Bir HV kablosundaki metalik kılıf, yalnızca XLPE izolasyonunun etrafına sarılmış bir koruma değildir.. Yalıtımın etrafında elektriksel bir sınır oluşturur, indüklenen gerilim ve kayıp hesaplamalarına katılır, belirli bir toprak arıza akımı payını taşır, ve kabloyu bağlantı noktalarına bağlar, sonlandırmalar, bağlantı kutuları, topraklar, ve kılıf voltaj sınırlayıcıları. Kurşunda- veya alüminyum kılıflı yapılar, aynı zamanda radyal bir nem bariyeri de sağlayabilir.
Bu görevler etkileşim halindedir. Artan metalik alan, arıza akımı kapasitesini artırabilir ve direnci azaltabilir, ancak daha düşük direnç, her iki uç bağlama altında dolaşım akımı kaybını artırabilir. Bir kılıfın izole edilmesi bu kaybı azaltabilir, ancak sabit voltaj ve geçici koruma gereksinimleri yaratır. Teknik açıdan eksiksiz bir tasarım bu nedenle aynı kılıfı normal yük altında kontrol etmelidir, arıza, geçici, ve uzun vadeli rota koşulları.
Beş kablo katmanı genellikle "kalkan" kelimesine daraltılır.
Korumalı bir yüksek gerilim kablosu, farklı işlevlere sahip birkaç katman içerir. İletken ekranı, çok telli iletkenin etrafındaki elektrik arayüzünü pürüzsüzleştirir. XLPE izolasyonu ana dielektrik gerilimi taşır. Yalıtım ekranı bu yalıtım için kontrollü bir dış sınır oluşturur. Metalik ekran veya kılıf, yalıtım ekranının dışında bulunur ve elektriksel olarak sürekli bir metalik yol sağlar.. Polimerik dış kılıf korur ve, gerektiğinde, bu metalik tabakayı topraktan elektriksel olarak yalıtır.
Bu katmanlar birbirinin yerine kullanılamaz. Yarı iletken bir yalıtım ekranı saha arayüzünü kontrol eder ancak metalik toprak arıza yolunun yerini almaz. Bakır telli bir ekran elektriksel süreklilik ve yapılandırılabilir bir kesit sağlayabilir, ancak tel katmanı tek başına sürekli bir radyal su bariyeri değildir. Kaynaklanmış bir alüminyum veya ekstrüzyonlu kurşun kılıf, metalik bir nem bariyeri sağlayabilir, ancak malzeme seçiminin hala mekanik olması gerekiyor, termal, korozyon, üretme, ve aksesuar arayüzü kontrolleri. Zırh, nerede kullanılır, birincil bir mekanik işlevi vardır ve tasarlanan kılıf devresini otomatik olarak değiştiremez.
| Katman veya bileşen | Birincil sistem rolü | Geriye kalan tasarım sorusu |
|---|---|---|
| İletken ekranı. | İletken üzerinde pürüzsüz bir elektriksel arayüz oluşturur. | Ekstrüzyon sistemi geometriyi nasıl kontrol eder?, temizlik, ve uyumluluk? |
| Yalıtım ekranı. | Ana yalıtımın dış eşpotansiyel sınırını tanımlar. | Eklemler ve sonlandırmalar bu sınırı nasıl eski haline getirecek?? |
| Metalik ekran veya kılıf. | Metalik süreklilik sağlar, yapıştırma bağlantısı, ve belirtilen mevcut görev. | Hangi malzeme, rezistans, alan, yapıştırma düzenlemesi, ve arıza görevi geçerlidir? |
| Metalik nem bariyeri, mevcut olduğunda. | Radyal nem girişini sınırlar ve ayrıca elektrik kılıfı işlevini de yerine getirebilir. | Kaynaklar nasıl yapılacak, eklemler, korozyon koruması, bükme, ve yorgunluğun kontrol edilmesi? |
| Polimerik kılıf. | Metali korur ve özel yapıştırma için onu topraktan yalıtabilir. | Hangi elektriksel bütünlük, mekanik, çevresel, ve kurulum sonrası kontroller geçerlidir? |
Bir kılıf tasarımının dört farklı sistem durumunu geçmesi gerekir.
