MV i HV kabelska priključna okovila na opremu i spojevi

Općeniti problemi i razmatranja u električnim završetvima

Kada je riječ o završetvima električnih spojeva u unutarnjim prekidačkim uređajima, električnim motorima, transformatorima snage, instrumentskim transformatorima i drugom opremi srednje (MV, gdje je raspon napona 1 kV < V < 60 kV) i visoke napetosti (HV, s V ≥ 60 kV), pojavljuje se nekoliko izazova. Ovi problemi često potječu od složenosti dizajna završetaka, posebno onih vezanih uz prekidačke uređaje. Za efikasno rješavanje ovih problema nužna je tesna suradnja s proizvođačem opreme.

Faktori za razmatranje u završetvima električnih strojeva i prijelazima kabelske mreže ispod tla na nadzemne linije

Faktori u završetvima električnih strojeva

Pri završetvima električnih strojeva, mora se pažljivo razmotriti cjelokupan skup faktora kako bi se osiguralo sigurno, pouzdano i učinkovito funkcioniranje:

• Šina i nosiva konstrukcija: Dizajn, materijal i čvrstoća šina i njihove nosive konstrukcije su ključni. Moraju podnijeti električne struje, mehaničke stresove i potencijalne sile kraćenja struje dok održavaju pravilnu poravnanost i stabilnost.

• Izolacijska struktura prekidača: Integritet izolacije unutar prekidača vitalan je za sprečavanje električnih propala. Mora moći podnijeti nominalnu napetost, privremene prekomjerne napetosti i okolišne uvjete bez propala.

• Analiza parcijalnih razlika (PD): Izvođenje analize parcijalnih razlika pomaže u detektiranju ranih znakova degradacije izolacije. Parcijalne razlike mogu ukazivati na potencijalne slabe točke u sustavu izolacije, koje, ako ostane nerezolvirane, mogu dovesti do katastrofalan propala.

• Materijal izolacije: Izbor materijala izolacije, bilo da se radi o ulju, šesterfluoridu vodika (SF6) ili vakuumu, ima značajan utjecaj na performanse. Svaki materijal ima svoje prednosti i ograničenja u pogledu čvrstoće izolacije, sposobnosti gasnjenja lukova, utjecaja na okoliš i zahtjeva za održavanjem.

• Stanje sustava za zaklanjanje: Sustav za zaklanjanje, koji fiksira komponente, mora biti u dobrim stanju. Defektni sustav za zaklanjanje može dovesti do luze spojeva, povećanja električnog otpora i potencijalnog pregrejavanja.

• Tip hladićnog plina: Za strojeve koji se oslanjaju na plinske sustave hlađenja, tip koristi hladićnog plina utječe na disipaciju toplote i ukupne performanse. Različiti plinovi imaju različite termalne provodljivosti i kapacitete za prijenos toplote.

• Blizina zasićenih komponenti visokonaponskim vodičima: Lokacija zasićenih komponenti u odnosu na visokonaponske vodiče je ključna. Blizu lokacija može povećati rizik od električnog curenja, bljesnjava ili interferencija, što zahtijeva pravilnu izolaciju i razmak.

Završetci za prijelaz podzemnih kabela na nadzemne linije

Završetci za prijelaz podzemnih kabela na nadzemne linije, često nazivani OH/OG završetci, igraju ključnu ulogu u električnim distribucijskim mrežama. Ovi završetci obično su dizajnirani za sustave s nominalnim napetostima do 36 kV. Njihova glavna funkcija uključuje povezivanje distribucijskog sustava s unaprijed asambliranim unutarnjim ili vanjskim prekidačkim uređajima i omogućavanje smjera električne snage dok se izbjegava potreba za nadzemnim linijama da prolaze kroz urbanu područja.

OH/OG završetci su kompatibilni s kablama izoliranim uljem-papir i križasto povezanom polietilenom (XLPE), koji mogu biti jednokoreni ili trokoreni. Instalirani su na otvorenom i montirani na metalne konstrukcije koje su čvrsto zaključene na stubove nadzemnih linija od drva, betona ili metala, kao što je prikazano na slici 1.

Jedno od ključnih zahtjeva za sigurnost OH/OG završetaka je da njihove metalne konstrukcije moraju biti pravilno zasićene. To zasićenje služi za zaštitu od električnih udara, disipaciju struja grešaka i osiguranje ukupne električne sigurnosti sustava.

