MV i HV kabelska terminacija na opremu i spojeve

Opšti problemi i posmatranja u električnim završetvima

Kada je reč o završetvima električnih veza unutrašnjih prekidača, električnih motora, snaga transformatora, merenih transformatora i drugog opreme srednje (MV, gde je opseg napona (1 kV<V<60 kV)) i visoke (HV, sa V≥60 kV) napona, pojavljuje se nekoliko izazova. Ovi problemi često potiču iz kompleksnosti dizajna završetaka, posebno onih vezanih za prekidače. Da bi se ove zabrinutosti efikasno rešile, bliska saradnja sa proizvođačem opreme nije samo savetljiva, već i neophodna.

Faktori za razmatranje u završetvima električnih mašina i prijelazima podzemne - nadzemne kablove

Faktori u završetvima električnih mašina

Pri završetvima električnih mašina, mora se pažljivo razmotriti kompletni skup faktora kako bi se osigurala sigurna, pouzdana i učinkovita operacija:

• Šina i nosači: Dizajn, materijal i čvrstoća šina i njihovih nosača su ključni. Moraju otpirati električne struje, mehaničke stresove i potencijalne sile kraćenja, održavajući pravilnu poravnanost i stabilnost.

• Izolacijska struktura prekidača: Integralnost izolacije unutar prekidača je vitalna za sprečavanje električnih propada. Mora moći da otpri napon na koji je određen, privremene prekomjerne napone i okružne uslove bez greške.

• PD (Dijelni ispuštaji) analiza: Provođenje analize dijelnih ispuštaja pomaže u detektovanju ranih znakova degradacije izolacije. Dijelni ispuštaji mogu ukazivati na potencijalne slabe tačke u sistemu izolacije, koje, ako ostane neispričavane, mogu dovesti do katastrofalnih propada.

• Materijal izolacije: Izbor materijala za izolaciju, bilo da je ulje, šesterfluorid sirovina (SF6) ili vakuum, ima značajan uticaj na performanse. Svaki materijal ima svoje prednosti i ograničenja u pogledu čvrstoće izolacije, sposobnosti ugaseći lukove, ekološkog uticaja i zahteva za održavanjem.

• Stanje sistema zaklopki: Sistem zaklopki, koji fiksira komponente, mora biti u dobrom stanju. Defektan sistem zaklopki može dovesti do luka veza, povećanja električnog otpora i potencijalnog pregrejanja.

• Tip hladnog gasa: Za mašine koje se oslanjaju na gasne sisteme hlađenja, tip korišćenog hladnog gasa utiče na rasipanje toplote i ukupne performanse. Različiti gasovi imaju različite termalne provodljivosti i kapacitete za prenos toplote.

• Blizina zemljenih komponenti visokonaponskim vodnicima: Lokacija zemljenih komponenti u odnosu na visokonaponske vodnike je ključna. Blizu lokacija može povećati rizik od električnog curenja, isparkivanja ili interferencije, što zahteva 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 mrežama električne distribucije. Ovi završetci su obično dizajnirani za sisteme s nominalnim naponima do 36 kV. Njihove primarne funkcije uključuju povezivanje distribucijskog sistema sa unaprijed asambliranim unutrašnjim ili vanjskim prekidačima i omogućavanje rutiranja električne energije, izbegavajući potrebu za nadzemnim linijama da prolaze kroz urbanne zone.

OH/OG završetci su kompatibilni sa kabelima sa izolacijom od ulja-papira i križno povezanog polietilena (XLPE), koji mogu biti jednokoreni ili trokoreni. Instalirani su na otvorenom i montirani na metalne konstrukcije koje su čvrsto zaključene na stubove nadzemnih linija napravljenih od drveta, betona ili metala, kao što je prikazano na slici 1.

Važan zahtev za sigurnost OH/OG završetaka jeste da njihove metalne konstrukcije moraju biti pravilno zemljeni. Ovo zemljenje služi za zaštitu od električnih udara, rasipa greškovitih struja i osiguranje ukupne električne sigurnosti sistema.

