短い答え: 最も制限の厳しいルートセクションは高圧地下ケーブルシステムを管理します. ほとんどの線形に沿った条件はその制限を無効にすることはできません. 短い深い交差点, 混雑したダクトバンク, 乾燥土壌ゾーン, またはジョイントベイにより回路の電流容量が制限される可能性があります. 急激な移行部やシース部分の調整が不十分な場合も、設置が実用的でなくなる可能性があります。. 設計チームはルートを電気系統に分割する必要がある, 熱, 機械的, 民事, そして最初にメンテナンスゾーン. その後、導体のサイズを凍結することができます, ケーブル構造, 関節の位置, ボンディング, そしてドラムの長さ.
実際の設計の問題は、埋設が可能かどうかだけにとどまりません. 作業員がケーブルと付属品のシステム全体を損傷なく設置できるかどうかを尋ねます。. システムは、あらゆるルート条件を通じて必要な負荷を運ぶ必要があります。, 障害や過渡現象に耐える, 検査と修理のためにアクセス可能な状態を維持します.
最も弱いルートセグメントが有用な回路定格を設定します
均一な土壌と一定の埋設深さに基づいた評価は誤解を招く可能性があります. 実際の線形には道路交差が含まれる場合があります, 公共施設の混雑, コンクリートダクトバンク, HDD ボア, トンネル, 橋梁セクション, ジョイントベイ, そしてトランジション. 熱は各場所で利用可能な経路をたどります. 実効熱抵抗が最も高いセグメントが回路のボトルネックになる可能性があります, たとえそれがルートのほとんどを占めていないとしても.
同じ原理が機械的にも当てはまります. 長くて真っ直ぐなトレンチの場合、設置はほとんど困難ではありません, 1 つのダクトの曲がりや高さの変更により、引っ張り張力と側壁の圧力が制御されます. 電気的に, 関節の位置によりシースセクションの長さを制御できる, 誘導電圧, クロスボンディングバランス, およびリンクボックスのレイアウト. チームは民事リリースできない, ケーブル, と電気図面を別々に作成し、製造後にそれらを調整する.
XWA 高圧電力ケーブルの範囲 ケーブル建設のコンテキストを提供します. 最終導体エリア, 金属シース, オーバーシース, 防水壁, ドラムの長さ, およびアクセサリ インターフェイスは承認されたルート モデルに依存します.
ケーブル構造を選択する前にルート モデルを構築する
状況が変化するたびに線形を分割する便利なルート モデル. この変更は評価に影響を与える可能性があります, 引っ張る, ボンディング, 保護, またはメンテナンス. 地理的な連鎖だけでは十分ではありません. 各セグメントは、インストールされた環境と両端のインターフェイスを識別する必要があります。.
| ルートゾーンデータ | 何が変わるのか | 設計凍結前に必要な証拠 |
|---|---|---|
| 埋設深さ, 形成, と位相間隔 | 熱抵抗, 磁場, シース損失, 掘削保護, と路線幅. | ルート断面と調査されたユーティリティ制約. |
| 自然土と人工埋め戻し | 放熱, 乾燥リスク, 長期にわたる格付けの安定性. | 場所および湿度ベースのフィールドまたは実験室の熱抵抗率データ. |
| ダクト材質, 直径, 配置, そして満たす | 熱経路, 引っ張りクリアランス, 摩擦, 曲げジオメトリ, および代替アクセス. | ダクトバンクの図面, ボアデータ, マンドレルの要件, と熱モデル. |
| 交差点と隣接する熱源 | 局所的な温度上昇と相互加熱. | ユーティリティ調査, 分離, 負荷の仮定, 必要に応じて数値的な研究も行います. |
| ジョイントベイとリンクボックスの位置 | ドラムの長さ, シースセクション, クロスボンディング, アクセス, 排水, そしてインストール順序. | 調整された土木および電気レイアウト. |
| 地下水, 洪水, そして汚染 | 防水バリア, オーバーシース, 封印, 腐食防止, およびアクセサリ環境. | 信頼できる最悪の条件に関する地質工学および排水に関する情報. |
| トンネルへの移行, 橋, 軸, または変電所 | 空気定格, サポートします, 火災戦略, 熱機械運動, およびケーブル拘束. | 界面描画と移動・拘束計算. |
このルートスケジュールには改訂管理が含まれている必要があります. 民事変更が遅れると、現在の格付けが無効になる可能性があります, 勉強を引っ張る, 共同スケジュール, ケーブルのデータシートが変更されていない場合でも、シース結合の計算を行うこともできます。.
