MV & HV кабелни връзки към оборудване и съединения

Общи проблеми и разглеждания при електрични връзки

Когато става дума за прекъсване на електрични връзки в уреди за вътрешно свързване, електродвигатели, трансформатори за питане, измервателни трансформатори и друго оборудване със средно (MV, където напрежението е (1 kV<V<60 kV) и високо напрежение (HV, с V≥60 kV), възникват няколко предизвикателства. Тези проблеми често произтичат от сложността на конструкцията на връзките, особено тези, свързани с уредите за вътрешно свързване. За да се справят ефективно с тези въпроси, близкото сътрудничество с производителя на оборудването не само е препоръчително, но и необходимо.

Фактори, които трябва да се вземат предвид при връзки на електрични машини и преходи от подземни кабели към надземни линии

Фактори при връзки на електрични машини

При връзките на електрични машини, цялостен набор фактори трябва да бъде внимателно взет предвид, за да се осигури безопасна, надеждна и ефективна работа:

• Шина и опорни конструкции: Конструкцията, материалът и силата на шините и техните опорни конструкции са решаващи. Те трябва да издържат електрическите токове, механичните напрежения и потенциалните сили при краткосрочно замыкание, като запазват правилното съвпадение и стабилност.

• Изолационна структура на преривателя: Цялостта на изолацията в преривателите е жизненоважна за предотвратяване на електрически пробиви. Тя трябва да издържа номиналното напрежение, преходните перенапрежения и околната среда без повреди.

• Анализ на частичния разряд (PD): Провеждането на анализ на частичния разряд помага за откриване на ранни признаци на износване на изолацията. Частичните разрази могат да указват потенциални слабости в изолационната система, които, ако останат неразгледани, могат да доведат до катастрофални повреди.

• Материал за изолация: Изборът на материал за изолация, дали е масло, шестиоксид на флуор (SF6) или вакуум, има значително влияние върху производителността. Всеки материал има свои предимства и ограничения по отношение на силата на изолацията, способността за гасене на дуга, околната среда и изискванията за поддръжка.

• Състояние на клиновата система: Клиновата система, която закрепва компонентите, трябва да е в добър състояние. Дефектна клинова система може да доведе до лесни връзки, увеличена електрическа съпротивителност и потенциално прекомерно загряване.

• Тип охлаждащ газ: За машини, които зависят от газово-основана система за охлаждане, типът охлаждащ газ, използван, влияе върху разсейването на топлина и общата производителност. Различните газове имат различни теплопроводности и капацитети за носене на топлина.

• Близостта на заземени компоненти до високонапрегнати проводници: Местоположението на заземените компоненти във връзка с високонапрегнатите проводници е критично. Близката близост може да увеличи риска от електрически утечки, пробиви или интерференция, което изисква правилна изолация и разстояние.

Връзки за преход от подземни кабели към надземни линии

Връзките за преход от подземни кабели към надземни линии, обикновено наричани OH/OG връзки, играят ключова роля в електрическите разпределителни мрежи. Тези връзки са типично проектирани за системи с номинално напрежение до 36 kV. Их основни функции включват свързване на разпределителната система с предварително сборен вътрешен или външен уред за свързване и облекчаване на маршрутирането на електрическата мощ, избягвайки необходимостта от надземни линии да минават през градски райони.

OH/OG връзките са съвместими както с маслено-папиращи, така и с изкривени полиетиленови (XLPE) изолирани кабели, които могат да бъдат или едноядерни, или триядерни. Те се инсталират външно и се монтират на метални конструкции, които са здраво закрепени на надземни линии от дърво, бетон или метал, както е показано на Фигура 1.

Едно от основните изисквания за безопасност за OH/OG връзките е, че техните метални конструкции трябва да бъдат правилно заземени. Това заземяване служи за защита срещу електрически удари, разсеяне на дефектни токове и гарантиране на общата електрическа безопасност на системата.

Изисквания за метални OH/OG конструкции и инсталации на кабели, и колянестите връзки

Изисквания за метални OH/OG конструкции и инсталации на кабели

Височината на OH/OG (надземна/подземна) метална конструкция не е произволна; тя трябва стриктно да спазва минималното безопасно разстояние за изолация до земята, както е дефинирано от съответните индустриални стандарти. Съобразуването с това изискване е важно за гарантиране на безопасността на хората, оборудването и общата електрическа система, предотвратявайки електрически опасности, като случайни контакти или дъга до земята.

