Il collegamento dello schermo del cavo MT controlla tre risultati collegati: tensione di schermo indotta, corrente circolante nello schermo metallico, e il percorso disponibile per la corrente di guasto a terra. Il collegamento su entrambe le estremità mantiene la tensione dello schermo vicino al potenziale di terra ma può aggiungere perdite di corrente circolante. Il collegamento a punto singolo interrompe il circuito di stato stazionario ma consente alla tensione di aumentare verso l'estremità aperta. Il collegamento incrociato divide il percorso in sezioni coordinate in modo che le tensioni indotte si annullino in gran parte.
Nessun metodo è universalmente migliore. La scelta dipende dalla lunghezza del circuito, corrente di carico, formazione di fase, spaziatura, resistenza dello schermo, servizio di guasto a terra, predisposizione per la messa a terra, tensione di contatto consentita, valutazione del cavo, sedi congiunte, e strategia di manutenzione.
Per prima cosa separare lo schermo metallico dallo schermo semiconduttivo
Un cavo MT estruso ha normalmente schermi conduttori e isolanti realizzati con composti semiconduttivi. Questi strati modellano il campo elettrico ai confini dell'isolamento. Non sono i componenti collegati tramite box di collegamento.
Il sistema adesivo agisce sullo strato metallico. Quello strato può utilizzare fili di rame, nastro di rame, un neutro concentrico, oppure una guaina metallica continua. I documenti di progetto utilizzano spesso schermo, scudo, E guaina diversamente. Lo schema di collegamento deve quindi identificare il componente metallico vero e proprio, la sua sezione trasversale, resistenza, dovere di colpa, e interfacce accessorie.
La guida XWA esistente a Tipi di schermature per cavi MT spiega le differenze costruttive. Il collegamento inizia dopo che si conoscono la struttura metallica e il servizio di guasto a terra.
Perché la tensione appare sullo schermo del cavo messo a terra
La corrente alternata del conduttore crea un campo magnetico variabile. Questo campo collega lo schermo metallico e induce una tensione longitudinale. La sua grandezza e fase dipendono dalla corrente del conduttore, frequenza, spaziatura dei cavi, formazione trilobata o piatta, posizione dello schermo, lunghezza del percorso, circuiti paralleli, e vicini sentieri metallici.
Una connessione di terra in una posizione fissa quel punto vicino al potenziale di terra locale. Non elimina l'induzione lungo l'intero percorso. Se lo schermo si collega a terra anche in un'altra posizione, le due connessioni chiudono un anello conduttivo. La tensione indotta può quindi guidare la corrente circolante attraverso lo schermo, legare i cavi, collegamenti di terra, e parti metalliche collegate.
Queste perdite sono importanti perché generano calore. CEI 60287-1-1 include le perdite di guaina e armatura nei calcoli della corrente nominale in stato stazionario. CEI 60287-1-2 rende esplicito il compromesso per i circuiti single-core: con il collegamento su entrambe le estremità può verificarsi una corrente circolante significativa, mentre le disposizioni a punto singolo o incrociate evitano quella componente a circuito chiuso se progettate correttamente.
Il collegamento su entrambe le estremità favorisce il controllo della tensione ma crea un anello
Incollaggio su entrambe le estremità, chiamato anche collegamento solido o a più punti in alcuni documenti, collega gli schermi metallici a terra ad entrambe le estremità del percorso. I punti di terra intermedi possono anche apparire in una disposizione a più punti. I collegamenti a terra limitano la tensione schermo-terra stazionaria lungo il cavo.
Le stesse connessioni formano un circuito chiuso. La tensione indotta guida la corrente attorno a quel circuito durante il normale funzionamento del carico. La conseguente perdita di schermatura aumenta il calore totale del sistema di cavi e può ridurre la corrente ammissibile del conduttore. L'effetto non è una percentuale fissa. Cambia con la spaziatura dei cavi, formazione, resistenza dello schermo, bilanciamento del carico, disposizione del circuito, e impedenza del percorso di terra.