地下電流容量は熱伝達の計算です
電流により導体損失が発生します, 誘電損失, 金属シースまたはスクリーンの損失. その熱は断熱材を通過しなければなりません, 金属層, オーバーシース, ダクトまたは周囲の埋め戻し, 自生地, そして最後に周囲の境界. 電流容量は、定義された負荷および環境の仮定の下で、指定された温度制限を維持する電流です。.
IEC 60287 定常状態の電流定格の計算方法を提供します. IEC 60853 周期的および緊急事態に対処する. これらの方法にはプロジェクトの入力が必要です; ケーブル サイズに対して 1 つのユニバーサル地下定格を提供していません。. IEC TR 62095 また、数値手法が複雑な形状や境界をより適切に表現できる場合についても説明します。.
土壌の熱抵抗率を測定して特定する
砂などの土の名前, 粘土, または充填自体は信頼できる熱入力ではありません. 熱抵抗率は組成に依存します, 密度, 水分, 温度, 乾燥挙動. IEEE 442 地下ケーブルシステムの周囲で使用される土壌と埋め戻し材の測定をカバーします。.
1 つの平均値で短い不良セクションを隠すことができる. 調査では材料の変更を特定する必要があります, 排水, 地下水, 表面カバー, 他の熱源に近い場所. テスト結果には、熱モデルが正常なものを区別できるように、ルートの位置と合意された水分基準が必要です。, 乾季, 信頼できる長期的な条件.
設計埋め戻しは評価システムの一部です
低抵抗の埋め戻し材は、ケーブルまたはダクトバンクの周囲に制御された熱伝達ゾーンを作成できます。. その値は設置密度によって異なります, 湿気の安定性, 寸法, 配置, と品質管理. 実験室の結果は、分離した場合の現場でのパフォーマンスを保証するものではありません, ボイド, 汚染, または乾燥により材質が変化する.
したがって、建設仕様書では埋め戻しエンベロープを定義する必要があります。, 物質的な受け入れ, 配置方法, 圧縮または流動要件, サンプリング, 記録, 逸脱に対する責任. トレンチの幅または埋め戻しの厚さを変更すると、新しい熱モデルの実行をトリガーする必要があります.
短い交差点が熱のボトルネックになることがよくあります
道路, 鉄道, 河川, 混雑した公共施設, 環境的に制限された地域では、より深い埋葬が必要になることがよくあります, ダクト, スチールケーシング, コンクリート製のケース, HDD, マイクロトンネリング, またはパイプジャッキセクション. これらの方法は民間アクセスや保護の問題を解決しますが、熱抵抗が増加する可能性があります.
横断研究では実際の深さをモデル化する必要があります, 穴の間隔, ケーシングまたはダクトの材質, グラウト, 地下水, 隣接回路, そして長さ. 交差点への出入りも重要です. ケーブル間隔は変更される可能性があります, ダクトが収束する可能性がある, ジオメトリを引っ張ると、異なるジョイントまたはドラムの位置が強制される可能性があります.
よくあるエラーは、オープントレンチ定格を使用し、交差を機械的な詳細としてのみ扱うことです。. 逆チェックを実行する. 交差点が連続定格または緊急定格を設定するかどうかを決定します. 次に、間隔を置くかどうかを決定します, エリアコンダクター, 埋め戻し, 冷却, 回路配置, または運用上の負荷を変更する必要があります.
