Выбор кабеля среднего напряжения для промышленных проектов: Спецификация, Установка, и пределы тестирования
Выбор кабеля среднего напряжения для промышленного проекта – это не только выбор напряжения. Конструкция кабеля должна соответствовать напряжению системы., уровень неисправности, среда маршрута, метод установки, требование к металлическому экрану, оболочка и броневая защита, аксессуары, и план испытаний. Кабель среднего напряжения, который выглядит правильно при номинальном напряжении, все равно может создавать проблемы, если трасса кабеля не соответствует ограничениям по радиусу изгиба., если натяжение не контролируется, если метод крепления экрана неясен, или если заделки установлены в плохих условиях на месте.
XWA рассматривает требования к кабелям среднего напряжения со стороны завода и инженеров.. В спецификации проекта сначала должны быть определены электрические нагрузки., далее маршрут и условия установки. Только после того, как эти детали будут ясны, можно будет подтвердить строительство., включая размер проводника, система изоляции, металлический экран, броня, внешняя оболочка, длина барабана, и документация. На этой странице старая статья о выборе среднего напряжения превращается в практический инженерный справочник по промышленному распределению электроэнергии., горнодобывающие площадки, коммунальные услуги, возобновляемые растения, подстанции, и большие объекты.
Первое решение – системная обязанность, не название каталога кабелей
Перечень кабелей среднего напряжения часто начинается с таких терминов, как 11 кВ кабель, 15 кВ кабель, 20 кВ кабель, или 33 кВ кабель. Эти имена полезны, но они не определяют полный кабель. Один и тот же класс напряжения может встречаться в разных системах заземления сетей., уровни неисправности, длина маршрута, способы установки, и условия окружающей среды. Кабель для внутренней фидерной подстанции подвергается различным рискам, чем кабель, проходящий через шахту., схема сбора солнечной электростанции, или маршрут распределения коммунальных услуг.
В проекте электрооборудования должно быть определено номинальное напряжение системы., максимальное рабочее напряжение, уровень изоляции, частота, фазовое расположение, ток нагрузки, ток короткого замыкания, продолжительность неисправности, и философия защиты. Эти значения влияют на размер проводника., класс изоляции, дизайн экрана, и аксессуары. XWA связывает этот обзор с Силовой кабель среднего напряжения ассортимент продукции, но окончательная конфигурация кабеля все равно зависит от данных проекта.
В общей слабой спецификации говорится только ?Кабель среднего напряжения из сшитого полиэтилена? или ?Силовой кабель среднего напряжения.? этой формулировки недостаточно. Он не определяет класс напряжения, материал проводника, размер проводника, экран из медной проволоки или экран из ленты, тип брони, состав оболочки, поведение при пожаре, требование блокировки воды, или применимый стандарт. Там также ничего не сказано о длине барабана., точки изгиба маршрута, состояние траншеи, прекращение, и приемочные испытания. XWA рассматривает имя кабеля как отправную точку., не окончательный инженерный ответ.
Класс напряжения и уровень изоляции должны соответствовать проекту сети.
Стандарты кабелей среднего напряжения отделяют номинальные названия кабелей от уровней изоляции.. В проекте может использоваться 11 кВ сеть, но обозначение кабеля может выглядеть как 6/10(12) кВ или 8.7/15(17.5) кВ в зависимости от проектной основы и местной практики. А 33 цепь кВ может использовать 18/30(36) кВ кабель. Точное обозначение должно соответствовать напряжению системы и выбранному стандарту..