Zahtevi za metalne konstrukcije OH/OG i instalacije kabela, te završetke laktice

Zahtevi za metalne konstrukcije OH/OG i instalacije kabela

Visina OH/OG (Nadzemno/Podzemno) metalne konstrukcije nije nasumična; mora strogo prati minimalnu sigurnosnu udaljenost izolacije do tla, definisanu odgovarajućim industrijskim standardima. Ova usaglasenost je ključna za osiguranje sigurnosti ljudi, opreme i celog električnog sistema, sprecanjem električnih opasnosti poput slučajnog kontakta ili isparkivanja do tla.

Pri instalaciji kabela za OH/OG završetke, oni treba da budu pozicionirani na strani stuba koja je okrenuta od dolazećeg prometa. Ova pozicija minimizira rizik od oštećenja od vozila, time poboljšavajući pouzdanost i dugovečnost električne infrastrukture. Takođe, tokom procesa instalacije i nakon što su kabeli u svojoj konačnoj poziciji, nužno je da nisu savijeni izvan minimalnog unutrašnjeg radijusa savijanja specificiranog proizvođačem. Neispunjavanje ovog zahteva može dovesti do unutrašnjeg oštećenja izolacije i vodnika kabela, što može potencijalno dovesti do električnih propada. U nekim slučajevima, kako bi se osiguralo održavanje minimalnog radijusa savijanja, može biti potrebno više stubova, dodajući dodatnu razmatranju u fazama planiranja i instalacije. Takođe, OH/OG završetci moraju biti dizajnirani sa mjerama zaštite od životinja. To štiti kable od oštećenja izazvanog životinjama, što inače može dovesti do ispadanja struje i rizika za sigurnost.

Završetci laktice

Završetci kabela se često koriste za povezivanje kabela sa terminalima različite opreme, uključujući transformatore, motive i prethodno asamblirane prekidače. Međutim, zbog specifičnih uslova električne instalacije ili prirode terminala opreme, postoje situacije u kojima je potrebno završetak kabela sa busama zatvoriti. U takvim situacijama, završetci laktice, kao što je prikazano na slici 2, predstavljaju preferirani izbor. Ovi specijalizovani završetci ne samo što pružaju pouzdanu električnu vezu, već takođe nude potrebnu funkcionalnost zatvaranja, zaštitu električnog sistema od okolišnih elemenata i osiguravaju njegovu stabilnu operaciju.

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

Završetci laktice imaju ključnu i specijalizovanu ulogu, posebno kada je reč o povezivanju kabela sa busama Ring Main Units (RMU). RMU su kompaktni, samostojeći i potpuno izolirani sistemi prekidača koji obično koriste šesterfluorid sirovina (SF6) kao medij izolacije. Široko se koriste u sekundarnim mrežama distribucije, gdje igraju ključnu ulogu u upravljanju i distribuciji električne energije na lokalnoj razini.

Jedna od ključnih karakteristika RMU je njihov dizajn za otpornost na unutrašnji luk, što unapređuje sigurnost i pouzdanost električnog sistema. Žive delove RMU su dizajnirani da budu bez održavanja, smanjujući potrebu za čestim intervencijama i minimizirajući vremenski period neradnošću. Također, njihova modularna priroda omogućava lakše proširenje na mjestu instalacije, omogućavajući sistemu da se prilagodi promjenama potreba za snagom tokom vremena.

Funkcije prekidanja i zaštite unutar RMU ostvaruju se korišćenjem prekidača-sprečevalaca u kombinaciji sa prekidačima ili prekidačima. Ova konfiguracija osigurava da se električni sistem može sigurno izolirati, greške brzo otkrivaju i eliminiraju, a integritet mreže distribucije održavaju.

Završetci laktice nisu samo korisni za povezivanje kabela sa busama RMU, već se također koriste kada je potrebno povezati više kabela sa istom busom električne opreme. Kao što je prikazano na slici 3, ovi završetci pružaju praktično i pouzdano rešenje za takve složene veze kabela sa opremom, omogućavajući učinkovitu distribuciju električne energije dok se održava integritet i sigurnost celog sistema.

Elastimold spojevi i završetci kabela

Elastimold je poznata marka koja nudi kompletni asortiman opreme i akcesoara za spajanje i završetak kabela, dizajniranih za nominalne napone do 36 kV.