Yalnızca "alüminyum kılıf" veya "bakır tel ekran" olarak adlandırılan bir veri sayfası, önemli çalışmayı yarım bırakıyor. Malzeme ve nominal boyutlar fiziksel katmanı tanımlar; bağlı kablo sisteminde performansını belirlemezler.
Durum 1: normal yük indüklenmiş voltaj ve ısı yaratır.
AC iletken akımı, metalik kılıfı birbirine bağlayan manyetik akı üretir. Ortaya çıkan indüklenen voltaj akıma bağlıdır, sıklık, kablo geometrisi, faz düzenlemesi, bölüm uzunluğu, ve yakındaki iletkenler. Birleşme düzenlemesi bundan sonra ne olacağına karar verir.
Kılıflar her iki uçtan bağlandığında, kapalı yol dolaşım akımını taşıyabilir. Bu akım ek kayıplara neden olur ve kablonun akım taşıma kapasitesini azaltabilir. IEC 60287-1-1 Tek bir devrede iletken ve kılıf kayıpları için hesaplama çerçevesi sağlar. IEC 60287-1-2 Tanımlanmış çift devreli düz oluşumlar için girdap akımı kayıplarını ele alır ve tek noktalı veya çapraz bağlı kılıfları, önemli dolaşım akımıyla her iki uçtaki bağlanmadan açıkça ayırır.
Durum 2: toprak arızası akımı birkaç yol arasında böler.
Metalik kılıf toplam toprak arıza akımının yalnızca bir kısmını taşıyabilir. Akım kablo kılıfları arasında bölünebilir, toprak iletkenleri, istasyon ızgaraları, paralel metalik yollar, ve sistem empedanslarına ve bağlantıya göre topraklama. Bu nedenle bir baradaki maksimum olası arıza akımı, otomatik olarak bir kablo kılıfına atanan akım değildir..
IEC 60909-3 topraktaki kısmi kısa devre akımlarını ele alır ve her iki uçta topraklanmış metalik kılıfların veya koruyucuların akım dağıtımı ve azaltma faktörleri için prosedürler içerir. Mevcut bölüm oluşturulduktan sonra, kılıf, bağlama uçları, eklemler, bağlantı kutusu bağlantıları, ve toprak iletkenlerinin geçerli temizleme sırası için termal ve mekanik kontrollere ihtiyacı vardır. IEC 60949 Adyabatik olmayan ısınmayı hesaba katan termal olarak izin verilen kısa devre akımı için bir yöntem sağlar; materyali tanımlama ihtiyacını ortadan kaldırmaz, başlangıç ve son koşullar, süre, ve gerçek mevcut yol.
Durum 3: anahtarlama ve yıldırım olayları izolasyon koordinasyonunu test eder.
Özel bağlama, kılıf sisteminin parçalarının toprak potansiyelinin üzerinde çalışmasına kasıtlı olarak izin verir. Güç frekansı ayakta voltajı yalnızca bir durumdur. Olayları değiştirme, yıldırım darbeleri, toprak arızaları, ve bağlı ekipmanla etkileşimler, kılıfın kesitsel izolasyonu boyunca geçici voltaj uygulayabilir, kılıf, bağlantı kutusu yalıtımı, ve kılıf voltaj sınırlayıcıları.
Bir SVL yalnızca sistem voltajından seçilmez. Sürekli voltajı, koruyucu seviye, geçici aşırı gerilim davranışı, enerji vergisi, bağlantı uzunluğu, topraklama düzenlemesi, ve korunan yalıtımla olan ilişki yalıtım-koordinasyon çalışmasından gelmelidir.. Normal veya geçici voltajın sınırlayıcıyı aşırı zorlaması durumunda daha düşük bir koruma seviyesi otomatik olarak daha güvenli değildir. Yalıtımı koruyamazsa daha yüksek bir derecelendirme otomatik olarak daha güvenli değildir.
