MV & HV Cable Termination to Equipment & Joints پایان‌یابی کابل‌های MV و HV به تجهیزات و اتصالات
مسائل واعتبارات عمومی در پایان‌یابی الکتریکی
هنگام پایان‌یابی اتصالات الکتریکی در دستگاه‌های تغییر مسیر داخل ساختمان، موتورهای الکتریکی، ترانسفورماتورهای قدرت، ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری و تجهیزات دیگر با ولتاژ متوسط (MV، که محدوده ولتاژ آن ۱ کیلوولت < V < ۶۰ کیلوولت) و ولتاژ بالا (HV، با V ≥ ۶۰ کیلوولت)، چالش‌های متعددی پدیدار می‌شود. این مشکلات غالباً از پیچیدگی طراحی‌های پایان‌یابی، به خصوص آنهایی که مربوط به دستگاه‌های تغییر مسیر است ناشی می‌شوند. برای رسیدگی موثر به این نگرانی‌ها، هماهنگی نزدیک با سازنده تجهیزات نه تنها توصیه شده بلکه ضروری است.
عواملی که باید در پایان‌یابی ماشین‌های الکتریکی و انتقال کابل‌های زیرزمینی به بالازمینی در نظر گرفته شود
عوامل در پایان‌یابی ماشین‌های الکتریکی
هنگام پایان‌یابی ماشین‌های الکتریکی، مجموعه‌ای جامع از عوامل باید به دقت در نظر گرفته شود تا عملکرد ایمن، قابل اعتماد و کارآمد تضمین شود:
اتوبوس و سازه‌های حمایتی: طراحی، ماده و قدرت اتوبوس‌ها و سازه‌های حمایتی آن‌ها بسیار مهم است. آن‌ها باید بتوانند جریان‌های الکتریکی، تنش‌های مکانیکی و نیروهای ممکن کوتاه‌مدار را تحمل کنند و همزمان تراز و ثبات مناسب را حفظ کنند.
ساختار عایق‌بندی قطع‌کننده مدار: تمامیت عایق‌بندی در داخل قطع‌کننده‌های مدار برای جلوگیری از تجزیه الکتریکی حیاتی است. آن باید بتواند ولتاژ اسمی، ولتاژ فوق العاده موقت و شرایط محیطی را بدون خرابی تحمل کند.
تحلیل PD (انتشار جزئی): انجام تحلیل انتشار جزئی به تشخیص علائم اولیه تجزیه عایق کمک می‌کند. انتشار جزئی می‌تواند نشان‌دهنده ضعف‌های ممکن در سیستم عایق‌بندی باشد که اگر غفلت شود می‌تواند منجر به خرابی‌های فاجعه‌بار شود.
ماده عایق: انتخاب ماده عایق، چه نفت، گاز شش فلوئورید سولفور (SF6) یا خلاء، تأثیر قابل توجهی بر عملکرد دارد. هر ماده دارای مزایا و محدودیت‌های خاص خود در مورد قدرت عایق، توانایی خاموش کردن قوس، تأثیر محیطی و نیازهای نگهداری است.
وضعیت سیستم گیره: سیستم گیره که اجزا را در جای خود ثابت می‌کند باید در وضعیت خوبی باشد. یک سیستم گیره معیوب می‌تواند منجر به اتصالات آزاد، مقاومت الکتریکی افزایش یافته و گرم شدن ممکن شود.
نوع گاز خنک‌کننده: برای دستگاه‌هایی که از سیستم‌های خنک‌کننده مبتنی بر گاز استفاده می‌کنند، نوع گاز خنک‌کننده استفاده شده تأثیری بر تشعشع حرارت و عملکرد کلی دارد. گازهای مختلف دارای رسانایی حرارتی و ظرفیت حمل گرما متفاوتی هستند.
نزدیکی اجزای زمین شده به هادی‌های ولتاژ بالا: موقعیت اجزای زمین شده نسبت به هادی‌های ولتاژ بالا بسیار مهم است. نزدیکی زیاد می‌تواند خطر نشت الکتریکی، ابرقیچاق یا تداخل را افزایش دهد و لذا نیاز به عایق‌بندی و فاصله‌گذاری مناسب است.
پایان‌یابی برای انتقال کابل‌های زیرزمینی به خطوط بالازمینی
پایان‌یابی‌هایی که برای انتقال کابل‌های زیرزمینی به خطوط بالازمینی، که معمولاً به عنوان OH/OG شناخته می‌شوند، نقش کلیدی در شبکه‌های توزیع الکتریکی دارند. این پایان‌یابی‌ها معمولاً برای سیستم‌هایی با ولتاژ اسمی تا ۳۶ کیلوولت طراحی شده‌اند. وظایف اصلی آن‌ها شامل اتصال سیستم توزیع به دستگاه‌های تغییر مسیر داخل ساختمان یا خارج ساختمان و تسهیل مسیریابی انرژی الکتریکی بدون نیاز به عبور خطوط بالازمینی از مناطق شهری است.