機械的な保護よりもルート方法の変更が重要
| 設置方法 | 主な強み | 共通に制御する設計制約 |
|---|---|---|
| 直葬 | 直接熱経路があり、比較的簡単な構造で掘削が可能. | 土壌の変動, 外部損傷, 排水, 埋め戻しの品質, そして今後の発掘. |
| ダクトまたはダクトバンク | 定義された廊下と代替アクセスの可能性. | ダクト熱抵抗, 回路のグループ化, ジオメトリを引っ張る, クリーニング, そしてジョイントの間隔. |
| トラフまたはアクセス可能なトレンチ | 検査と制御されたケーブル配置. | 換気, 火の分離, 水管理, カバー, アクセス, 移行をサポートします. |
| トンネルまたは立坑 | 共有インフラストラクチャと密集地域からのアクセス. | 気温, 換気, 火災戦略, 支援部隊, 垂直拘束, 避難制限と. |
| HDDまたはマイクロトンネル | 継続的な地表掘削を行わない横断. | 長さ, 深さ, ボアの曲率, 摩擦, 引っ張り張力, ダクトの動作, グラウト, および修復アクセス. |
CIGRE技術パンフレット 889 土木建設と設置設計の両方を中心とした高電圧地下工事を組織します. その シグルTB 889 概要 直葬もカバー, ダクト, トンネル, シャフト, 非開削工法, 交差点, 引っ張る, 熱機械設計, シースボンディング, およびジョイントベイ. 有益な教訓は、ルート選択は機械的保護のみに頼ることはできないということです.
大型の HV ケーブルにはルート固有の引き込み計算が必要です
高電圧単芯ケーブルは導体面積が大きい場合があります, 厚い断熱システム, 連続金属シース, そしてかなりの質量. 柔軟な取り付けワイヤのように動作しません。. 設置検討では実際のケーブルとルートを確認する必要があります. 入力には曲げ半径が含まれます, 引っ張り張力, 側壁圧力, 牽引装置の制限, ダクトクリアランス, 摩擦, 標高, 曲げシーケンス, および設置温度.
引張り端の最大張力だけが合格基準ではありません. 曲げ部の圧力は、総張力が最大に達する前にケーブルまたはダクトの制限を超える可能性があります。. また、ボアが長いと摩擦が発生するため、大きな不確実性が生じる可能性があります。, 潤滑剤, ダクトの状態, 水, 複数のケーブルを同時に引っ張ると結果が変わります.
実際の設置計画には、計算の前提条件が記録されます。, 引く方向, 機器の位置, 引っ張る方法, コミュニケーション, 速度制御, 最大許容値, 停止基準, 停止したプルに対する緊急事態, 測定された力の記録. 乗組員はダクトを証明して掃除する必要があります, ドラムをプルにかける前に形状を確認します。.
設置後も熱の動きが続く
負荷サイクルにより導体とケーブル構造が加熱および冷却されます。. 大導体 XLPE システムは軸力を発生させることができます, 張力, そして周期的な動き. ダクト内に拘束されたケーブル間の挙動の変化, トンネル内に柔軟に配置されたケーブル, 垂直シャフト, 堅固なサポートと柔軟なサポートの間の移行.
サポート間隔だけでは設計は完了しません. 有効軸方向剛性, 曲げ剛性, 熱膨張, 摩擦, ケーブルの形状, 導体構造, 温度変化, ベンドレイアウト, クリート, そして断層力はすべて重要になる可能性があります. CIGRE ガイダンスでは、これらのケーブル入力にはメーカーのデータまたはフルサイズの測定が必要な場合があると記載されています。.
力と動きが終了付近に集中する可能性があるため、遷移は明示的に計算する必要があります。, 関節, ライザー, 固定点, そして変化をサポートする. デザインでは、動きが発生する可能性がある場所と拘束が作用する場所を明記する必要があります。. また、サポートの配置がどのようにアクセサリを荷重の伝達から保護するかについても示す必要があります。.
金属シースはルート上の電気システムです
金属シースまたはスクリーンが電界制御に貢献, 地絡義務, 一部の建築物における防水対策, そしてボンディングシステム. 配線の長さに関係なく材質や面積を選択しないでください。, 形成, 現在, 接地, および障害解決時間.