| Caratteristica di legame su entrambe le estremità | Conseguenza ingegneristica | Controllo obbligatorio |
|---|---|---|
| Collegamento a terra su entrambe le estremità. | La tensione dello schermo rimane controllata rispetto alla terra locale. | Differenza di potenziale terrestre, dovere di incollaggio del piombo, e base della tensione di contatto. |
| Anello metallico chiuso. | La corrente di carico può produrre corrente circolante e calore sullo schermo. | CEI 60287 calcolo delle perdite e portata risultante. |
| Percorso continuo della corrente di guasto. | Il sistema di schermatura partecipa al ritorno del guasto a terra in base al progetto della rete. | Area dello schermo, resistenza di connessione, corrente di guasto a terra, e tempo di pulizia. |
| Concetto di connessione semplice. | Potrebbero essere necessari meno giunti e trasposizioni speciali. | Continuità del costruito ed evitamento di percorsi paralleli non intenzionali. |
Il collegamento su entrambe le estremità può rimanere pratico per circuiti MT più brevi o percorsi in cui le perdite calcolate rimangono accettabili. La lunghezza da sola non decide il metodo. Un circuito a trifoglio compatto e un circuito piatto ampiamente distanziato di uguale lunghezza possono produrre tensioni e perdite indotte diverse.
Il collegamento a punto singolo rimuove il percorso di circolazione in stato stazionario
Il collegamento a punto singolo mette a terra intenzionalmente lo schermo metallico in un punto. L'altra estremità rimane isolata da terra durante il normale funzionamento. Senza una seconda connessione intenzionale, lo schermo non ha un percorso chiuso per la normale corrente circolante.
Il compromesso è la tensione permanente. La tensione schermo-terra aumenta con la distanza dal punto collegato e raggiunge il valore normale più alto vicino all'estremità isolata. Il progetto deve verificare tale tensione rispetto all'isolamento della guaina, interfacce di giunzione e terminazione, carpenteria metallica accessibile, criteri di tensione di contatto, e il limitatore di tensione della guaina selezionato ove richiesto.
Un limitatore di tensione della guaina non è un normale collegamento a terra. Limita la sovratensione transitoria conducendo al di sopra del suo livello di protezione. La sua tensione continua, dovere energetico, comportamento di sovratensione temporanea, lunghezza del piombo, coordinamento dell'isolamento, e la modalità di guasto appartengono allo studio del progetto.
Il percorso della faglia necessita ancora di una progettazione deliberata
L'interruzione del normale circuito dello schermo non elimina la necessità di un percorso di ritorno del guasto a terra. Un conduttore di continuità di terra parallelo può collegare le reti di terra ad entrambe le estremità. La sua posizione e trasposizione influenzano la tensione e la corrente indotte. La progettazione deve considerare anche la condivisione della corrente di guasto tra gli schermi, il conduttore di continuità, elettrodi di terra, metallo strutturale, e altri percorsi paralleli.
L'unione a punto singolo può utilizzare l'unione del punto finale o l'unione del punto medio. Il legame del punto medio divide il percorso in modo che la tensione indotta aumenti verso entrambe le estremità, che può ridurre la tensione massima permanente per la stessa lunghezza totale. Cambia anche articolazione, casella di collegamento, e disposizioni per la continuità terrestre.
Il collegamento incrociato annulla la tensione su tre sezioni coordinate
Il cross-bonding divide un percorso trifase in tre sezioni minori. Alla sezionalizzazione dei giunti, gli schermi metallici si interconnettono in modo che ciascuno schermo occupi una diversa posizione di tensione indotta in ciascuna sezione. Una serie di tre sezioni minori forma una sezione maggiore.
Quando la sezione è lunga, formazione del cavo, ordine delle fasi, e il caricamento siano sufficientemente bilanciati, i tre fasori della tensione di schermo indotta si annullano in gran parte sulla sezione principale. Ciò limita la tensione finale evitando la maggior parte della corrente circolante associata al collegamento solido.
La cancellazione non è automatica. Lunghezze delle sezioni disuguali, spaziatura diversa, un cambio di formazione, asimmetria del circuito parallelo, errori di trasposizione di fase, oppure un collegamento errato della link-box lascia tensione residua. Il cross-bonding necessita quindi di un modello di percorso e di un programma di connessione, non solo una nota sulla scheda tecnica del cavo.
| Ingresso di legame incrociato | Perché è importante | Servono prove |
|---|---|---|
| Lunghezze della sezione minore. | Contributi diseguali di tensione indotta riducono la cancellazione. | Itinerario approvato e programma delle posizioni congiunte. |
| Sequenza delle fasi e della guaina. | Una connessione incrociata errata vanifica la somma dei fasori prevista. | Diagramma della casella di collegamento, etichette, e registro di continuità. |
| Formazione e spaziatura dei cavi. | Trifoglio, Piatto, e le transizioni modificano l'accoppiamento induttivo reciproco. | Sezioni trasversali del percorso e rilievo degli impianti. |
| Disposizione SVL. | La protezione dai transitori dipende dal coordinamento dell'isolamento e dalla geometria dei conduttori. | Studio, dati dei componenti, e controllo della connessione installata. |
| Continuità terrestre. | Il ritorno della corrente di guasto deve rimanere disponibile attraverso gli schermi sezionati. | Schema di messa a terra e calcolo del servizio di guasto. |
Il legame incrociato spesso dura più a lungo, circuiti single-core di maggiore capacità, ma non è automaticamente giustificato per ogni partenza MT. Il suo beneficio termico deve superare i giunti aggiuntivi, caselle di collegamento, lavoro di progettazione, controllo dell'installazione, test, e oneri di manutenzione.
