Vadības kabeļi elektroietaisēs — mērķis, konstrukcijas veidi, pielietojums

Kabeļu izstrādājumi elektrotīklos tiek izmantoti, lai pārsūtītu elektroenerģiju no attāluma. Tos izmanto kā tiešas enerģijas plūsmas elektropārvades līnijas vai ķēžu darbībai vadības, aizsardzības, automatizācijas, signalizācijas sistēmās.

Strāvas kabeļi galvenokārt darbojas ar augstsprieguma strāvām līdz 35, 110 kV un vairāk vai 0,4 kV tīklā. Tie ir īpaši izstrādāti un ražoti noteikta veida spriegumam. Atsauces modeļi tiek izmantoti citiem mērķiem.

Vadības kabeļu mērķis

Tas ir savienots nevis ar strāvas ķēdēm, bet gan to apkalpošanas sistēmām, kurās netiek pārraidīta palielināta jauda. To maksimālais darba spriegums parasti ir ierobežots līdz 380 vai dažos gadījumos 1000 voltiem.

Šis noteikums palīdz izprast elektrisko apakšstaciju iekārtu iedalījumu:

• primārās strāvas ķēdes;

• sekundārās pakalpojumu ķēdes.

Piemēram, 110 kV apakšstacijas sadales iekārtā visas energoiekārtas pieder primārajai cilpai, kas tieši sadala, saņem un pārraida elektroenerģiju.

Sekundārās ķēdes ir pieslēgtas strāvas un sprieguma mērtransformatoriem, lai ņemtu vērā primārajā ķēdē notiekošos procesus, kā arī strāvas slēdžu solenoīdus un vadības spoles, to palīgkontaktus un atdalītāju, separatoru un citu ierīču atkārtotājus.

Visas sekundārās iekārtas ir savienotas savā starpā elektriskajās ķēdēs caur kabeļiem, kas atrodas uz būvkonstrukciju virsmas, speciālās kabeļu renēs un kanālos, zemē vai ārā.

Šos kabeļus sauc par kontroli... Izskaidro to mērķi — nodrošināt primārajā kontūrā notiekošo tehnoloģisko procesu algoritmu kontroli.

Ar vadības kabeļu palīdzību elektriskie signāli tiek pārraidīti caur ķēdēm:

• elektroenerģijas galveno parametru mērījumi;

• strāvas ķēdes iekārtu kontrole,

• elektrosistēmas automatizācija un aizsardzība;

• citas ierīces, kas apkalpo pamata aprīkojumu.

Kā tiek izmantoti vadības kabeļi

Zemāk esošajā fotoattēlā redzams vadības kabeļa gala gala punkts no 330 kV HV instrumenta transformatora spaiļu kārbas.

Lai pasargātu to no apkārtējās vides ietekmes, tiek izmantota metāla lente un gofrētā caurule. Visi vadības kabeļi, kas darbojas esošajās elektroinstalācijās, ir marķēti ar īpašām etiķetēm un parakstīti ar neizdzēšamu tinti. Tas ievērojami atvieglo darbu un iespējamo darbības traucējumu meklēšanu darbības laikā.

Aizmugurē vadības kabeļi ir uzstādīti sadales spailēs, kārbās, kārbās, kā parādīts nākamajā fotoattēlā 330 kV iekārtām.

Tas pats princips tiek ievērots ķēdēs ar citiem spriegumiem, piemēram, 110 kV.

Vadības kabeļi no galvenās barošanas iekārtas tiek izvilkti pa speciālām paplātēm vai kanāliem, pievadot to ķēdes uz spaiļu mezgliem, kas nodrošina drošu ķēdes darbību ārā jebkuros laika apstākļos.

Pēc elektrisko ķēžu montāžas uz sadales skapju spailēm atkal tiek izmantoti sekojoši vadības kabeļi, atstājot tieši uz paneļiem saskaņā ar shēmu un projektu.

To savienojuma variants ar paneļiem releja aizsardzībai un automatizācijai ir parādīts nākamajā fotoattēlā.

Viņi:

• atstājiet īpašu kabeļa kanālu divās atsevišķās plūsmās;

• sadalīts paneļa kreisajā un labajā pusē;

• vienmērīgi, vienmērīgi izvietoti pa visu platību;

• ir novirzīti uz spaiļu blokiem;

• sagriezts līdz noteiktam augstumam;

• ir atzīmēti tādā pašā veidā.

Līdzīgs vadības kabeļu izvietojums ķēdēs, kuras tie savieno starp dažādiem elektroiekārtu objektiem, attiecas uz elektrisko savienojumu paplašinātajām loģiskajām shēmām. Zīmējumā redzams fragments no līdzīgas serdeņa strāvas ķēžu daļas darbības HV 110 kV mērīšanai.

Tas parāda:

• melnie trīsstūri — augstumā izvietotu mērtransformatoru spaiļu uzstādīšana;

• balti trīsstūri — ārējā sadales skapja spailes;

• apļi — spailes uz releja aizsardzības paneļa. Mūsu gadījumā tam ir sērijas numurs — #108.