送電電圧時, 単一点, 固体, またはクロスボンディング配置はシース電圧に影響を与えます, 循環電流, 損失, リンクボックス, シース電圧リミッタ, 地球の連続性, およびジョイント構成. CIGRE B1.50 は、以上のすべての AC 伝送ケーブル システムを扱います 66 kV は独自設計のシース結合システムを必要とする.
したがって、ジョイントの位置は複数の制約を同時に満たすことができます。:
- 製造可能および輸送可能なケーブル長;
- ドラムへのアクセス, ルートプル, と許容張力;
- シース耐電圧とクロスボンディング部のバランス;
- ジョイントベイスペース, 清潔さ, 排水, 安全な作業アクセス;
- リンクボックスの場所, アース接続, SVL, そして検査;
- 将来の故障箇所, 修理, および交換物流.
チームがケーブルとボンディングの設計を凍結した後に 1 つのジョイント ベイを移動すると、リスト内のすべての項目に影響する可能性があります. この変化により電気が発生するはずです, 熱, 機械的, 民事, およびサプライチェーンのレビュー.
防水保護にはいくつかの独立した境界がある
地下だからといって永久に乾燥しているわけではない. 水は土壌中に存在する可能性があります, ダクト, マンホール, ジョイントベイ, そしてケーブル地下室. 損傷したオーバーシースに沿って移動する可能性があります, 密閉が不十分な端を通って, または、ケーブル構造と付属品のシーリングが妨げない場合は内部経路に沿って.
仕様で区別する必要があります:
- 放射状の遮水壁: ケーブル壁からの水の侵入を制限することを目的とした層.
- 縦方向の止水: 局所的な損傷後の導体または金属スクリーン領域に沿った水の移動を制限することを目的とした材料.
- オーバーシース保護: 金属部品を湿気から保護する外部ポリマー層, 腐食, および機械的損傷.
- 付属品のシーリング: 接合部の界面, 終端, リンクボックス, および一時的なケーブル端.
- 民間用水の管理: 排水, ポンピング, ダクトシール, ジョイントベイのディテール, および洪水レベルの想定.
単一のレイヤーが他のレイヤーに置き換わることはありません. 金属シースは放射状のバリアを提供できますが、それでも健全な接合が必要です, 無傷のオーバーシース, 腐食評価, 制御されたケーブル端シーリング. チームは材料の選択を通じて防水性を検証する必要があります, 製造管理, 設置取り扱い, シーステスト, アクセサリーの仕上がり, そして竣工検査.
ケーブルとアクセサリは 1 つの資格エンベロープを共有する必要があります
IEC 60840 上の押し出しケーブルシステムをカバーします 30 kVまで 150 kV 定格電圧, を含めて 110 記載された電圧定義内の kV クラス. IEC 62067 上記のシステムをカバーします 150 kVまで 500 kV 定格電圧. どちらの規格も、その範囲内で固定設置用のケーブルとアクセサリを対象としています。, ケーブルだけではない.
XWA 110 kVケーブルのページ 電圧固有の製品コンテキストを提供します. プロジェクト仕様では、該当する標準エディションを定義する必要があります。, ケーブルとアクセサリの設計, 事前資格範囲, タイプテスト, ルーチンテストとサンプルテスト, 設置後のテスト, 特別なルートまたは公共施設の要件.
ジョイントと終端により、ジオメトリが異なる境界面が導入されます。, 材料の適合性, 電界グレーディング, 清潔さ, インストールスキル, と熱挙動が一致します. シグルTB 968 これらのインターフェイスを完全なケーブル システムの重要な部分として識別します. したがって、公称電圧と導体サイズだけによるアクセサリの選択は不完全です.
制御されたシーケンスを通じてデザインを凍結する
- 電気デューティを定義する. 記録電圧, 頻度, 継続的および緊急ローディング, 短絡義務, 接地, 切り替え, と信頼性の基準.
- ルートを分割する. 埋葬のあらゆる変化を特定する, 土壌, ダクト, 交差点, トンネル, 軸, 水, 熱源, アクセス, そしてサポート条件.