Zahtjevi za OH/OG metalne konstrukcije i instalacije kabela, te završetci laktice

OH/OG metalne konstrukcije i zahtjevi za instalaciju kabela

Visina OH/OG (nadzemno/podzemno) metalne konstrukcije nije nasumična; mora strogo pridržavati minimalnu sigurnosnu udaljenost izolacije do tla, kako je definiralo relevantno industrijsko standardi. Ovo pridržavanje je ključno za osiguravanje sigurnosti ljudi, opreme i ukupnog električnog sustava, sprečavanje električnih opasnosti poput slučajnog kontakta ili lukovanja do tla.

Pri instalaciji kabela za OH/OG završetke, oni trebaju biti postavljeni na strani stuba koja se okreće od dolazne prometne ceste. Ova pozicija smanjuje rizik od oštećenja od vozila, time unaprijeđujući pouzdanost i dugotrajnost električne infrastrukture. Također, tijekom procesa instalacije i nakon što su kabeli u svojoj konačnoj poziciji, nužno je da se ne savijaju izvan najmanjeg unutarnjeg radijusa savijanja specificiranog proizvođačem. Neispunjavanje ovog zahtjeva može dovesti do unutrašnjih oštećenja izolacije i vodiča, što potencijalno može dovesti do električnih propala. U nekim slučajevima, kako bi se osiguralo da se najmanji radijus savijanja održava, potrebni su viši stubovi, dodajući dodatno razmatranje u fazi planiranja i instalacije. Nadalje, OH/OG završetci moraju biti dizajnirani s mjere zaštite od životinja. To štiti kable od oštećenja uzrokovana životinjama, što bi inače moglo dovesti do ispadanja struje i sigurnosnih rizika.

Završetci laktice

Završetci kabela često se koriste za povezivanje kabela s terminalima različite opreme, uključujući transformatore, motore i unaprijed asambliranih prekidačkih uređaja. Međutim, zbog specifičnih uvjeta električne instalacije ili prirode terminala opreme, postoje situacije u kojima je potrebno završetak kabela sa bushingom zatvoriti. U takvim situacijama, završetci laktice, kao što je prikazano na slici 2, su preferirani izbor. Ovi specijalizirani završetci ne samo što nude siguran električni spoj, već također pružaju potrebnu funkciju zatvaranja, zaštitivši električni sustav od okolišnih elemenata i osiguravši njegovu stabilnu operaciju.

Završetci laktice i njihova primjena u Ring Main Units (RMU)

Završetci laktice služe ključnoj i specijaliziranoj svrsi, posebno kad je riječ o povezivanju kabela s bushingom Ring Main Units (RMU). RMU su kompaktni, samostojeći i potpuno izolirani prekidački sustavi koji obično koriste šesterfluorid vodika (SF6) kao medij izolacije. Široko se koriste u sekundarnim distribucijskim mrežama, gdje igraju ključnu ulogu u upravljanju i distribuciji električne snage na lokalnoj razini.

Jedna od ključnih značajki RMU je njihov dizajn za izdržljivost internih lukova, što unaprijeđuje sigurnost i pouzdanost električnog sustava. Živi dijelovi RMU su dizajnirani da budu bez održavanja, smanjujući potrebu za čestim intervencijama i minimizirajući vremensku isključenost. Također, njihova modularna priroda omogućuje lako proširenje na mjestu instalacije, omogućujući sustavu da se prilagodi mijenjajućim potrebama za snagaom tijekom vremena.

Funkcije prekidača i zaštite unutar RMU ostvaruju se putem kombinacije prekidača-sprekača s prekidnicama ili prekidačima. Ova konfiguracija osigurava da se električni sustav može sigurno izolirati, greške brzo otkrivaju i eliminiraju, a integritet distribucijske mreže održava.

Završetci laktice nisu samo korisni za povezivanje kabela s bushingom RMU, nego se također koriste kada je potrebno povezati više kabela na isti bushing električne opreme. Kao što je prikazano na slici 3, ovi završetci pružaju praktično i pouzdano rješenje za takve složene spojeve kabela na opremu, omogućujući učinkovitu distribuciju električne snage, dok se održava integritet i sigurnost ukupnog sustava.

Elastimold spojevi i završetci kabela

Elastimold je poznati brend koji nudi kompletnu seriju opreme i dodataka za spajanje i završetke kabela, dizajniranih za nominalne napetosti do 36 kV.