پایان‌یابی‌های OH/OG با هر دو نوع کابل عایق‌بندی شده با نفت-کاغذ و پلی‌اتیلن متقاطع (XLPE) سازگار هستند که می‌توانند یک‌هسته یا سه‌هسته باشند. آن‌ها خارج ساختمان نصب می‌شوند و روی سازه‌های فلزی که به استواران خط بالازمینی از چوب، بتن یا فلز متصل شده‌اند، نصب می‌شوند، مانند آنچه در شکل ۱ نشان داده شده است.
یک نیاز اساسی ایمنی برای پایان‌یابی‌های OH/OG این است که سازه‌های فلزی آن‌ها باید به درستی زمین شوند. این زمین‌کشی برای محافظت در برابر شوک‌های الکتریکی، پخش جریان‌های خطا و تضمین ایمنی الکتریکی کلی سیستم ضروری است.
نیازهای سازه‌های فلزی OH/OG و نصب کابل و پایان‌یابی‌های آرنجی
نیازهای سازه‌های فلزی OH/OG و نصب کابل
ارتفاع سازه فلزی OH/OG (بالازمینی/زیرزمینی) نه به صورت دلخواه است؛ بلکه باید دقیقاً به حداقل فاصله عایق ایمنی تا زمین مطابق با استانداردهای صنعتی مرتبط پایبند باشد. این همخوانی برای تضمین ایمنی افراد، تجهیزات و کل سیستم الکتریکی و جلوگیری از خطرات الکتریکی مانند تماس تصادفی یا ابرقیچاق به زمین ضروری است.
هنگام نصب کابل‌ها برای پایان‌یابی‌های OH/OG، آن‌ها باید در سمت ستون که دور از ترافیک آینده است قرار گیرند. این قرارگیری خطر آسیب دیدن از توسط خودروها را کاهش می‌دهد و در نتیجه قابلیت اطمینان و طول عمر زیرساخت‌های الکتریکی را افزایش می‌دهد. علاوه بر این، در طول فرآیند نصب و بعد از اینکه کابل‌ها در مکان نهایی خود قرار گرفته‌اند، حتماً باید از خمیدگی بیش از حد حداقل شعاع خمیدگی داخلی تولیدکننده پیروی شود. عدم رعایت این الزام می‌تواند باعث آسیب داخلی به عایق و هادی‌های کابل شود و ممکن است منجر به خرابی‌های الکتریکی شود. در برخی موارد، برای تضمین حفظ حداقل شعاع خمیدگی، نیاز به استواران بلندتر می‌شود که یک ملاحظه اضافی در مراحل برنامه‌ریزی و نصب ایجاد می‌کند. علاوه بر این، پایان‌یابی‌های OH/OG باید با اقدامات مقاوم در برابر حیوانات طراحی شوند. این امر کابل‌ها را از آسیب‌های ناشی از حیوانات محافظت می‌کند که می‌تواند منجر به قطع برق و خطرات ایمنی شود.
پایان‌یابی‌های آرنجی
پایان‌یابی‌های کابل معمولاً برای اتصال کابل‌ها به ترمینال‌های انواع تجهیزات، از جمله ترانسفورماتورها، موتورها و دستگاه‌های تغییر مسیر پیش‌ساخته استفاده می‌شود. با این حال، به دلیل شرایط خاص نصب الکتریکی یا ماهیت ترمینال‌های تجهیزات، مواقعی وجود دارد که نیاز به ختم اتصال کابل به بوشینگ‌ها دارد. در چنین شرایطی، پایان‌یابی‌های آرنجی، مانند آنچه در شکل ۲ نشان داده شده است، انتخاب مطلوب هستند. این پایان‌یابی‌های تخصصی نه تنها یک اتصال الکتریکی امن فراهم می‌کنند بلکه قابلیت ختم لازم را نیز ارائه می‌دهند، سیستم الکتریکی را از عناصر محیطی محافظت می‌کنند و عملکرد پایدار آن را تضمین می‌کنند.
پایان‌یابی‌های آرنجی و کاربرد آن‌ها در واحد‌های حلقه اصلی (RMUs)
پایان‌یابی‌های آرنجی نقش کلیدی و تخصصی دارند، به ویژه در اتصال کابل‌ها به بوشینگ‌های واحد‌های حلقه اصلی (RMUs). RMUs سیستم‌های تغییر مسیر فشرده، مستقل و کاملاً عایق‌بندی شده هستند که معمولاً از گاز شش فلوئورید سولفور (SF6) به عنوان مedium عایق‌بندی استفاده می‌کنند. این واحد‌ها به طور گسترده در شبکه‌های توزیع ثانویه استفاده می‌شوند و نقش مهمی در مدیریت و توزیع انرژی الکتریکی در سطح محلی دارند.