При инсталацията на кабели за OH/OG връзки, те трябва да се позиционират на страната на стълба, която е обърната назад към пристигащия трафик. Това разположение минимизира риска от повреди от автомобили, което подобрява надеждността и продължителността на електрическата инфраструктура. Освен това, както по време на процеса на инсталация, така и след като кабелите са в крайната си позиция, е задължително, те да не се изкривяват над минималния внутрен радиус на изкривяване, специфициран от производителя. Неизпълнението на това изискване може да причини вътрешни повреди на изолацията и проводниците на кабела, което потенциално може да доведе до електрически повреди. В някои случаи, за да се гарантира, че минималният радиус на изкривяване е поддържан, може да бъдат необходими по-високи стълби, добавящи допълнително разглеждане в планирането и инсталацията. Освен това, OH/OG връзките трябва да бъдат проектирани с мерки за защита от животни. Това защитава кабелите от повреди, причинени от животни, които в противен случай могат да доведат до прекъсвания на тока и рискове за безопасност.

Колянестите връзки

Връзките на кабели се използват често за свързване на кабели към терминалите на различно оборудване, включително трансформатори, двигатели и предварително сборени уреди за свързване. Обаче, поради специфичните условия на електрическата инсталация или природата на терминалите на оборудването, има случаи, когато връзката на кабела към бушингите трябва да бъде герметизирана. В такива ситуации, колянестите връзки, както е показано на Фигура 2, са предпочитания избор. Тези специализирани връзки не само предоставят сигурна електрическа връзка, но и предлагат необходимата герметизираща функционалност, защитавайки електрическата система от околната среда и гарантирайки нейната стабилна работа.

Колянестите връзки и техното приложение в единични кръгови щитове (RMUs)

Колянестите връзки изпълняват важна и специализирана роля, особено при свързване на кабели към бушингите на единични кръгови щитове (RMUs). RMU-тата са компактни, самостоятелни и напълно изолирани уреди за свързване, които обикновено използват шестиоксид на флуор (SF6) като изолационен медиум. Широко използвани в вторичните разпределителни мрежи, тези устройства играят важна роля в управлението и разпределението на електрическа мощ на местно ниво.

Един от ключовите аспекти на RMU-тата е техният дизайн за издръжливост на вътрешна дъга, което подобрява безопасността и надеждността на електрическата система. Живите части на RMU-тата са конструирани, за да бъдат без поддръжка, намалявайки нуждата от чести вмешателства и минимизирайки просто стоене. Освен това, техният модуларен характер позволява лесно разширяване на място на инсталацията, позволявайки системата да се адаптира към променящите се потребности от мощност с течение на времето.

Функциите за свързване и защита в RMU-тата се изпълняват чрез използването на комбинация от свързващи-прериватели с предохранители или прериватели. Тази конфигурация гарантира, че електрическата система може да бъде безопасно изолирана, дефектите могат бързо да бъдат открити и изчистени, и целостта на разпределителната мрежа се запазва.

Колянестите връзки не са полезни само за свързване на кабели към бушингите на RMU-тата, но и намират приложение, когато няколко кабела трябва да бъдат свързани към същия бушинг на електрическо оборудване. Както е показано на Фигура 3, тези връзки предоставят практично и надеждно решение за такива комплексни връзки между кабели и оборудване, облекчавайки ефективното разпределение на електрическата мощ, докато се запазва целостта и безопасността на общата система.

Връзки и спойки Elastimold

Elastimold е известен бренд, който предлага широк асортимент от оборудване и аксесоари за спойки и връзки на кабели, предназначени за номинални напрежения до 36 kV.

Връзките на кабели Elastimold се предлагат както в едночастна, така и в модулна конструкция. Тези универсални модели са подходящи за различни приложения, включително преход от подземни кабели към голи надземни проводници, връзки към живи фронтове на оборудване и колянести връзки, правейки ги пригодими както за вътрешно, така и за външно използване. Те могат да бъдат интегрирани безпроблемно в маслени, SF6 и въздушно-изолирани високонапрегнати уреди за свързване, както и в трансформатори, двигатели и кондензатори.

Дизайнът на продуктите на Elastimold включва напредък в изолационните материали от силиконова гума. Тези материали предоставят основна съпротива срещу крипи, електрически удари, атмосферни влияния и замърсяване, гарантирайки надеждна работа дори в най-сурови условия. Компактната и лека конструкция на устройствата Elastimold позволява лесна инсталация в ограничен пространства и възможност за свободно висящо приложение.

Устройствата Elastimold са сертифицирани ATEX. ATEX, произлизащо от френския заглавие на директивата 94/9/EC (Европейска комисия) "Appareils destinés à être utilisés en ATmosphères Explosibles" (Оборудване, предназначенo за използване в експлозивни атмосфери), тези високонапрегнати бушинги са приложими в маслени или въздушно-изолирани уреди за свързване и трансформатори в опасни зони, като тези, открити в петролната, газовата и петрохимичната промишленост. Производството на оборудване Elastimold спазва международни стандарти, установени от IEC (Международна електротехническа комисия), ANSI/IEEE (Американска национална стандартизационна институция/Институт за електротехника и електроника) и CENELEC (Европейски комитет за електротехническа стандартизация).