| Инженерный предмет | Почему это важно | Что подтверждает XWA |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение | Определяет класс сети и семейство продуктов. | 6 кВ, 10/11 кВ, 15 кВ, 20 кВ, 33/35 кВ или другой класс проекта |
| Самое высокое напряжение системы | Контролирует уровень изоляции и стандартное обозначение | Выражение номинального напряжения, например 6/10(12) кВ или 18/30(36) кВ |
| Уровень и продолжительность неисправности | Влияет на термическую стойкость проводника и экрана | Ток короткого замыкания, время неисправности, и основы настройки защиты |
| Метод заземления | Влияет на ток экрана, поведение при замыкании на землю, и устройство склеивания | Твердое заземление, сопротивление заземления, изолированная система, или метод, определенный проектом |
| Ток нагрузки и длина маршрута | Влияет на размер проводника, пропускная способность, и падение напряжения | Непрерывный ток, метод установки, группировка, температура окружающей среды, и предел падения напряжения |
МЭК 60502-2 обычно называют силовые кабели с экструдированной изоляцией из 6 кВ до 30 номинальные классы кВ. Он дает основу стандартов для строительства и испытаний., но это не заменяет проектирование. Стандарт не решает, нужна ли сайту броня, сколько поворотов маршрута допустимо, какое сопротивление почвы применяется, или как будут установлены аксессуары. Эти условия обусловлены проектом и методом установки..
Размер проводника контролируется не только силой тока.
Размер проводника обычно начинается с тока нагрузки., но промышленные фидеры среднего напряжения требуют дополнительных проверок. Мощность зависит от способа установки., температура окружающей среды, состояние почвы, группировка, глубина захоронения, расположение воздуховодов, термическое сопротивление, и рабочая температура проводника. Размер, который работает в воздухе, может не работать в перегруженных подземных воздуховодах.. Размер, пропускающий непрерывный ток, все равно может не соответствовать требованиям по термической стойкости при коротком замыкании или падению напряжения..
Падение напряжения становится важным, когда трасса кабеля длинная или когда запускаются большие двигатели.. Пусковой ток двигателя может вызвать временное снижение напряжения.. Системы сбора возобновляемых источников энергии могут иметь длинные маршруты между инверторными станциями и подстанциями.. Маршруты горнодобывающих и промышленных предприятий могут иметь множество поворотов., переходы, и параллельные питатели. XWA может предоставить данные о конструкции кабеля и сопротивлении., пока разработчик проекта проверяет окончательный расчет распределения нагрузки и падения напряжения.
Материал проводника также меняет конструкцию.. Медь обеспечивает более высокую проводимость при том же поперечном сечении и часто поддерживает кабели меньшего диаметра.. Алюминий снижает вес и стоимость материала., но обычно требуется проводник большего размера для того же целевого тока и падения напряжения.. Система подключения должна соответствовать материалу проводника.. Выбор наконечников, метод сжатия, контроль оксидов, качество соединений влияет на надежность эксплуатации.
Экран, оболочка, и броня - это решения по рискам проекта
Конструкция кабеля среднего напряжения обычно включает экран проводника., Изоляция из сшитого полиэтилена, изоляционный экран, металлический экран, наполнитель или связующее, где это применимо, броня для механической защиты, если указано, и внешняя оболочка. Каждый слой имеет функцию. Удаление или изменение слоя без понимания риска маршрута может создать точки отказа..
Металлический экран обеспечивает путь заземления и помогает контролировать электрическое поле вокруг системы изоляции.. В его конструкции может использоваться экран из медной проволоки., экран из медной ленты, или другой металлический слой, определенный проектом. Требуемое сечение экрана зависит от тока и продолжительности замыкания на землю.. Непрерывность экрана, склеивание экрана, и качество выполнения заделки имеют решающее значение в системах среднего напряжения..
Броня не требуется автоматически для каждого кабеля среднего напряжения.. Это полезно для прямого захоронения., механическое воздействие, риск грызунов, промышленные дворы, горные маршруты, и места, где могут возникнуть земляные работы или внешнее давление. Это также может увеличить вес кабеля., диаметр, изгибная жесткость, и вытягивание сложности. Для подноса, воздуховод, или хорошо защищенные внутренние маршруты, небронированная конструкция может быть приемлемой, если это позволяет спецификация проекта. Более безопасное решение зависит от уязвимости маршрута., не по универсальному правилу.