Durum 4: Rota koşulları onlarca yıldır bariyere meydan okuyor.
Metalik bir kılıf elektriksel ve çevresel görevleri paylaşabilir. Kurşun ve alüminyum kılıf sistemleri, süreklilikleri ve aksesuar contaları sağlam kaldığında radyal neme karşı koruma sağlayabilir. Bakır teller bir arıza akımı yolunu ve bağlantı bağlantısını tanımlayabilir, Radyal bir bariyerin gerekli olduğu durumlarda genellikle ayrı bir folyo veya laminatla.
Rota daha sonra korozyona maruz kalmayı sağlar, döngüsel hareket, bükme, titreşim, ortak körfez suyu, çekme kuvvetleri, termal genleşme, ve kurulum hasarı. Dış kaplama önemli hale gelir çünkü hasar metali açığa çıkarabilir, korozyon korumasından taviz vermek, veya yalıtımlı bir bağlantı şemasını alt edin. IEC 60229 özel bir koruma işlevine sahip ekstrüzyonlu dış kılıfları kapsar ve kurulumdan sonra elektrik testlerini içerir. Ana izolasyon dayanım sonucu, üst kılıfın sağlam kaldığını göstermez.
Bağlanma cevabı değiştirir; sonradan seçilen bir aksesuar değildir.
Sağlam yapıştırma, tek noktalı bağlanma, ve çapraz bağlanma, kalite derecelerinden ziyade devre düzenlemeleridir. Katı bağlama, sürekli bir kılıf akımı yolu sağlar ve genellikle sabit voltajı sınırlar, ancak dolaşım kaybı önemli hale gelebilir. Tek noktalı bağlama, bir bölümdeki sürekli dolaşımı kesintiye uğratır, ayakta gerilim sırasında, toprak sürekliliği, kılıf yalıtımı, ve geçici korumanın kontrole ihtiyacı var. Çapraz bağlanma, ardışık küçük bölümleri birbirine bağlar, böylece uzunluklar değiştiğinde indüklenen gerilimler büyük ölçüde birbirini iptal edebilir., kablo geometrisi, faz ilişkileri, ve bağlantılar uygun şekilde dengede kalır.
Bir rota geçişi bu dengeyi bozabilir. Yonca formasyonundan düz formasyona geçiş, eşit olmayan küçük bölüm uzunlukları, faz sırası değişiklikleri, ortak yer değiştirme, paralel devreler, veya farklı kablo yapıları indüklenen voltaj modelini değiştirir. Son XWA makalesi OG kablo ekranı bağlama düzenlemeleri temel devre seçeneklerini açıklar. HV iletim seviyesinde, aynı isimler projeye özel izolasyon-koordinasyon gerektirir, kayıp, arıza, dokunma voltajı, ve bakım modeli.
CİĞRE TB 797 AC iletim kablosu sistemlerini ve üzerinde işler 66 benzersiz bir şekilde tasarlanmış kılıf bağlama sistemi gerektiren kV. Kapsamı kablo ve aksesuarları birleştirme kablolarıyla birleştirir, bağlantı kutuları, SVL'ler, topraklama, kurulum testleri, ve bakım. Bu sistem sınırı, kablo kesitinin tek başına bağlantı tasarımını çözememesinin nedenidir.
Malzeme seçimi arıza modunu takip eder, hiyerarşi değil.