Završetci kabela Elastimold dolaze u jednodijelnoj i modulornoj konstrukciji. Ovi fleksibilni modeli su prikladni za razne primjene, uključujući prijelaz od podzemnih kabela do golih nadzemnih vodiča, spojeve na opremu s aktivnim frontom i spojeve laktice, što ih čini prilagodljivima za upotrebu unutrašnju i vanjsku. Mogu se bez problema integrirati u visokonaponske prekidačke uređaje s uljem, SF6 i zrakom, kao i u transformatore, motore i kondenzatore.

Dizajni Elastimold proizvoda uključuju napredne silikonske gume izolacijske materijale. Ovi materijali pružaju ključnu otpornost na kripanje, električne udarce, vremenske uvjete i kontaminaciju, osiguravajući pouzdano funkcioniranje čak i u najtežim uvjetima. Kompaktna i lagana priroda Elastimold jedinica omogućuje laku instalaciju u uskim prostorima i omogućuje slobodno visiće.

Elastimold uređaji su također ATEX-certificirani. ATEX, izvedeno iz francuskog naslova direktive 94/9/EC (Europske komisije) "Appareils destinés à être utilisés en ATmosphères Explosibles" (Oprema namijenjena za upotrebu u eksplozivnim atmosferama), ovi visokonaponski bushingi su prikladni za upotrebu unutar prekidačkih uređaja i transformatora s uljem ili zrakom u opasnim područjima, poput onih koji se nalaze u naftnoj, plinskoj i petrokemijskoj industriji. Proizvodnja Elastimold opreme pridržava se međunarodnih standarda postavljenih IEC (Međunarodna elektrotehnološka komisija), ANSI/IEEE (Američka nacionalna standardna komisija/Institut za elektroniku i električne inženjere) i CENELEC (Europski komitet za elektrotehnološke standardizacije).

Elastimold nudi nekoliko specijaliziranih uređaja za specifične primjene:

• Odvojivi spojnice laktice i dodaci: To su spojnici za opterećenje koji pružaju praktičan način spajanja i odspajanja kabela i opreme u sistemima distribucije struje. Spojevi laktice su dizajnirani za energiziranu operaciju pomoću standardnih alata za rad pod naponom, omogućujući operacije s opterećenjem i pružajući vidljiv odspojnik. Komponente se mogu izolirati pomoću izoliranih čepova, plugova i parkirnih bushinga.

• Metalni oksid varistor (MOV) zaštita od prekomjernih napona: Ove zaštite su potpuno zaštićene i potpuno potopljuve, dizajnirane za zaštitu od prekomjernih napona. Imaju sučelje odvojivog spojnica od 200 A za lako spajanje na druge Elastimold dodatke. Elastimold zaštite pružaju visokonaponsku zaštitu od munjica i prekomjernih napona priključenih transformatora, kabela, opreme i drugih komponenti tipično pronađenih u podzemnim sistemima distribucije struje. Pravilna postavka, odabir napona i koordinacija s zaštitama za stupove povratnog toka mogu značajno poboljšati zaštitne margine i smanjiti oštećujuće prekomjerne napetosti. Tipične primjene uključuju postavljanje zaštita na kraju radijalnog sustava ili na obje strane otvorenog točke na petlji sustava, s dodatnim zaštitama dodanim na strategijskim mjestima nagore za optimalnu zaštitu.

• Fuzirane laktice: Ove kombiniraju zamjenjive fuzi za ograničenje struje za zaštitu u završetcima kabela OH/OG s 200 A odvojivim sučeljima spojnica za kompatibilnost s drugim Elastimold dodacima.

Raychem je još jedan poznati brend u području opreme za spajanje i završetke kabela.

Završetci za GIS (Gas Insulated Substations)

Kada je dostupni prostor za instalaciju podstancije ograničen ili kada su okolišne uvjete ekstremno teški, Gas Insulated Substation (GIS) često je preferirano rješenje. GIS je kompaktna, višekomponentna montaža smještena unutar zasićene metalne ograde. Sadrži bus barove, prekidače, izolatore i instrumente transformatora, s stisnutim šesterfluoridom vodika (SF6) kao primarnim medijem izolacije, osiguravajući pouzdanu izolaciju između faz. Iako su GIS obično instalirani unutra, dostupni su i vanjski modeli.