La scelta modifica la corrente nominale del cavo
Uno studio sulla valutazione della corrente dovrebbe utilizzare la configurazione di collegamento selezionata anziché aggiungerla dopo aver fissato la dimensione del conduttore. Le perdite dello schermo diventano parte del bilancio termico. Il collegamento su entrambe le estremità può ridurre la portata attraverso la perdita di corrente circolante. I sistemi a punto singolo e incrociati possono ridurre tale perdita, ma possono rimanere correnti parassite e altre perdite metalliche.
Il modello di valutazione necessita anche delle condizioni del percorso. Resistività termica del suolo, disposizione dei condotti, temperatura ambiente, profondità di sepoltura, spaziatura dei cavi, fattore di carico, circuiti vicini, e le ipotesi di essiccazione possono dominare il risultato finale. Una modifica del legame non può compensare un modello di percorso termico errato.
IL Cavo di alimentazione MT costruzione e specifica della tensione 15cavo kV la pagina fornisce il contesto del prodotto. La valutazione del progetto necessita ancora della schermata effettiva, itinerario, formazione, e dati di legame.
La progettazione dell'incollaggio deve coprire la normalità, colpa, e condizioni transitorie
Il funzionamento normale determina la tensione permanente e le perdite circolanti. I guasti a terra determinano lo schermo, piombo legante, continuità terrestre, e dovere di connessione. Eventi di commutazione e fulmini possono imporre tensioni transitorie attraverso guaine sezionate e componenti della scatola di collegamento.
Anche l’aumento del potenziale terrestre locale è importante. Due estremità del cavo possono collegarsi a reti di terra che non rimangono allo stesso potenziale durante un guasto. Una progettazione di collegamento che consideri solo la tensione indotta può trascurare lo stress trasferito da un sistema di terra della sottostazione a un altro.
La revisione CIGRE B1.50 tratta il sistema adesivo come un sistema del ciclo di vita che include schermi o guaine, armatura, giacche isolanti, legare i cavi, caselle di collegamento, SVL, test, e manutenzione. Suo panoramica tecnica rileva inoltre che i circuiti a bassa tensione utilizzano gli stessi principi, anche quando i servizi pubblici applicano accordi più standardizzati.
Prima della produzione dovrebbe esistere un programma di connessione
La fabbrica di cavi può definire il materiale dello schermo, sezione trasversale, resistenza, dimensioni costruttive, sopraguaina, e dati di interfaccia accessoria. Il progettista del sistema deve connettere tali proprietà alla rete, itinerario, messa a terra, e studio sulla protezione.
Normalmente viene registrato un programma completo:
- Impianto elettrico: voltaggio, frequenza, corrente di carico massima, equilibrio di fase, corrente di guasto a terra, tempo di compensazione, metodo di messa a terra, e base transitoria.
- Dati via cavo: dimensione del conduttore, materiale dello schermo o della guaina, zona metallica, resistenza, diametro del cavo, formazione, spaziatura, e circuiti paralleli.
- Dati del percorso: lunghezze delle sezioni, posizioni congiunte, trilobato o zone pianeggianti, trasposizioni, incroci di cavi, e posizioni della rete terrestre.
- Schema di legame: entrambe le estremità, punto unico, punto medio, o schema cross-bonded con collegamenti ed etichette link-box.
- Protezione: Posizione SVL e base di classificazione, lunghezza del conduttore di collegamento, livello di isolamento, continuità terrestre, e limiti di tensione di contatto.
- Verifica: dati dello schermo di fabbrica, prove di sovraguaina, controlli di continuità, ispezione della scatola di collegamento, resistenza di connessione, etichette, e disegni as-built.
La messa in servizio dovrebbe dimostrare lo schema installato
Una progettazione corretta può fallire a causa di un cavo incrociato, un collegamento a terra involontario, oppure un conduttore di continuità aperto. La messa in servizio dovrebbe pertanto verificare la topologia effettiva prima dell'eccitazione.