| Состояние маршрута | Общее направление строительства | Инженерная осторожность |
|---|---|---|
| Крытая подстанция или помещение распределительного устройства | Допускается использование небронированного или слегка защищенного кабеля среднего напряжения. | Пространство завершения, требование пожарной безопасности, и маршрут изгиба остаются важными |
| Подземная траншея или прямое захоронение | Часто указывается бронированный кабель среднего напряжения или дополнительная механическая защита. | Необходимо проверить тепловое состояние почвы и защиту оболочки. |
| Промышленная площадка с риском транспортных средств или раскопок | Броня, предупреждающая лента, воздуховод, или может потребоваться проектирование защитного маршрута | Механическая защита не устраняет необходимости правильного заглубления и разметки маршрута. |
| Банк длинных воздуховодов | Небронированная или бронированная конструкция зависит от защиты воздуховода и пределов тягового усилия. | Вытягивание напряжения, давление на боковую стенку, и рассеивание тепла становятся ключевыми ограничениями |
| Влажный или подверженный воздействию воды маршрут | Могут быть указаны требования к водоблокирующему слою или оболочке. | Герметичные торцы и хранение в бочках являются частью контроля влажности. |
Для проектов, сравнивающих уровни механической защиты, соответствующая статья XWA о бронированные и небронированные кабели дает дополнительный контекст риска маршрута. В системе среднего напряжения, это сравнение должно также учитывать жесткость на изгиб, аксессуар подходит, и монтажное оборудование.
Ограничения по установке могут привести к отклонению технически правильного кабеля.
Выбор кабеля среднего напряжения должен учитывать конструктивные особенности.. IEEE и спецификации общедоступных проектов неоднократно подчеркивают планирование маршрутов., условия вытягивания, радиус изгиба, кабельная опора, смазка, герметичные концы кабеля, и проверка перед подачей питания. Эти элементы имеют значение, поскольку системы изоляции среднего напряжения чувствительны к механическим повреждениям.. Кабель может пройти заводские испытания и все равно выйти из строя раньше, если установка погнется., тянет, царапины, или загрязняет систему изоляции.
Минимальный радиус изгиба зависит от конструкции кабеля., диаметр, броня, класс дирижера, и стандартные данные или данные производителя. Бронированный кабель большего размера требует больше места в углах траншеи., стояки, входы в распределительные устройства, и точки завершения. Натяжение натяжения и давление на боковую стенку также должны оставаться в допустимых пределах.. Длинные маршруты с несколькими поворотами могут стать непригодными, если на маршруте не используются точки стягивания., ролики, каналы, или пересмотренное планирование барабана.
Торцевое уплотнение заслуживает особого внимания.. Влага может попасть на концы кабеля во время хранения., транспорт, или время ожидания сайта. Кабельные барабаны среднего напряжения следует хранить и транспортировать так, чтобы концы кабелей оставались герметизированными и защищенными.. Если концы повреждены, влажный, или загрязненный, процесс увольнения становится более рискованным. XWA проверяет упаковку, барабанные следы, и защита концов кабеля перед отправкой, но обработка сайта продолжает ту же ответственность.
Аксессуары являются частью кабельной системы.
Кабель среднего напряжения не работает в одиночку.. Прекращение действия, суставы, выступы, компоненты контроля стресса, детали для склеивания экрана, железные пластины, и интерфейсы распределительных устройств образуют полную кабельную систему. Многие отказы среднего напряжения происходят на аксессуарах, а не на заводской длине кабеля.. Это делает совместимость аксессуаров проблемой выбора., не поздняя деталь установки.
Внешний диаметр кабеля, диаметр изоляции, конструкция экрана, дизайн брони, материал проводника должен соответствовать выбранным комплектам заделки и соединений.. Среда завершения должна быть чистой, сухой, и контролируемый. Пыль, влага, плохое раздевание, неравномерное снятие экрана, острые края, и неправильное обжатие может привести к возникновению точек частичного разряда.. По этой причине, необходимо просмотреть техническое описание кабеля вместе с данными о принадлежностях и методе установки..
Когда XWA проверяет требования к кабелю среднего напряжения, завод может подтвердить конструкцию и размеры кабеля. Проектная группа или поставщик аксессуаров должны подтвердить, что линейка комплектов заделки соответствует указанным размерам.. Такое разделение ответственности предотвращает общую проблему: кабель прибыл правильно сделанный, но комплект принадлежностей не соответствует размерам изоляции или оболочки, установленным на месте.
