Yüksək Dənizlilik Kabelinin Yerləşmə Dairəviyyəsinin Anormal Səbəllərinin Təhlili və Tipik Nümunələr

I. Kabel Zərər Dövrü Akımına Giriş

110 kV və yuxarı reytinqli kablolar tək qərbüz strukturu istifadə edir. İşləmə akımı tərəfindən yaradılan müntəzəm maqnit sahəsi metallik qabda volt cəlb edir. Əgər qab topraq vasitəsilə kapalı dövr əmələ gətirsə, metallik qabda zərər dövrü akımı axışacaq. Məhdudlaşdırılmamış zərər dövrü akımı (dövrü akım 50 A-ı keçmişsə, yük akımının 20%-dan çox olubsa və ya maksimum-minimum faz akımı nisbəti 3-dən böyükdürsə) yalnız kabelin ampacity-sını və xidmət müddətini təsirləyir, lakin akımdan səbəb olan ciddi istilik zərər telləri və ya zərər qutularını yanara bilər. Bu məsələlərin zamanında həll edilməməsi ciddi elektrik şəbəkəsi hadisələrinə səbəb ola bilər.

II. Kabel Zərər Dövrü Akımını Təsirləyən Faktorlar

Kabel zərər dövrü akımını təsirləyən asılı faktorlar aşağıdakılardır:

• Kabelin İltimas DirenciYaxşı deyilən və ya pis bağlanma nəticəsində bir fazda iltimas direnci artarsa, bu fazdaki zərər dövrü akımı ciddi şəkildə azalacaq. Amma digər iki fazdaki dövrü akımlar mutlak olaraq azalmayacaq. Direnc artıqca, ümumi zərər akımı da azalmayacaq.

• Zərər DirenciZərər direnci və topraq geri dönüş yolunun direnci cəmi artıqca, hər fazdaki zərər dövrü akımı azalır. Amma çox yüksək zərər direnci, zərər nöqtəsində pis iltimas səbəbindən istilik və enerji itiricilərinə səbəb olur.

• Kabel Zərər MetoduKabelin metallik qabında induksiyalı voltu məhdudlaşdırmak üçün, yüksək voltlu kablarda adətən tək-nöqtəli, hər iki uclu və ya çapraz bağlanma kimi zərər metodları istifadə olunur. Uzun yüksək voltlu kabel liniyaları üçün, çapraz bağlanma metodu zərər dövrü akımını məhdudlaşdırmakda effektivdir.

Burada, Ia, Ib və Ic, A, B və C fazlı yüksək voltlu kabelin metallik qabından keçən akım qiymətləridir; Ie, topraq geri dönüş yolunda akım; Rd, topraq geri dönüş yolunun ekvivalent direncidir, və Rd1 və Rd2, kabel qabının hər iki ucu nda olan zərər direncidir. Normal şəraitdə, üç faz kabelinin işləmə akımları eyni miqdarda hesab edilə bilər. Üç faz akımların faz fərqinə istifadə edərək, tam çapraz bağlanma hissəsindəki metallik qabda induksiya olunan voltalar ləğv edilə bilər, buna görə də zərər dövrü akımını azaltmaq hədəfi yerinə yetirilir.

(1) Kabel Segment Uzunluğu, Kabel Yerləşdirmə Metodları və Faz Aralığı

Kablarda adətən zərər dövrü akımını azaltmaq üçün çapraz bağlanma zərər metodu istifadə olunur. Kabel kanalı quraşdırması mühəndislik praktikasında, çapraz bağlanma qabın hər bir segmentinin uzunluğu və konfiqurasiyası fərqli ola bilər. Eyni həddi keçirici akım şərtində, orizontal və ya vertical yerləşdirməli kablarda, hündürlük-triangular yerləşdirməli kablardan daha yüksək induksiya olunan volt var. Beləliklə, eşit olmayan uzunluqlu segmentlərdə, uzun segmentlərdə üçbucaqlı yerləşdirməni (daha aşağı induksiya olunan volt) və qısqa segmentlərdə orizontal və ya vertical yerləşdirməni (daha yüksək induksiya olunan volt) istifadə etmək, umumi induksiya olunan voltu azaltmağa kömək edir. Hər bir sub-segmentin uyğun yerləşdirməsinin seçimi, kabel uzunluğunun fərqlərindən səbəb olan volt dengesizliyini dengeləyə bilər, buna görə də qab dövrü akımını azaltır.

III. Anormal Kabel Zərər Dövrü Akımının Analizi

Transpozisiya xətası, bir istiqamətdəki akım vektorunun itirilməsinə səbəb olur, bu da qab zərər akımını ciddi şəkildə artırır və nihayətən, operasiya xətasına səbəb olur. Fərqli transpozisiya xəta şərtlərində, üç faz akımının miqdarı və fazları ciddi şəkildə fərqlənir. Transpozisiya xətası, adətən iki fazın nisbətən oxşar zərər akımına malik olması, amma digər fazın akımının ciddi şəkildə kiçik olması ilə xarakterizə olunur—adi olaraq, digər iki fazda ən kiçik zərər akımının yarısı kimi.

