Upravljački kabeli u električnim instalacijama — namjena, vrste izvedbe, primjena

Kabelski proizvodi u električnim mrežama služe za prijenos električne energije na daljinu. Koriste se kao direktni vodovi energetskih tokova ili za rad sklopova u sustavima upravljanja, zaštite, automatizacije, signalizacije.

Energetski kabeli uglavnom rade s visokonaponskim strujama do 35, 110 kV i više ili u mreži od 0,4 kV. Oni su posebno dizajnirani i proizvedeni za određenu vrstu napona. Referentni modeli koriste se u druge svrhe.

Namjena upravljačkih kabela

Povezan je ne s lancima napajanja, već s njihovim servisnim sustavima, u kojima se ne prenosi povećana snaga. Njihov maksimalni radni napon obično je ograničen na 380 ili u nekim slučajevima 1000 volti.

Ova odredba pomaže razumjeti podjelu opreme električne podstanice na:

• primarni strujni krugovi;

• sekundarni uslužni lanci.

Na primjer, u rasklopnom postrojenju trafostanice 110 kV, sva energetska oprema pripada primarnoj petlji koja izravno distribuira, prima i prenosi električnu energiju.

Sekundarni krugovi spojeni su na strujne i naponske mjerne transformatore kako bi se uzeli u obzir procesi koji se odvijaju u primarnom krugu, kao i na solenoide i upravljačke zavojnice energetskih sklopki, njihove pomoćne kontakte i repetitore rastavljača, separatora i drugih uređaja.

Sva sekundarna oprema međusobno je povezana u električnim krugovima kabelima koji se nalaze na površini građevinskih konstrukcija, u posebnim kabelskim policama i kanalima, u zemlji ili na otvorenom.

Ovi kabeli nazivaju se upravljački... Objašnjava njihovu svrhu — osiguravanje upravljanja algoritmima tehnološkog procesa koji se odvijaju u primarnoj petlji.

Uz pomoć upravljačkih kabela, električni signali se prenose kroz krugove:

• mjerenja glavnih parametara električne energije;

• upravljanje opremom strujnog kruga,

• automatizacija i zaštita električnog sustava;

• ostali uređaji koji služe osnovnoj opremi.

Kako se koriste upravljački kabeli

Slika ispod prikazuje završetak kraja upravljačkog kabela iz priključne kutije mjernog transformatora VN 330 kV.

Za zaštitu od utjecaja okoline koriste se metalna traka i valovita cijev. Svi upravljački kabeli koji prolaze u postojećim električnim instalacijama označeni su posebnim naljepnicama i potpisani neizbrisivom tintom. To uvelike olakšava rad i traženje mogućih kvarova tijekom rada.

Na poleđini su upravljački kabeli instalirani u distribucijskim stezaljkama, kutijama, kutijama, kao što je prikazano na sljedećoj fotografiji za opremu od 330 kV.

Isti princip se promatra u krugovima s drugim naponima, na primjer 110 kV.

Upravljački kabeli iz glavne opreme za napajanje položeni su kroz posebne police ili kanale, dovode svoje krugove do terminalnih čvorova, što osigurava pouzdan rad kruga na otvorenom u svim vremenskim uvjetima.

Nakon montaže električnih krugova na stezaljke razdjelnih ormara, ponovno se koriste sljedeći upravljački kabeli, ostavljajući izravno na pločama u skladu sa shemom i projektom.

Varijanta njihovog povezivanja s pločama za relejnu zaštitu i automatizaciju prikazana je na sljedećoj fotografiji.

Oni:

• ostavite poseban kabelski kanal u dva odvojena toka;

• raspoređeni na lijevoj i desnoj strani ploče;

• ravnomjerno, ravnomjerno raspoređeni po cijelom području;

• usmjereni su na terminalne blokove;

• izrezati na određenu visinu;

• označeni su na isti način.

Sličan raspored upravljačkih kabela u krugovima koje povezuju između različitih objekata električne opreme vrijedi i za proširene logičke sklopove električnih veza. Na crtežu je prikazan fragment rada sličnog dijela strujnih krugova jezgre za mjerenje VN 110 kV.

Ovo pokazuje:

• crni trokuti — terminalna instalacija mjernih transformatora smještenih na visini;

• bijeli trokuti — terminali vanjskog razvodnog ormara;

• krugovi — stezaljke na ploči relejne zaštite. U našem slučaju ima serijski broj — #108.