Заводские и полевые испытания отвечают на разные вопросы
Испытания кабелей среднего напряжения следует разделить на заводские плановые испытания., тип или образец доказательства результатов испытаний, и приемочные или пусконаладочные испытания на объекте. Эти группы не заменяют друг друга.. В ходе заводских плановых испытаний проверяется длина изготовленного кабеля перед отправкой.. Данные типовых испытаний подтверждают основу проектирования. Сайт тестирует проверку обработки, установка, аксессуары, и готовность перед включением питания.
Заводские проверки обычно включают измерение сопротивления проводника., проверка размеров, испытание напряжением, испытание на частичный разряд, если этого требуют стандарт и класс напряжения, замеры изоляции и оболочки, целостность оболочки, проверка маркировки, и осмотр барабана. Точный набор тестов зависит от согласованного стандарта и спецификации контракта.. XWA также согласовывает формулировку протокола испытаний с обозначением кабеля., класс напряжения, и данные заказа.
Тестирование на месте может включать визуальный осмотр., проверки непрерывности, сопротивление изоляции, испытание оболочки, выдерживает СНЧ, так дельта, и диагностика частичных разрядов в зависимости от практики проекта и напряжения кабельной системы.. Диагностические тесты требуют тщательной интерпретации. Один тест не описывает все риски. Аксессуары, шумовые условия, длина кабеля, предыдущее состояние обслуживания, и настройка теста могут повлиять на результаты. Статья XWA о Испытание кабеля среднего напряжения перед отправкой объясняет заводскую сторону; команды по вводу в эксплуатацию все еще определяют окончательную программу испытаний на месте.
Что XWA подтверждает перед производством кабелей среднего напряжения
XWA организует конфигурацию кабелей среднего напряжения на основе набора технических данных.. Такой подход уменьшает двусмысленность и сохраняет кабель, техническая спецификация, маркировка, отчет об испытаниях, упаковка, и цитата выровнена.
| Данные необходимые для настройки | Типичная деталь | Почему это влияет на кабель |
|---|---|---|
| Обозначение напряжения | 6/10(12) кВ, 8.7/15(17.5) кВ, 12/20(24) кВ, 18/30(36) кВ | Определяет уровень изоляции и основу испытаний |
| Стандартный | МЭК 60502-2 или стандарт, определенный проектом | Определяет структуру построения и тестирования. |
| Дирижер | Медь или алюминий, размер, сорт, одноядерный или трехядерный | Управляет токовой нагрузкой, сопротивление, падение напряжения, диаметр, и метод завершения |
| Экран | Экран из медной проволоки, экран из медной ленты, или указанная площадь металлического экрана | Контролирует путь замыкания на землю и совместимость аксессуаров |
| Броня | Стальная проволока, стальная лента, алюминиевая проволока, или небронированный | Управляет механической защитой, масса, радиус изгиба, и тянущее поведение |
| Внешняя оболочка | ПВХ, ЧП, ЛСЖ, или специальный состав, если указано | Контролирует доступность маршрута, поведение пламени, истирание, и экологическая пригодность |
| Маршрут установки | Поднос, траншея, воздуховод, прямое захоронение, туннель, или промышленный двор | Защита элементов управления, тепловое состояние, и технологичность |
| План барабана | Длина на барабан, общее количество, место назначения, требование к упаковке | Контролирует логистику, тянущая секция, совместный подсчет, и обработка сайта |
Данные конфигурации также поддерживают ссылки на продукты на сайте XWA.. Проект с использованием 11 Фидеры кВ могут относиться к 11кВ кабель страница с контекстом продукта для конкретного напряжения. Высшие распределительные фидеры могут подключаться к 33кВ кабель страница. В блоге объясняется логика выбора; страницы продукта определяют ассортимент поставки.
Ошибки отбора, создающие риск промышленного проекта
Самая распространенная ошибка — рассматривать номинальное напряжение как всю спецификацию.. Напряжение имеет значение, но это не определяет проводник, экран, броня, оболочка, установка, аксессуары, или тесты. Вторая ошибка – выбор брони без проверки радиуса изгиба и способа натяжения.. Броня может защитить кабель, но это также делает установку более сложной. Третья ошибка — игнорирование дизайна экрана и его склеивания.. Неправильный выбор экрана может повлиять на производительность и пригодность аксессуаров..