- Traccia ogni sezione dello schermo. Confermare l'identità della fase e ciascun terminale della scatola di collegamento rispetto al disegno approvato.
- Controllare i percorsi di terra intenzionali e non intenzionali. Obbligazioni edili temporanee, ghiandole, armatura, supporta, oppure i puntali possono ignorare il progetto.
- Verificare la continuità e la qualità della connessione. Applicare la procedura di progetto e i criteri di accettazione agli schermi, legare i cavi, e conduttori di continuità di terra.
- Testare la guaina superiore e l'isolamento sezionale. Seguire la procedura relativa al sistema di cavi e agli accessori applicabile senza superare i limiti dei componenti.
- Ispezionare gli SVL e gli elettrocateteri. Conferma la posizione, orientamento, lunghezza della connessione, isolamento, sigillatura ambientale, e identificazione.
- Registra la configurazione finale. Mantieni le posizioni dei collegamenti, letture, foto, deviazioni, e approvazioni con il fascicolo di messa in servizio.
La manutenzione successiva dovrebbe preservare la stessa topologia. Una casella di collegamento lasciata in una posizione di prova, un SVL fallito, corrosione, ingresso d'acqua, oppure un collegamento a terra non registrato può modificare le perdite e la tensione dello schermo senza modificare il conduttore di alimentazione.
Domande comuni sull'incollaggio degli schermi MT
Quale metodo offre la massima portata?
Nessun metodo garantisce da solo il punteggio più alto del progetto. Le disposizioni a punto singolo e incrociate possono ridurre la perdita di corrente circolante, ma percorso condizioni termiche, perdite vorticose, equilibrio della sezione, progettazione dello schermo, e i limiti operativi continuano a controllare il risultato.
La schermatura del cavo può rimanere senza messa a terra su entrambe le estremità?
Questo non è un valore predefinito normale per un circuito MT sotto tensione. Lo schermo metallico necessita di un riferimento definito, percorso della corrente di guasto, controllo della tensione, e coordinazione accessoria. Accordi speciali richiedono uno studio del sistema e uno schema approvato.
Il collegamento incrociato richiede che i conduttori di fase cambino posizione?
L'incollaggio incrociato traspone principalmente i collegamenti della guaina nei punti di sezionamento. La trasposizione del conduttore di fase è una decisione di percorso separata. Il modello deve riflettere l'effettiva formazione del conduttore e l'eventuale trasposizione fisica.
Un limitatore di tensione della guaina è uguale a un collegamento di terra?
NO. Un collegamento di terra fornisce una connessione metallica. Un SVL rimane non conduttivo alla tensione normale e limita lo stress transitorio specificato. La sua scelta richiede il coordinamento dell'isolamento e le verifiche energetiche.
Perché una linea MT corta può comunque aver bisogno di un calcolo di collegamento?
Corrente elevata, ampia spaziatura piatta, circuiti paralleli, schermi a bassa resistenza, differenze di potenziale della rete terrestre, oppure criteri rigorosi di tensione di contatto possono essere importanti anche su un percorso breve. La lunghezza è solo un input.
Conclusione ingegneristica
Il collegamento dello schermo del cavo MT è una decisione relativa al sistema elettrico e termico. Il collegamento su entrambe le estremità controlla la tensione dello schermo ma può creare corrente circolante che produce calore. Il collegamento a punto singolo rimuove il circuito normale ma crea un problema di tensione permanente e percorso di guasto. Il collegamento incrociato bilancia questi effetti tra sezioni coordinate ma richiede giunti accurati, caselle di collegamento, fasatura, SVL, test, e manutenzione.
Il metodo difendibile consiste nel calcolare la tensione e le perdite normali, verificare guasti e funzioni transitorie, quindi congelare il programma di connessione e messa in servizio prima della produzione. Un'etichetta di collegamento senza tali ingressi non completa la specifica del cavo MT.
Invia il sistema di cavi e la base di collegamento
Per allineamento tecnico, fornire tensione al sistema, frequenza, compiti di carico e guasto a terra, metodo di messa a terra, dati sul conduttore e sullo schermo metallico, formazione del cavo, spaziatura, lunghezze del percorso e della sezione, posizioni congiunte, circuiti paralleli, posizioni della rete terrestre, schema di legame proposto, Requisiti SVL, test, quantità, e destinazione. Potenza XWA & Il cavo può allineare la costruzione del cavo e i documenti di interfaccia con la base del sistema approvato.