(1) Qutuda Su Girişi

Çapraz bağlanma qoşma qutusuna su girdikdə, içerdəki su aşağı zərər direnci yaratır və daxili və xarici su arasındakı bağlantı, akım üçün doğrudan zərər yolu təmin edir. Aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi, a, b və ya c nöqtələrində doğrudan zərər baş verir.

Uzun müddət yağış yağmasından sonra, kabel kanalı çapraz bağlanma qutularında uzun müddət su yığılır. Xüsusilə, hər iki qutu su ilə doluşmuş olduğunda, zərər akımı sadəcə yüzərlə amperlərə çatır, bu da qab akımında ciddi bir artışı və daxili kabel temperaturundaki tez yüksənməni səbəb olur. Yalnız bir qutu su ilə doluşmuş olduğunda, təsir alılmış dövrüdəki üç faz akımında kiçik fərqlər gözlenir və normal, xəta yoxdur şərtlərə nisbətən təxminən 2,5 dəfə artırılır.

(2) Koaksial Kabelin Kəsilməsi

Çapraz bağlanma zərər metodu istifadə edən xətlər adətən 1 km-dən uzundur. Əgər koaksial kabel kəsilirsə, kəsilən nöqtədə yüzərlə volt yarana bilər, bu da xətinə ciddi təhlükə yaradır. Bu, həmçinin əlaqəli metallik qabların kapalı dövr əmələ gətməsini məhdudlaşdırır, buna görə də qabda dövrü akımın axması dayandırılır.

IV. Anormal Kabel Zərər Dövrü Akımına Aid Nümunə Hallar

Bəzi 110 kV xətləri hava-kabel hibrit xətləridir. Kabel modeli YJLW03-64/110-1×800 mm²-dir. Xət 2014-ci ilin sentyabr ayında komissiya verilmiş və təxminən 1220 metr uzunluğdadır. 2016-cı ilin dekabr 27-də, kabel zərər sistemi çapraz bağlanma zərər metodu ilə dəyişdirilib. Tam çapraz bağlanma hissəsi, təchizat, Box #1, Box #2 və xarici transmislya qalası ilə ibarətdir. Box #1 və Box #2 çapraz bağlanma qutularıdır, amma bütün digər nöqtələr doğrudan zərər edilir. Ölçülmüş zərər dövrü akım nəticələri aşağıdakı cədvəldə göstərilir:

Q/GDW 11316 "Elektrik Kabel Xətti Test Nizamlaması" normativinin 5.2.3 maddəsinə əsasən: zərər dövrü akımının yük akımı ilə nisbəti 20%-dan az olmalıdır; ən yüksək və ən aşağı tek fazlı zərər dövrü akımı nisbəti 3-dən az olmalıdır. Yük akımı 57.8 A olduqda, stansiyanın doğrudan zərər qutusu, Box #1 və Box #2-də A, B və C fazlarının qab akımları, normativdə göstərilən tələblərdən ciddi şəkildə çoxdur. Əlavə olaraq, ən yüksək və ən aşağı tek fazlı zərər dövrü akımı nisbəti (37.6/9.7 = 3.88) də 3-dən böyükdür.

Yuxarıdakı cədvəldəki ölçülən zərər dövrü akım məlumatlarının analizi əsasında: Manhole #1-də A faz zərər dövrü akımı 38.2 A, Manhole #2-də C faz zərər dövrü akımı 37.6 A ilə uyğun gəlir; Manhole #1-də B faz zərər dövrü akımı 28.5 A, Manhole #2-də A faz zərər dövrü akımı 32.7 A ilə uyğun gəlir; Manhole #1-də C faz zərər dövrü akımı 10.2 A, Manhole #2-də B faz zərər dövrü akımı 9.7 A ilə uyğun gəlir. Üç faz zərər dövrü akımları aşağıdakı yollarla axır: A faz zərər dövrü akımı B faz qabından axmır, B faz zərər dövrü akımı C faz qabından axmır, C faz zərər dövrü akımı A faz qabından axmır, aşağıdakı şəkil və cədvəldə göstərilən kimi.

Məkanında inceleme aparmaqla, Cable Maintenance Manhole #1 zərər qutusundakı daxili çapraz bağlanma konfiqurasiyası "ABC to BCA", faz sırası A, B, C-dır. Manhole #2 zərər qutusundakı daxili çapraz bağlanma konfiqurasiyası "ABC to CAB", faz sırası A, B, C-dır. Kabel qab koruyucularında və izolyasiya komponentlərində nem və ya yanma izləri tapılmayıb. Bunlar, aşağıdakı şəkillərdə göstərilir:

Beləliklə, bu 110 kV XX xəti kabel hissəsində anormal zərər dövrü akımının səbəbi, çapraz bağlanma qutularının daxili bakır şinalarının yanlış bağlanılmasıdır, bu da kabel daxili qablarının faktiki çapraz bağlanmasını mümkün etməyib. Bu, lokal çapraz bağlanma hissəsində ciddi şəkildə zərər dövrü akımının artırılmasına səbəb olur.

Bağlanma konfiqurasiyasını düzəldikdən sonra, kabelin zərər dövrü akımı Q/GDW 11316-2014 "Elektrik Kabel Xətti Test Nizamlaması" tələblərinə uyğunlaşır.