Završetci kabela Elastimold dolaze u jednodijelnoj i modulskoj konstrukciji. Ovi fleksibilni modeli su prikladni za razne primjene, uključujući prijelaz od podzemnih kabela do gole nadzemne vodnice, veze na opremu s aktivnim prednjim delom i veze laktice, što ih čini prilagodljivima za upotrebu unutrašnju i vanjsku. Mogu se bez problema integrirati u prekidače visokog napona sa uljem, SF6 i zrakom, kao i transformatore, motive i kondenzatore.

Dizajn proizvoda Elastimold uključuje napredne silikonske gumne izolacione materijale. Ovi materijali pružaju ključnu otpornost na kripanje, električne udarce, vremenske uvjete i kontaminaciju, osiguravajući pouzdano funkcioniranje čak i u najtežim uslovima. Kompaktna i lagana priroda jedinica Elastimold omogućuje laku instalaciju u ograničenim prostorima i omogućuje slobodno visenje.

Uređaji Elastimold su također ATEX-certifikovani. 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 busovi su prikladni za upotrebu unutar prekidača sa uljem ili zrakom i transformatora u opasnim zonama, kao što su one pronađene u naftnoj, plinskoj i petrokemijskoj industriji. Proizvodnja opreme Elastimold prati međunarodne standarde postavljene od strane IEC (Međunarodna elektrotehnička komisija), ANSI/IEEE (Američka nacionalna komisija za standardizaciju/Institut za elektroniku i električne inženjere) i CENELEC (Europski komitet za elektrotehničku standardizaciju).

Elastimold nudi nekoliko specijalizovanih uređaja za specifične primjene:

• Separabilni završetci laktice i akcesoari: To su veze za prekid opterećenja koje pružaju praktičan način povezivanja i odspajanja kabela i opreme u sistemima distribucije struje. Veze laktice su dizajnirane za rad pod opterećenjem koristeći standardne alate za rad pod napajanjem, omogućavajući operacije prekida opterećenja i pružajući vidljivi prekid. Komponente se mogu izolirati koristeći izolovane kapice, plugove i parkirne busove.

• Metalni oksid varistor (MOV) zaštita od prekomernih napona: Ove zaštite su potpuno štitene i potpuno potopljive, dizajnirane za zaštitu od prekomernih napona. Imaju interfejs separabilnih veza od 200 A za lako povezivanje s drugim akcesoirima Elastimold. Zaštite Elastimold pružaju visokonaponsku zaštitu od munje i prekida struje za transformatore, kable, opremu i druge komponente tipično pronađene u podzemnim sistemima distribucije struje. Pravilno postavljanje, odabir napona i koordinacija s zaštitama na stubovima za penjanje mogu značajno poboljšati margine zaštite i smanjiti oštećujuće prekomerne napone. Tipične primjene uključuju instalaciju zaštita na kraju radialnog sistema ili na oba kraja otvorenog tačke na petljičnom sistemu, s dodatnim zaštitama dodanim na strategičnim lokacijama nagore za optimalnu zaštitu.

• Fuzirane laktice: Ove kombiniraju zamjenljive fuzi za ograničavanje struje za zaštitu od struje u završetcima kabela OH/OG s interfejsom separabilnih veza od 200 A za kompatibilnost s drugim akcesoirima Elastimold.

Raychem je još jedna poznata marka u području opreme za spajanje i završetak kabela.

Završetci za GIS (Gas Insulated Substations)

Kada je dostupni prostor za instalaciju podstancije ograničen ili kada su okružni uslovi ekstremno teški, Gas Insulated Substation (GIS) često predstavlja preferirano rešenje. GIS je kompaktna, multi-komponentna sklopka smještena unutar zemljenog metalne oklopne kutije. Sadrži šine, prekidače, izolatore i instrumente transformatora, s komprimiranim šesterfluoridom sirovina (SF6) kao glavnim izolacionim medijem, osiguravajući pouzdanu izolaciju faza do zemlje. Dok su GIS obično instalirani unutra, dostupni su i vanjski modeli.