- 熱性能の計算. 安定して評価する, 周期的な, 緊急, 相互加熱, 交差点, 検証された環境データを使用した移行条件.
- 設置の実現可能性を計算する. ケーブル寸法の確認, 質量, 曲げ, 張力, 側壁圧力, ドラムへのアクセス, 引っ張る方向, と設備.
- ジョイントと結合を調整する. 基本セクションの長さを修正する, ジョイントベイ, リンクボックス, SVL, 地球の連続性, およびシーステスト.
- 構造と資格の確認. 導体を揃える, 絶縁, 金属シース, 水を遮断する, オーバーシース, アクセサリー, 標準, テスト, そして記録.
- インターフェースを閉じます. ルートチェーンをリンクする制御されたスケジュールを 1 つ発行します, 土木図面, サーマルゾーン, ケーブルの長さ, ジョイント, 接着部, 設置方法, そして検査記録.
この順序により、設置後に必要な回路性能を達成できない技術準拠のケーブルを製造するリスクが軽減されます。. より広範な HV および EHV ケーブル市場の見通し 伝送需要が増加している理由を説明する, 一方、路線スケジュールは需要を実行可能な地下システムに変換する文書であり続けます。.
製造前の質問
1 つの電流値でルート全体をカバーできるか?
研究が実質的に異なるすべてのルートセクションをチェックし、下限が見つからない場合のみ. 実際に, 交差点, グループ化されたダクト, 深い穴, 関節領域, トランジションでは別の計算が必要になることがよくあります.
より深い埋没は常により良い保護を提供しますか?
深さが深いほど、表面のリスクが軽減される可能性があります, しかし、通常は熱経路が長くなり、引っ張りや修理が難しくなる可能性があります. 保護性能と熱性能を一緒に評価する.
すべての地下 HV ケーブルには外装が必要ですか?
自動的ではありません. 機械的保護はケーブルからもたらされる可能性がある, ダクト, コンクリート, カバー, ルート制御, またはそれらの組み合わせ. 装甲も損失に影響する, 直径, 重さ, 引っ張る, ボンディング, および障害動作. ルートの危険性とシステム設計が要件を決定します.
ジョイントベイがケーブルエンジニアリングの一部である理由?
アクセス可能なドラムセクションを制御します, 引っ張る方向, アクセサリ環境, シース接着部, リンクボックスの配置, 排水, 出来映え, テスト, そして今後の修理. 彼らの立場は民事的かつ電気的な決定である.
数値熱モデルが正当化されるのはどんな場合か?
幾何学的な場合に便利です, 物質的な境界, 近くの熱源, 表面状態, または、ルート遷移が標準的な分析手法の想定の範囲外にある場合. モデルには依然として検証済みの入力データと合意された検証基準が必要です.
工学的な結論
高圧地中ケーブルシステムをルートから内側に設計. 制限熱ゾーンが転送可能な電流を設定します. 最も難しい引っ張りによりドラムとジョイントの位置を形成します. シースの接合部の形状を検討. 水と腐食の状態がバリアとシールを形成します. アクセスの制約により設置と修理の戦略が決まる.
防御可能な仕様により、すべてのケーブルとアクセサリの要件がルート条件にリンクされます。, 電気的義務, 計算, またはテスト. 電圧クラスと導体サイズはシステム定義の始まりにすぎません.
ルートとシステムベースを提出する
技術的な調整のため, システム電圧を供給する, 頻度, 連続負荷および緊急負荷, 短絡義務, ルートの長さとチェーン数, 埋葬とダクトの断面, 土壌と埋め戻しのデータ, 交差点, HDDまたはトンネルセクション, 地下水の状況, 隣接回路, ジョイントベイの場所, シース接着コンセプト, 設置制限, 適用される規格, テストの期待, 量, そして目的地. XWAパワー & ケーブルはケーブル構造を揃えることができます, セクションの長さ, アクセサリインターフェイス, 承認されたルートに基づいてスケジュールを文書化します.