یکی از ویژگی‌های کلیدی RMUs طراحی آن‌ها برای تحمل قوس داخلی است که ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم الکتریکی را افزایش می‌دهد. بخش‌های زنده RMUs به گونه‌ای مهندسی شده‌اند که نیاز به نگهداری کم باشند، این امر باعث کاهش نیاز به مداخلات مکرر و کاهش زمان توقف می‌شود. علاوه بر این، طبیعت مدولار آن‌ها اجازه می‌دهد تا در محل نصب به راحتی گسترش یابند و سیستم را قادر می‌سازد تا با تغییرات تقاضای انرژی در طول زمان سازگار شود.
عملکرد‌های تغییر مسیر و محافظت در RMUs از طریق استفاده از قطع‌کننده‌های تغییر مسیر در ترکیب با فیوزها یا قطع‌کننده‌های مداری انجام می‌شود. این ساختار اطمینان می‌دهد که سیستم الکتریکی به صورت ایمن جدا شود، خطاها به سرعت شناسایی و رفع شوند و تمامیت شبکه توزیع حفظ شود.
پایان‌یابی‌های آرنجی نه تنها برای اتصال کابل‌ها به بوشینگ‌های RMU مفید هستند بلکه در مواقعی که نیاز به اتصال چند کابل به یک بوشینگ تجهیزات الکتریکی وجود دارد نیز کاربرد دارند. مانند آنچه در شکل ۳ نشان داده شده است، این پایان‌یابی‌ها راه‌حل عملی و قابل اعتمادی برای این اتصالات پیچیده کابل-به-تجهیزات ارائه می‌دهند، که تسهیل می‌کنند توزیع مؤثر انرژی الکتریکی در حالی که تمامیت و ایمنی کل سیستم را حفظ می‌کنند.
اتصالات و پایان‌یابی‌های Elastimold
Elastimold یک برند شناخته شده است که مجموعه جامعی از تجهیزات و لوازم جانبی برای اتصال و پایان‌یابی کابل‌ها ارائه می‌دهد، که برای ولتاژهای اسمی تا ۳۶ کیلوولت طراحی شده‌اند.
پایان‌یابی‌های کابل Elastimold در طرح‌های یک‌قطعه و مدولار موجود هستند. این مدل‌های انعطاف‌پذیر برای کاربردهای مختلف مناسب هستند، از جمله انتقال از کابل‌های زیرزمینی به هادی‌های بالازمینی برهنه، اتصال به تجهیزات با جلوی زنده و اتصالات آرنجی، که آن‌ها را برای استفاده هم در داخل و هم در خارج ساختمان مناسب می‌کند. آن‌ها می‌توانند به سادگی در تغییر مسیرهای بالا ولتاژ با عایق نفت، SF6 و هوا یکپارچه شوند، همچنین ترانسفورماتورها، موتورها و خازن‌ها.
طراحی‌های محصولات Elastimold مواد عایق‌بندی کاوشی پیشرفته را شامل می‌شوند. این مواد مقاومت ضروری علیه خزش، ضربات الکتریکی، تأثیرات آب و هوایی و آلودگی را فراهم می‌کنند، که اطمینان می‌دهد عملکرد قابل اعتماد حتی در شرایط سخت‌ترین را تضمین می‌کند. طبیعت فشرده و سبک Elastimold امکان نصب آسان در فضاهای محدود و اجازه کاربرد آزاد-آویزان را می‌دهد.
دستگاه‌های Elastimold همچنین مجوز ATEX دارند. ATEX که از عنوان فرانسوی دستورالعمل ۹۴/۹/EC (کمیسیون اروپا) "Appareils destinés à être utilisés en ATmosphères Explosibles" (تجهیزاتی که برای نصب در محیط‌های منفجره طراحی شده‌اند) مشتق شده است، این بوشینگ‌های بالا ولتاژ برای استفاده در تغییر مسیرهای با عایق نفت یا هوا و ترانسفورماتورها در مناطق خطرناک، مانند آنچه در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی یافت می‌شود مناسب هستند. تولید دستگاه‌های Elastimold به استانداردهای بین‌المللی IEC (کمیسیون بین‌المللی الکتروفنیک)، ANSI/IEEE (انجمن استانداردهای ملی آمریکا/انجمن مهندسان برق و الکترونیک) و CENELEC (کمیته اروپایی استانداردهای الکتروفنیک) پایبند است.