GIS jedinice su opremljene kutijama za završetke kabela gdje su instalirani završetci kabela. Prema IEC Standardu 60859, i kutije i završetci kabela moraju zadovoljiti specifične zahtjeve za dimenzije kako bi se osigurala zamjena. Završetci kabela za GIS su prikladni za kable sa gasom, uljem-papir i XLPE izolacijom i dele mnoge komponente sa prethodno diskutiranim spojevima kabela.

Osobine završetaka kabela za GIS

Glavne osobine završetaka kabela za GIS uključuju:

• Lopta kabela: Omogućava vezu između vodnika kabela i završetka.

• Kutija: Obično izrađena od legure aluminija ili sličnog materijala, pruža strukturnu podršku i zaštitu.

• Pouzdan izolator podrške: Visokokvalitetni, neprolazni epoksidni izolatori nude izvrsne mehaničke i električne osobine. Ovi izolatori su kompatibilni s proizvodima SF6 gasa, osiguravajući dugotrajnu službu završetka. Njihov dizajn takođe dopušta opcioni prekid zemljenog šupa kabela.

• Ispunjavački materijal: Poput transformatornog ulja, polibuten ulja ili sličnih materijala, koji pomažu u izolaciji i olakšavaju stres.

• Konus za kontrolu stresa sa trakom za svežanj: Upravlja električnim stresom na sučelju izolacije kabela i završetka.

• Čvrsta podrška kabela: Spajalica je sigurno zaključena u poklopacu na vrhu izolatora podrške. Ovaj dizajn osigurava da električna veza između GIS i završetka nije izložena mehaničkim silama od kabela.

• Sustav za zatvaranje: Koristi se dvostruki sustav "O" prstenova za zatvaranje kompartmana završetka s uljem od kompartmana GIS SF6. Potpuno zadržani preslenici su stisnuti kako bi se spriječilo uvlacenje atmosferskih elemenata u unutrašnjost završetka.

• Zahvat za zemljenje: Pruža sigurnu vezu za zemljenje.

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

Zatvaranje, vezanje 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 primarna funkcija je sprečiti curenje ulja ili gasa u GIS. Kompromitirani zatvarač može dovesti do propada izolacije, gubitka gasa i potencijalnih sigurnosnih opasnosti. Osiguravajući robusan i pouzdan mehanizam za zatvaranje, održava se integritet okruženja GIS i ukupnog električnog sistema.

Komponenta za vezanje

Proizvođač GIS-a je odgovoran za pružanje komponente za vezanje specifično dizajnirane da se prilagodi kraju kabela. Ova komponenta je ključna za postavljanje sigurne i električne veze između kabela i GIS-a. Precizan dizajn i kompatibilnost komponente za vezanje su ključni za osiguravanje bezbrojne integracije i optimalne performanse sučelja kabela-GIS.

Zaštita i testna oprema

Da bi se osigurala sigurnost i pouzdanost električnog sistema, mora se pružiti pravilna oprema za sigurno izoliranje vodnika kabela. Ova sposobnost izolacije je potrebna tokom održavanja, popravki ili traženja grešaka. Također, trebalo bi obezbijediti mogućnost povezivanja visokonaponskog testnog kabela na GIS ili na sam kabel. Ova testna oprema omogućava redovne inspekcije i dijagnostičke testove za procjenu stanja kabela i GIS-a, pomažući u identifikaciji potencijalnih problema prije nego što se pretvorili u velike probleme.

Potrebni alati i akcesoari za instalaciju završetaka GIS

Za uspješnu instalaciju završetaka kabela za GIS, neophodan je specifičan set pravilnih alata i akcesoara:

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

• Škare za krik: Koriste se za instalaciju vrhnjeg fittinga, škare za krik pružaju potrebnu hvatanje i preciznost za fiksiranje ove važne komponente na mjestu.

• Adapter flanša: Adapter flanša igra ključnu ulogu u omogućavanju veze između različitih komponenti, osiguravajući pravilan fit i poravnanje unutar sustava završetka GIS.

• Kit za uklanjanje vrhnjeg fittinga: Ovaj kit je neophodan za održavanje i popravke, omogućavajući sigurno i učink