Elastimold предлага няколко специализирани устройства за конкретни приложения:

• Разделни колянести връзки и аксесоари: Това са връзки за разделяне на товар, които предоставят удобен начин за свързване и разединяване на кабели и оборудване в системи за разпределение на мощност. Колянестите връзки за разделяне на товар са проектирани за заредена операция с използване на стандартни горещи инструменти, позволяващи операции за включване/изключване на товар и предоставяйки видимо разединяване. Компонентите могат да бъдат изолирани с изолационни капаци, плъгове и паркиращи бушинги.

• Металооксидни варистори (MOV) за защита от бързи перенапрежения: Тези арматури са напълно обградени и напълно подводни, предназначени за защита от перенапрежения. Те разполагат с интерфейси за 200 A разделни връзки за лесно прикачване към други аксесоари Elastimold. Арматурите Elastimold предлагат високонапрегната защита срещу гръмотеви и перенапрежения при свързване за трансформатори, кабели, оборудване и други компоненти, обикновено открити в подземни системи за разпределение на мощност. Правилното разположение, избор на напрежение и координиране с арматури на опорни стълби може значително да подобри защитните маржове и да минимизира повредяващите перенапрежения. Типични приложения включват инсталиране на арматури в края на радиална система или в двата края на отворен пункт в кръгова система, с допълнителни арматури, добавени на стратегически места нагоре за оптимална защита.

• Колянести връзки с предохранители: Те комбинират заменяеми предохранители за ограничаване на тока за защита в OH/OG връзки на кабели с 200 A разделни връзки за съвместимост с други аксесоари Elastimold.

Raychem е друг широко признат бренд в областта на оборудването за спойки и връзки на кабели.

Връзки за GIS (газово-изолирани подстанции)

Когато наличното пространство за инсталация на подстанция е ограничено или околните условия са изключително сурови, газово-изолираната подстанция (GIS) често е предпочитаното решение. GIS е компактен, многокомпонентен състав, разположен в заземена метална обвивка. Той съдържа шини, прериватели, изолатори и измервателни трансформатори, с компресиран шестиоксид на флуор (SF6) газ като основен изолационен медиум, гарантиращ надеждна изолация между фази и земя. Въпреки че GIS-тата обикновено са инсталирани вътрешно, съществуват и външни модели.

GIS-тата са оборудвани с обвивки за връзки на кабели, където се инсталират връзките на кабели. Според IEC Standard 60859, както обвивките, така и връзките на кабели трябва да отговарят на специфични размерни изисквания, за да се осигури взаимозаменяемост. Връзките на кабели за GIS са приложими за газ, маслено-папиращи и XLPE-изолирани кабели и споделят много компоненти с предходно обсъдени спойки на кабели.

Характеристики на връзките на кабели за GIS

Основните характеристики на връзките на кабели за GIS включват:

• Кабелна клема: Улеснява връзката между проводника на кабела и връзката.

• Корпус: Обикновено направен от алуминиев сплав или подобен материал, предоставяйки конструктивна подкрепа и защита.

• Надеждна изолационна подпора: Висококласни, непроследими епоксидни изолатори предлагат отлични механични и електрически свойства. Тези изолатори са съвместими с побъчни продукти на SF6 газ, гарантирайки дълъг срок на служба на връзката. Техният дизайн също позволява опционален разрив на щита на кабела.

• Запълваща смес: Такава като трансформаторно масло, полибутеново масло или подобни вещества, които помагат за изолация и намаляване на напрежението.

• Конус за контрол на напрежението с лента за връзка: Управление на електрическото напрежение в интерфейса между изолацията на кабела и връзката.

• Жестка подпора на кабела: Конекторът е здраво заключен с винтово капаче върху върха на изолационната подпора. Този дизайн гарантира, че електрическата връзка между GIS и връзката не е подложена на механични сили от кабела.

• Позитивна затваряща система: Прилагане на двойна "O" форма за затваряне, за да се затвори отделението за масло на връзката от отделението за SF6 на GIS. Пълноценно задържани прокладки са съкратени, за да се предотврати проникването на атмосферни елементи във вътрешността на връзката.

• Заземващ кламер: Предоставя сигурна връзка за цели на заземяване.

Фигура 4 илюстрира схема на връзка на кабела за GIS. Някои модели, налични на пазара, не изискват използване на масло, елиминирайки необходимостта от обвивка за масло.

Затваряне, връзка и изисквания за инсталация на връзки на кабели за GIS

Затваряща система

Затварящата система на връзките на кабели за GIS е от първостепенно значение и трябва да бъде внимателно проектирана. Нейната основна функция е да предотврати утечка на масло или газ в GIS. Компрометирана затваряща система може да доведе до повреди на изолацията, загуба на газ и потенциални рискове за безопасност. Чрез осигуряване на робустна и надеждна затваряща система, се запазва целостта на GIS околната среда и общата електрическа система.