Elastimold چند دستگاه تخصصی برای کاربردهای خاص ارائه می‌دهد:
اتصالات و لوازم جانبی آرنجی جداپذیر: این اتصالات جداپذیر که تغییر بار را امکان‌پذیر می‌کنند، راه حلی راحت برای اتصال و جدا کردن کابل‌ها و تجهیزات در سیستم‌های توزیع انرژی فراهم می‌کنند. آرنجی‌های جداپذیر برای عملیات با بار در حالت فعال با استفاده از ابزارهای استاندارد داغ طراحی شده‌اند، که عملیات بار ایجاد/قطع را ممکن می‌کنند و یک جدا شدن قابل مشاهده فراهم می‌کنند. اجزا می‌توانند با استفاده از کلاهک‌های عایق، پلاگ‌ها و بوشینگ‌های پارکینگ جدا شوند.
سیلیکتورهای معدنی اکسید (MOV) محافظ از ابرقیچاق: این محافظ‌ها کاملاً محافظت شده و قابل غوطه‌وری هستند، که برای محافظت از ولتاژهای فراتر از حد طراحی شده‌اند. آن‌ها دارای رابط‌های جداپذیر ۲۰۰ آمپر برای اتصال آسان به دیگر لوازم جانبی Elastimold هستند. محافظ‌های Elastimold محافظت بالا ولتاژ علیه برق و تغییرات سریع ولتاژ برای ترانسفورماتورها، کابل‌ها، تجهیزات و دیگر اجزای معمولاً یافت شده در سیستم‌های توزیع زیرزمینی ارائه می‌دهند. جایگاه صحیح، انتخاب ولتاژ و هماهنگی با محافظ‌های استقرار در ستون می‌تواند حاشیه‌های محافظتی را به طور قابل توجهی افزایش دهد و ولتاژهای ابرقیچاق آسیب‌رسان را کاهش دهد. کاربردهای معمول شامل نصب محافظ‌ها در انتهای یک سیستم شعاعی یا در هر دو انتهای یک نقطه باز در یک سیستم حلقه‌ای، با افزودن محافظ‌های اضافی در موقعیت‌های استراتژیک بالادست برای محافظت بهینه.
آرنجی‌های فیوزدار: این آرنجی‌ها که فیوزهای محدودکننده جریان جایگزین‌پذیر برای محافظت از جریان در پایان‌یابی‌های کابل OH/OG با رابط‌های جداپذیر ۲۰۰ آمپر برای سازگاری با دیگر لوازم جانبی Elastimold ترکیب می‌کنند.
Raychem نیز یک برند شناخته شده در زمینه تجهیزات اتصال و پایان‌یابی کابل‌ها است.
پایان‌یابی‌های GIS (زیرстанسیون‌های عایق‌بندی شده با گاز)
وقتی فضای در دسترس برای نصب زیرستانسیون محدود است یا شرایط محیطی بسیار سخت است، GIS (زیرستانسیون عایق‌بندی شده با گاز) معمولاً راه‌حل مورد ترجیح است. GIS یک مجموعه چند جزئی فشرده در یک پوشش فلزی زمین‌شده قرار دارد. این شامل اتوبوس‌ها، قطع‌کننده‌های مدار، جداکننده‌ها و ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری است، با گاز فشرده شش فلوئورید سولفور (SF6) به عنوان مedium عایق‌بندی اصلی که عایق‌بندی قابل اطمینان فاز-به-زمین را تضمین می‌کند. در حالی که GIS معمولاً در داخل ساختمان نصب می‌شود، مدل‌های خارج ساختمان نیز موجود هستند.
واحد‌های GIS با پوشش‌های پایان‌یابی کابل مجهز شده‌اند که در آن‌ها پایان‌یابی‌های کابل نصب می‌شوند. بر اساس استاندارد IEC 60859، هم پوشش‌ها و هم پایان‌یابی‌های کابل باید به ابعاد خاصی پایبند باشند تا تعویض‌پذیری را تضمین کنند. پایان‌یابی‌های کابل برای GIS برای کابل‌های با عایق گاز، نفت-کاغذ و XLPE مناسب هستند و بسیاری از اجزای آن‌ها با مفاصل کابلی قبلی مشترک هستند.
ویژگی‌های پایان‌یابی‌های کابل GIS
ویژگی‌های اصلی پایان‌یابی‌های کابل GIS شامل:
lug کابل: تسهیل اتصال بین هادی کابل و پایان‌یابی.
بدنه جعبه: معمولاً از آلیاژ آلومینیوم یا ماده مشابه ساخته شده است که پشتیبانی ساختاری و محافظت را فراهم می‌کند.
عایق پشتیبان قابل اطمینان: عایق‌های اپوکسی غیرقابل ردیابی با کیفیت مکانیکی و الکتریکی عالی. این عایق‌ها با محصولات جانبی گاز SF6 سازگار هستند و عمر طولانی برای پایان‌یابی تضمین می‌کنند. طراحی آن‌ها همچنین اجازه می‌دهد که گزینه‌ای برای شکستن پوشش کابل وجود داشته باشد.