Bakır teller, metalik kesitin yalıtım ekranı etrafında ayarlanmasına ve esnek kablo yapısıyla uyumlu kalmasına olanak tanır. Rotanın radyal bir bariyer gerektirmesi durumunda ayrı bir su engelleyici veya metalik laminat çözümüne ihtiyaç duyulabilir.. Kaynaklı alüminyum, metalik sürekliliği sürekli bir nem bariyeri ve kurşundan daha düşük kütle ile birleştirebilir, kaynak kalitesi, şekillendirme, korozyon koruması, bükülme davranışı, ve aksesuar sızdırmazlığı kritik olmaya devam ediyor. Ekstrüde kurşun, uygun tasarımlarda sürekli bir bariyer ve yararlı kimyasal direnç sağlar, ancak kütle ekler ve mekanik desteğe dikkat edilmesini gerektirir, döngüsel gerginlik, çevresel kontroller, ve uyumlu birleştirme yöntemleri.
Hiçbir malzeme adı arıza kapasitesini kanıtlamaz. Elektriksel direnç, etkili metalik alan, inşaat toleransları, eklemler, bağlantı donanımı, mevcut bölüm, arıza süresi, ve izin verilen sıcaklık her şey önemlidir. Hiçbir malzeme adı da rotanın dayanıklılığını kanıtlamaz. Seçilen metal, kılıf, su engelleme sistemi, mühürler, kurulum yöntemi, ve toprak veya tünel ortamı birlikte çalışmalıdır.
Tek bir arıza akımı numarası bir kılıf özelliği değildir.
Belgede akımın toplam sistem değeri olup olmadığı belirtilmediği sürece "bir saniyelik arıza akımı" gibi bir ifade eksik kalır., sıfır dizi akımı, veya metalik kılıfa ayrılan kısım. Ayrıca arıza tipine de ihtiyacı var, topraklama düzenlemesi, temizleme sırası, her iki taraftan da katkı, paralel yollar, bağlanma durumu, başlangıç yük koşulu, ve tekrarlanan görevin tedavisi.
Tasarım sırası ağ arıza durumları ve mevcut bölümleme ile başlamalıdır.. Daha sonra en ağır kılıf ve bağlama bileşeni görevini tanımlamalı ve termal kapasiteyi ve bağlantıları kontrol etmelidir.. Aynı durumlar dokunma voltajının incelenmesini de yönetir, toprak potansiyeli artışı, kılıf gerilimi, ve SVL enerjisi. Resmi IEC akım dağıtım prosedürleri projeye özel girdiler sağlamadan akım-bölünme sorunu için nötr bir referans sağlamak.
Nihai çizim kablo yapısını güzergah devresine birleştirmelidir.
The 64/110(123) kV kablo aralığı Ve 76/132(145) kV kablo aralığı gerilime özgü yapı bağlamını göster. Her bir kablo bölümünü ve aksesuarını birleştirme hesaplamasına dahil ederek bir proje kaydı daha da ileri gitmelidir..
Kontrollü kayıt metalik malzemeyi tanımlamalıdır, nominal alan, boyuna direnç temeli, radyal bariyer, ve kılıf dışı görev. Aynı zamanda kablo oluşumunu da düzeltmeli, aralık, bölüm uzunlukları, faz sırası, yapıştırma bağlantıları, bağlantı kutusu konumları, toprak bağlantıları, SVL verileri, ve bağlama-kurşun yapısı. Çalışma akımları, arıza vakaları, takas süreleri, ayakta voltaj sınırları, geçici vakalar, dokunma voltajı temeli, kurulum testleri, ve bakım erişimi kaydı tamamlar.
Belirleyici kontrol tutarlılıktır. Kablo çizimi, imalat uzunlukları, ortak program, bağlantı kutusu diyagramı, kayıp hesaplaması, arıza akımı bölünmesi, yalıtım-koordinasyon çalışması, ve uygulama rotası aynı elektrik sistemini tanımlamalıdır. Bir kayıt değişirse, etkilenen hesaplamalar ve arayüzlerin, değişiklik bir saha talimatı haline gelmeden önce gözden geçirilmesi gerekir.