Šī diagramma skaidri parāda, ka vadības kabelis savieno strāvas ķēdes un montē tās tieši no mērtransformatoru tinumiem uz releja aizsardzības un automatizācijas paneļiem caur starpsavienojumu - sadales spaiļu skapi.

Uzstādot vadības kabeli, tiek ievēroti noteikti noteikumi par vadu pievadīšanu spaiļu kolonnai un to marķēšanai, kas nepieciešami periodiskai profilaktiskai apkopei un elektrisko signālu strāvas kontroles mērījumu veikšanai ekspluatācijas laikā.

Vadības kabeļa konstrukcija

Katra modeļa iekšējā struktūra nedaudz atšķiras no visiem pārējiem produktiem, kā parādīts attēlā zemāk divām dažādām modifikācijām.

Bet tiem visiem ir kopīgi elementi:

• vadošie vadi;

• izolācijas slānis uz serdes;

• pildviela;

• apvalks.

Vadības kabeli atkarībā no darba apstākļu prasībām var papildināt ar:

• bruņas;

• aizsarglente.

Vadītspējīgas serdes ražošanas iezīmes

Tas ir neaizstājams kabeļa elements un ir izgatavots no metāla:

• alumīnijs;

• alumīnija vara sastāvs;

• vai medus.

Vadu var izgatavot no viena cieta stieples vai no liela skaita stieples, izstiepjot, lai piešķirtu elastību kopējai struktūrai. Viendzīslas vadi tiek izmantoti kabeļiem, kas darbojas stacionāros apstākļos, kas nav pakļauti dinamiskai liecei un vērpes slodzēm.

Kabeļa darba apstākļiem mobilajās ierīcēs vadošie serdeņi ir izgatavoti no savītām vadiem. Vara dzīslu vadi tajās ir pārklāti ar skārda kārtu - tie ir skārdināti vai paliek tīri, bez aizsargpārklājuma.

Vadības kabeļa apvalka iekšpusē var izmantot dažādu serdeņu skaitu, sākot no četriem līdz 61. Alumīnijam vadu šķērsgriezumam jāsākas no 2,5 mm kvadrātveida un vairāk. Bet šādus produktus var izmantot tikai apakšstacijās ar spriegumu 110 kV vai zemāku.

Apakšstaciju sekundārās iekārtas ar augstāku spriegumu 220 kV un augstāku atļauts pieslēgt tikai ar vara vadiem un kabeļiem. Zemas veiktspējas alumīnijs nenodrošina augstu uzticamību kritiskās iekārtās. Alumīnijs ir aizliegts to sekundārajās ķēdēs.

Vadības kabeļu vara vadu šķērsgriezums ir standartizēts no 0,75 līdz 10 mm2. Plāni diametri tiek izmantoti vājstrāvas sakaru ķēdēs, telemehānikā, televadībā, kas nerada lielas signāla jaudas.

Augstas precizitātes mērīšanas sistēmām, kas ir jutīgas pret zudumiem un sprieguma kritumiem ķēdē, tiek izmantoti palielināti strāvas vadītāju diametri.

Vadošo vadu metāls obligāti ir pārklāts ar dielektrisku slāni, kas izslēdz īssavienojuma strāvu rašanos un noplūdes starp tām. Marķējums tiek uzklāts uz izolācijas slāni:

1. apvalka krāsa;

2. vai cipariem.

Pirmajā metodē tiek izmantota viena krāsa, vai arī uz tās var papildus izveidot krāsu svītras. Ciparu marķējums tiek lietots bieži, atstarpei starp cipariem jābūt vismaz 3,5 cm.

Izolācijas slāņa biezumam uz vadošās serdes ir tāda elektriskā izturība, kas izslēdz dielektriskā slāņa sadalīšanos pie maksimālā darba sprieguma un ir tieši atkarīgs no tā šķērsgriezuma. Tas palielinās, palielinoties stieples diametram.

Izolētie vadi ir salikti kopējā saišķī un savīti, lai nodrošinātu standarta pagriezienu skaitu, kas ļauj saliekt kabeli saskaņā ar datu lapu.

Klasifikācija

Vadības kabeļi atšķiras:

1. vadītāja metāls;

2. metālisks izolācijas materiāls;

3. stieples forma;

4. apvalka materiāls;

5. aizsargpārklājums.

Dielektrisko slāni uz parastā metāla var uzklāt šādi:

• gumija;

• PVC savienojums;

• pašizdziestošs polietilēns;

• zema blīvuma polietilēns;

• vulkanizēts polietilēns.

Vadi galvenokārt ir izgatavoti no apaļas formas, bet dažos gadījumos tiem ir plakana forma.

Korpusa materiāls var būt:

• gumijas vai neuzliesmojošs;

• PVC savienojums.

Vadības kabeļu apvalku, kas darbojas ekstremālos apstākļos, rada:

• alumīnijs;

• svins;

• gofrēta tērauda sloksne.