Четвертая ошибка — разделение решений по кабелю и терминированию.. Размеры кабеля среднего напряжения должны соответствовать окончаниям и соединениям.. Пятая ошибка — игнорирование тепловых условий на маршруте. Канальные банки, сгруппированные цепи, погребенные участки, и высокая температура окружающей среды могут снизить токовую мощность. Шестая ошибка — полагаться на один результат теста как на доказательство всей кабельной системы.. Заводские и полевые испытания отвечают на разные вопросы, и оба имеют значение.
Поэтому лучший выбор кабеля среднего напряжения — это контролируемое инженерное решение.. Все начинается с системного дежурства, проверяет пределы установки, подтверждает детали строительства, аксессуары к спичкам, и определяет тестовую документацию. Этот метод медленнее, чем выбор имени каталога., но он создает спецификацию, которая может быть изготовлена, установлен, проверено, и поддерживается с меньшим количеством сюрпризов.
Часто задаваемые вопросы
Какая информация определяет спецификацию кабеля среднего напряжения??
Полезная спецификация кабеля среднего напряжения определяет обозначение напряжения., материал и размер проводника, система изоляции, металлический экран, броня, внешняя оболочка, маршрут установки, применимый стандарт, уровень неисправности, длина барабана, и тестовые документы. Краткое описание, например ?Кабель среднего напряжения из сшитого полиэтилена? недостаточно для планирования производства или установки.
Всегда ли армированный кабель среднего напряжения лучше, чем небронированный кабель среднего напряжения??
Нет. Броня улучшает механическую защиту там, где на маршруте есть захоронения., влияние, раскопки, грызун, или риск промышленной площадки. Это также увеличивает вес кабеля., диаметр, изгибная жесткость, и сложность тяги. Защищенные внутренние маршруты, подносы, или воздуховодах можно использовать небронированный кабель, если это позволяют технические условия проекта и конструкция механической защиты..
Почему радиус изгиба имеет значение для кабеля среднего напряжения?
Изоляция и экраны кабелей среднего напряжения могут быть повреждены при чрезмерном изгибе.. Минимальный радиус изгиба зависит от конструкции кабеля., диаметр, броня, структура проводника, и способ установки. На чертежах маршрутов должно оставаться достаточно места по углам траншеи., выходы воздуховодов, вводы распределительного устройства, и зоны завершения.
Какие испытания имеют значение перед подачей питания на кабельную систему среднего напряжения?
Заводские испытания проверяют произведенный кабель перед отправкой.. Приемочные испытания на объекте проверяют установленную кабельную систему, включая условия обращения, аксессуары, преемственность, состояние изоляции, целостность оболочки, и диэлектрические характеристики. Окончательная программа испытаний зависит от стандарта проекта., класс напряжения, состояние установки, и практика ввода в эксплуатацию.
Можно ли использовать одну конструкцию кабеля среднего напряжения для всех промышленных проектов??
Нет. Промышленные проекты различаются по напряжению, нагрузка, уровень неисправности, длина маршрута, метод установки, тепловая среда, механическое воздействие, и система аксессуаров. Конструкция кабеля, подходящая для внутреннего фидера, может не подходить для подземных горных работ или схемы сбора возобновляемой энергии.. Спецификация проекта должна определять фактическую нагрузку.
Инженерное заключение
Выбор кабеля среднего напряжения работает только при электрическом проектировании., возможность построения маршрута, кабельная конструкция, аксессуары, и тестирование рассматриваются вместе. МЭК 60502-2 и другие технические ссылки обеспечивают основу стандартов., но условия проекта определяют окончательный кабель. XWA подтверждает конфигурацию кабеля среднего напряжения по напряжению, дирижер, экран, броня, оболочка, стандартный, маршрут, план барабана, и требования к испытательной документации. Свяжитесь с XWA и сообщите график прокладки кабеля по проекту., класс напряжения, размер проводника, состояние маршрута, количество, длина барабана, и порт назначения для технического предложения.