Je omezovač napětí pláště stejný jako zemní spojení?
Žádný. Zemnící článek poskytuje kovové spojení. SVL zůstává nevodivý při normálním napětí a omezuje specifikované přechodné napětí. Jeho výběr vyžaduje koordinaci izolace a kontroly energetické náročnosti.
Proč může krátký vysokonapěťový podavač stále potřebovat výpočet lepení?
Vysoký proud, široký plochý rozestup, paralelní obvody, obrazovky s nízkým odporem, rozdíly potenciálu zemské sítě, nebo přísná kritéria dotykového napětí mohou mít význam i na krátké trase. Délka je pouze jeden vstup.
Inženýrský závěr
Stínění VN kabelů je rozhodnutím elektrického a tepelného systému. Spojení na obou koncích řídí napětí obrazovky, ale může vytvářet cirkulující proud produkující teplo. Jednobodové propojení odstraňuje normální smyčku, ale vytváří problém se stálým napětím a poruchou. Křížové lepení vyrovnává tyto efekty napříč koordinovanými sekcemi, ale vyžaduje přesné spoje, odkazová pole, fázování, SVL, testování, a údržbu.
Obhájitelnou metodou je výpočet normálního napětí a ztrát, ověřit poruchové a přechodné povinnosti, pak před výrobou zmrazte plán připojení a uvedení do provozu. Připojovací štítek bez těchto vstupů nedoplňuje specifikaci VN kabelu.
Pošlete kabelový systém a základ pro lepení
Pro technické vyrovnání, zajistit systémové napětí, frekvence, zatížení a zemní poruchy, metoda uzemnění, údaje o vodiči a kovovém stínění, tvorba kabelu, vzdálenost, délky tras a úseků, společné pozice, paralelní obvody, umístění zemní sítě, navrhované schéma lepení, Požadavky SVL, testy, množství, a cíl. Výkon XWA & Kabel může sladit konstrukci kabelu a dokumenty rozhraní se schváleným systémem.