Vairogi un aizsargapvalki ir paredzēti vadības kabeļiem, kas darbojas četrās paaugstinātas mehāniskās slodzes klasēs:

• Pirmā tipa kabeļi darbojas iekštelpās, kabeļu kanālos un tranšejās, nepakļaujoties lieliem stiepes spēkiem. Viņu bruņas ir izveidotas, uztinot divas tērauda sloksnes un pārklājot tās ar pretkorozijas savienojumu.

• Otrais veids ir paredzēts izmantošanai kanālos, tuneļos un telpās bez stiepes spēkiem.

• Trešais veids tiek izmantots zemē, tranšejās bez ievērojamiem stiepes spēkiem. Viņiem ir dubultā tērauda sloksņu bruņas, ko aizsargā ārējais vāks - PVC šļūtene.

• Ceturtais veids ir paredzēts ieklāšanai zemē un kanālos. Tos nedrīkst pakļaut augstai stiepes izturībai. Bruņas sastāv no divām tērauda stieplēm, kas pārklātas ar cinka slāni un aizsargātas no augšas ar šļūteni vai PVC-plastmasas apvalku.

Zīmes apraksts

Kabelis ir marķēts ar īsu apzīmējumu, lai sniegtu pilnīgu informāciju par tā sastāvu un īpašībām:

• serdes un izolācijas slāņa materiāli;

• čaulas sastāvs un struktūra;

• bruņu un to pārklājuma klātbūtne;

• vadošo vadu skaits un to šķērsgriezums.

Vadības kabeļu apzīmēšanai tiek izmantoti simboli ar lielajiem burtiem:

• burts "K" nozīmē "kontrole";

• vadītāja metāls ir paredzēts: alumīnijam «A»; alummed — «AM»; med — vēstules neesamība;

• stiepļu izolācijas materiāls: gumija — «P»; PVC savienojums — «B»; zema blīvuma polietilēns — «P»; pašdziestošs polietilēns — «Ps»;

• apvalka materiāls: gofrēta tērauda sloksne — «St»; riepa — «R»; nedegoša gumija — «H; PVC savienojums — «B»;

• stieples forma: plakana — «P»; apaļš — neatzīmēt.

Darbības īpašības

Apkārtējās temperatūras ietekme

Kad elektriskā strāva iet caur metāla serdi tiek radīta apkure, kas var ietekmēt izolācijas slāņa īpašības un struktūru, tos pasliktināt vai pat radīt tā sabrukumu. Tāpēc slodze, kas iet caur kabeli, tiek uzraudzīta ar aizsargierīcēm un aprobežojas ar automātiskiem slēdžiem.

Kabeļa darba temperatūrai jāatbilst tā darbības tehniskajos nosacījumos norādītajiem parametriem.

Zemā apkārtējā temperatūrā daudzi izolācijas veidi, īpaši tie, kuru pamatā ir polietilēns, zaudē savas plastmasas īpašības un elastību. Pat no nelielas lieces aukstumā tie saplaisā, pārklājas ar plaisu slāni un zaudē dielektriskās īpašības.

Tāpēc temperatūrā, kas zemāka par -5 grādiem pēc Celsija, vadības kabeļu uzstādīšana un ievilkšana ir aizliegta, un ziemā profilaktiskie remontdarbi uz ielas pat nav paredzēti.

Ja ir nepieciešams novērst darbības traucējumus, kas radušies vadības kabeļos sasalšanas laikā, tad ir īpaša tehnoloģija to sagatavošanai un sildīšanai, savienojot strāvas pa vadiem ar to temperatūras kontroli.

Darbs agresīvā vidē

Vadības kabeļa ķīmiskā iedarbība tiek ierobežota, izmantojot gumijas apvalku, kas ir elastīgs un ļoti izturīgs pret higroskopiskumu. Tomēr šīs lietas:

• ir dārgāks;

• vairāk pakļauti karstumam un neļauj temperatūrai paaugstināties virs 65 grādiem;

• ilgstoši lietojot, zaudē elastību.

Gaismas iedarbība

Ilgstoša saules gaismas iedarbība var sabojāt dažu veidu kabeļu apvalkus. No šī efekta tos vislabāk aizsargā bruņas, svins un alumīnijs. Bet mūsdienu gumijas un plastmasas korpusiem šim ražotāja deklarētajam kalpošanas laika parametram nav nepieciešams metāla korpuss.

Mehāniskās stiepes slodzes

Tos var izveidot, ja tiek pārkāpta uzstādīšanas tehnoloģija vai ekspluatācijas laikā dažādu iemeslu dēļ paaugstināta augsnes spiediena dēļ. Lai novērstu šos spēkus, kabelis tiek ievietots bruņās, kas izgatavotas no metāla sloksnēm.

Tādējādi vadības kabelis:

• to izmanto, ja nepieciešams pārraidīt vadības vai citus signālus starp elektriskās ķēdes objektiem, kas atrodas attālumā;

• ko rada dažādas konstrukcijas un aizsardzības klases, kas atbilst noteiktiem darba apstākļiem.