Ovaj dijagram jasno pokazuje da upravljački kabel povezuje strujne krugove i montira ih izravno od namota mjernih transformatora do ploča relejne zaštite i automatizacije kroz međupriključak - razvodni terminalni ormarić.

Prilikom ugradnje kontrolnog kabela poštuju se određena pravila za dovođenje žica na stezaljku i njihovo označavanje, što je potrebno za periodično preventivno održavanje i izvođenje trenutnih kontrolnih mjerenja električnih signala tijekom rada.

Konstrukcija upravljačkog kabela

Unutarnja struktura svakog modela malo se razlikuje od svih ostalih proizvoda, kao što je prikazano na slici ispod za dvije različite modifikacije.

Ali svi imaju zajedničke elemente:

• vodljive žice;

• izolacijski sloj na jezgri;

• agregat;

• ljuska.

Upravljački kabel, ovisno o zahtjevima radnih uvjeta, može se nadopuniti:

• oklop;

• zaštitna traka.

Značajke proizvodnje vodljive jezgre

Neizostavni je element kabela i izrađen je od metala:

• aluminij;

• aluminij bakreni sastav;

• ili med.

Vodič se može izraditi od jedne pune žice ili od većeg broja njih istezanjem kako bi se cjelokupnoj strukturi dala fleksibilnost. Jednožilne žice koriste se za kabele koji rade u stacionarnim uvjetima koji nisu podložni dinamičkom savijanju i torzijskim opterećenjima.

Za uvjete rada kabela u mobilnim, mobilnim uređajima vodljive jezgre izrađene su od upletenih žica. Žice bakrene jezgre u njima su prekrivene slojem kositra - pokositrene su ili ostaju čiste, bez zaštitnog premaza.

Unutar plašta kontrolnog kabela može se koristiti različiti broj jezgri, u rasponu od četiri do 61. Za aluminij, poprečni presjek žica trebao bi početi od 2,5 mm kvadratnih i više. Ali takvi se proizvodi mogu koristiti isključivo u trafostanicama s naponom od 110 kV ili nižim.

Sekundarnu opremu trafostanica višeg napona 220 kV i više dopušteno je spajati samo bakrenim žicama i kabelima. Aluminij niske učinkovitosti ne osigurava visoku pouzdanost u kritičnoj opremi. Aluminij je zabranjen u njihovim sekundarnim krugovima.

Presjek bakrenih vodiča upravljačkih kabela normiran je od 0,75 do 10 mm2. Tanki promjeri se koriste u slabim strujnim komunikacijskim krugovima, telemehanici, daljinskom upravljanju koji ne stvaraju velike snage signala.

Za visokoprecizne mjerne sustave koji su osjetljivi na gubitke i padove napona u krugu koriste se povećani promjeri strujnih vodiča.

Metal vodljivih žica nužno je prekriven dielektričnim slojem, što isključuje pojavu struja kratkog spoja i curenja između njih. Oznaka se nanosi na izolacijski sloj:

1. boja ljuske;

2. odnosno brojevima.

U prvoj se metodi koristi jedna boja ili se na njoj mogu dodatno izraditi pruge u boji. Brojčano označavanje primjenjuje se često, s razmakom između brojeva od najmanje 3,5 cm.

Debljina izolacijskog sloja na vodljivoj jezgri ima električnu čvrstoću koja isključuje slom dielektričnog sloja pri maksimalnom radnom naponu i izravno ovisi o njegovom presjeku. Povećava se s povećanjem promjera žice.

Izolirane žice su sastavljene u zajednički snop i upletene kako bi se dobio standardni broj zavoja koji omogućuju savijanje kabela u skladu s tehničkim podacima.

Klasifikacija

Kontrolni kabeli se razlikuju po:

1. metal vodiča;

2. metalni izolacijski materijal;

3. oblik žice;

4. materijal ljuske;

5. zaštitni premaz.

Dielektrični sloj na osnovni metal može se nanijeti:

• guma;

• PVC spoj;

• samogasivi polietilen;

• polietilen niske gustoće;

• vulkanizirani polietilen.

Žice su uglavnom izrađene okruglog oblika, ali u nekim slučajevima imaju ravni oblik.

Materijal školjke može biti:

• gumeni ili nezapaljivi;

• PVC spoj.

Omotač za upravljačke kabele koji rade u ekstremnim uvjetima izrađen je od:

• aluminij;

• voditi;

• valovita čelična traka.