GIS jedinice su opremljene oklopima za završetke kabela gdje su instalirani završetci kabela. Prema IEC Standardu 60859, i oklopi i završetci kabela moraju zadovoljavati specifične dimenzionalne zahtjeve kako bi se osigurala zamjenjivost. Završetci kabela za GIS su prikladni za kablove izolirane plinom, uljem-papir i XLPE i dijele mnoge komponente s ranije diskutiranim spojevima kabela.

Značajke završetaka kabela za GIS

Glavne značajke završetaka kabela za GIS uključuju:

• Lug kabela: Omogućuje povezivanje vodiča kabela i završetka.

• Tijelo kutije: Obično izrađeno od legure aluminija ili sličnog materijala, pruža strukturnu podršku i zaštitu.

• Pouzdani nosač insulator: Visokokvalitetni, nenapadačni epoksi insulatori nude odlične mehaničke i električne osobine. Ovi insulatori su kompatibilni s produktima SF6 plina, osiguravajući dugotrajan životni vijek završetka. Njihov dizajn također dopušta opcioni prekid štitnog sloja kabela.

• Napoljevina: Poput transformatornog ulja, polibuten ulja ili sličnih tvari, koje pomažu u izolaciji i smanjenju stresa.

• Konus upravljanja stresom s trakom za svežanj: Upravlja električnim stresom na sučelju izolacije kabela i završetka.

• Čvrsti nosač kabela: Spojničar je sigurno zaključan u vrhu nosača insulatora. Ovaj dizajn osigurava da električni spoj između GIS i završetka ne podliježe mehaničkim silama od kabela.

• Pozitivni sustav za zatvaranje: Koristi se dvostruki sustav "O" prstenova za zatvaranje kompartmenta završetka ulja od kompartmenta GIS SF6. Potpuno zadržani čepovi su komprimirani kako bi se spriječio pristup atmosferskih elemenata unutrašnjosti završetka.

• Zasićeni štap: Pruža siguran spoj za zasićenje.

Slika 4 prikazuje shemu završetka kabela za GIS. Neki modeli dostupni na tržištu ne zahtijevaju korištenje ulja, eliminirajući potrebu za kućom za ulje.

Zatvaranje, povezivanje i zahtjevi za instalaciju završetaka kabela za GIS

Sustav za zatvaranje

Sustav za zatvaranje završetaka kabela za GIS je od presudne važnosti i mora biti pažljivo dizajniran. Njegova glavna funkcija je sprečiti curenje ulja ili plina u GIS. Oštećen sealant može dovesti do propala izolacije, gubitka plina i potencijalnih sigurnosnih opasnosti. Osiguravajući čvrst i pouzdan sustav za zatvaranje, održava se integritet okruženja GIS i ukupnog električnog sustava.

Komponenta za spoj

Proizvođač GIS-a je odgovoran za pružanje komponente za spoj specifično dizajnirane da se prilagodi kraju kabela. Ova komponenta je ključna za postavljanje sigurnog i električnog spoja između kabela i GIS-a. Precizan dizajn i kompatibilnost komponente za spoj su ključni za osiguravanje besprijekorne integracije i optimalnog funkcioniranja sučelja kabela-GIS.

Zaštitne i testne instalacije

Da bi se osigurala sigurnost i pouzdanost električnog sustava, moraju se pružiti odgovarajuće instalacije za sigurno zasićenje kabela za prijenos. Ova mogućnost za zasićenje je potrebna tijekom održavanja, popravaka ili traženja grešaka. Također, trebaju se pružiti opcije za povezivanje kabela za visokonaponski test s GIS-om ili samim kabelom. Ove testne instalacije omogućuju redovite inspekcije i dijagnostičke teste za procjenu stanja kabela i GIS-a, pomažući u otkrivanju potencijalnih problema prije nego što se pretvorili u velike probleme.

Potrebni alati i dodaci za instalaciju završetaka GIS

Za uspješnu instalaciju završetaka kabela za GIS, nužan je specifični set pravilnih alata i dodataka:

• Škare Panduit: Ove škare su specifično dizajnirane za instalaciju trake za svežanj oko konusa upravljanja stresom. Tačna primjena trake za svežanj je ključna za upravljanje električnim stresom i osiguravanje dugotrajne pouzdanosti završetka.

• Škare za circlip: Koriste se za instalaciju gornjeg priključka, škare za circlip pružaju potrebnu prihvatljivost i preciznost za fiksiranje ove važne komponente na mjestu.

• Adapter flanša: Adapter flanša igra ključnu ulogu u omogućavanju povezivanja različitih kom