Oklopi i zaštitni poklopci dizajnirani su za upravljačke kabele koji rade u četiri klase povećanog mehaničkog naprezanja:

• Prva vrsta kabela radi u zatvorenom prostoru, u kabelskim kanalima i kanalima, bez izlaganja velikim vlačnim silama. Njihov oklop nastaje namotavanjem dviju čeličnih traka i premazivanjem antikorozivnom smjesom.

• Drugi tip je namijenjen za upotrebu u kanalima, tunelima i prostorijama bez vlačnih sila.

• Treći tip se eksploatira u zemlji, u rovovima bez značajnijih vlačnih sila. Imaju oklop od dvostrukih čeličnih traka, zaštićenih vanjskim pokrovom - PVC crijevom.

• Četvrti tip je dizajniran za polaganje u zemlju i kanale. Ne smiju biti izloženi visokoj vlačnoj čvrstoći. Oklop se sastoji od dvije čelične žice prekrivene slojem cinka i zaštićene odozgo crijevom ili PVC-plastičnim poklopcem.

Opis oznake

Kabel je označen sa svrhom sažete oznake kako bi pružio potpunu informaciju o svom sastavu i karakteristikama:

• materijali za jezgru i izolacijski sloj;

• sastav ljuske i njezina struktura;

• prisutnost oklopa i njegovog premaza;

• broj provodnih žica i njihov presjek.

Simboli s velikim slovima koriste se za označavanje upravljačkih kabela:

• slovo «K» označava «kontrolu»;

• metal vodiča namijenjen je za: aluminij «A»; alumomed — «AM»; med - odsutnost slova;

• materijal za izolaciju žice: guma — «P»; PVC spoj — «B»; polietilen niske gustoće — «P»; samogasivi polietilen — «Ps»;

• materijal plašta: valovita čelična traka — «St»; guma — «R»; negoriva guma — «H; PVC spoj — «B»;

• oblik žice: ravna — «P»; okruglo — ne označavaj.

Operativne karakteristike

Utjecaj temperature okoline

Kada električna struja prolazi kroz metalnu jezgru stvara se grijanje, što može utjecati na svojstva i strukturu izolacijskog sloja, pogoršati ih ili čak uzrokovati njegov kvar. Stoga je opterećenje koje prolazi kroz kabel nadzirano zaštitnim uređajima i ograničeno na okidanje prekidača.

Radna temperatura kabela mora odgovarati parametrima navedenim u tehničkim uvjetima za njegov rad.

Pri niskim temperaturama okoline mnoge vrste izolacija, posebice one na bazi polietilena, gube svoja plastična svojstva i fleksibilnost. Čak i od laganog savijanja na hladnoći, oni pucaju, prekrivaju se slojem pukotina i gube svoja dielektrična svojstva.

Stoga je pri temperaturama nižim od -5 stupnjeva Celzijevih zabranjena ugradnja i polaganje upravljačkih kabela, a zimi se preventivni radovi na sanaciji ulice uopće ne planiraju.

Ako je potrebno otkloniti kvarove nastale u upravljačkim kabelima tijekom smrzavanja, tada postoji posebna tehnologija za njihovu pripremu i zagrijavanje spajanjem struja kroz žice uz kontrolu njihove temperature.

Rad u agresivnom okruženju

Kemijsko izlaganje upravljačkog kabela ograničeno je upotrebom gumenog omotača za njegov omotač, koji je fleksibilan i vrlo otporan na higroskopnost. Međutim, ove stvari:

• je skuplji;

• osjetljiviji na toplinu i ne dopuštaju porast temperature iznad 65 stupnjeva;

• dugotrajnom upotrebom gubi elastičnost.

Izloženost svjetlu

Dugotrajno izlaganje sunčevoj svjetlosti može uništiti neke vrste kabelskih omotača. Od ovog efekta najbolje se štite oklopom, olovom i aluminijem. Ali moderna kućišta izrađena od gume i plastike ne trebaju metalno kućište za ovaj parametar životnog vijeka koji je deklarirao proizvođač.

Mehanička vlačna opterećenja

Mogu se stvoriti kada se krši tehnologija ugradnje ili tijekom rada zbog povećanog pritiska tla iz različitih razloga. Kako bi se suprotstavio tim silama, kabel se stavlja u oklop izrađen od metalnih traka.

Dakle, upravljački kabel:

• koristi se kada je potrebno prenijeti upravljačke ili druge signale između objekata električnog kruga koji se nalaze na udaljenosti;

• stvorene različitim strukturama i klasama zaštite koje odgovaraju određenim radnim uvjetima.