Σύνοψη των γνώσεων εγκατάστασης καλωδίων στη Μηχανική Ενέργειας

Η λειτουργική ποιότητα, η ασφάλεια και η αξιοπιστία ενός συστήματος τροφοδοσίας εξαρτώνται όχι μόνο από την ποιότητα των ίδιων των καλωδίων αλλά και από την ποιότητα κατασκευής των εξαρτημάτων καλωδίων και των γραμμών.

1. Μέθοδοι Εγκατάστασης Καλωδίων

Οι μέθοδοι εγκατάστασης καλωδίων περιλαμβάνουν τα ακόλουθα: απευθείας ταφή, εγκατάσταση σε αγωγούς, εγκατάσταση σε ρηχά αυλάκια, εγκατάσταση σε τάφρους καλωδίων, εγκατάσταση σε σήραγγες καλωδίων και εναέρια εγκατάσταση. Κάθε μέθοδος έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά της. Γενικά, οι εκτιμήσεις πρέπει να περιλαμβάνουν τον πολεοδομικό σχεδιασμό, την πυκνότητα των υφιστάμενων κτιρίων, το μήκος της γραμμής καλωδίων, τον αριθμό των διαδρομών εγκατάστασης και τον αντίκτυπο του περιβάλλοντος. Τεχνικά, οι μέθοδοι εγκατάστασης σε σήραγγες καλωδίων και τάφρους καλωδίων είναι πιο βολικές για την κατασκευή, συντήρηση και επιθεώρηση καλωδίων. Σε ορισμένες ανεπτυγμένες χώρες, δημόσιες σήραγγες έχουν σχεδιαστεί κατά τον πολεοδομικό σχεδιασμό. Η πρακτική έχει δείξει ότι οι δημόσιες σήραγγες λειτουργούν αποτελεσματικά, μειώνοντας σημαντικά τις επαναλαμβανόμενες επενδύσεις και τις εκσκαφές δρόμων. Ωστόσο, η αρχική επένδυση είναι σημαντική και το κόστος υλικών είναι υψηλό. Στην Κίνα, λόγω διαφόρων περιορισμών, αυτή η μέθοδος εγκατάστασης χρησιμοποιείται σπάνια. Σε σύγκριση, η απευθείας ταφή και η εγκατάσταση σε ρηχά αυλάκια είναι πιο οικονομικές μέθοδοι. Η απευθείας ταφή είναι η πιο οικονομική και ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος, κατάλληλη για προαστικές περιοχές και τοποθεσίες με σπάνια κυκλοφορία οχημάτων. Ωστόσο, δεν είναι ευνοϊκή για τη συντήρηση και την επιθεώρηση καλωδίων. Μόλις συμβεί βλάβη καλωδίου, ακόμη και αν ο εξοπλισμός δοκιμών εντοπίσει το σημείο βλάβης, ο τάφρος καλωδίου πρέπει να εκσκαφεί ξανά, κάτι που είναι εξαιρετικά άβολο. Επομένως, η επιλογή της μεθόδου εγκατάστασης καλωδίου πρέπει να λαμβάνει υπόψη τις πραγματικές συνθήκες, τις απαιτήσεις του έργου, τα περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά, τους τύπους και τις ποσότητες καλωδίων. Πρέπει να υιοθετηθεί μια προορατική προσέγγιση, εξισορροπώντας την επιχειρησιακή αξιοπιστία, την ευκολία συντήρησης και την τεχνικο-οικονομική ορθολογικότητα.

2. Επιλογή Καλωδίων

Τα κοινά καλώδια τροφοδοσίας περιλαμβάνουν καλώδια εμποτισμένα με λάδι, καλώδια με μόνωση PVC και καλώδια διασταυρούμενης πολυαιθυλενίου. Ανάλογα με την εφαρμογή, αυτά επεκτείνονται σε διάφορους τύπους ειδικών καλωδίων. Επί του παρόντος, με τις προόδους στην τεχνολογία και τις διαδικασίες παραγωγής, τα καλώδια διασταυρούμενης πολυαιθυλενίου έχουν γίνει τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα. Κατά την επιλογή καλωδίων, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη παράγοντες όπως το περιβάλλον και οι συνθήκες λειτουργίας, και οι επιλογές πρέπει να γίνονται με βάση συγκεκριμένες περιστάσεις. Πρέπει να καταβληθούν προσπάθειες για την ελαχιστοποίηση των διασταυρώσεων με αγωγούς, σιδηροδρόμους, δρόμους και καλώδια επικοινωνίας. Για απευθείας ταφή ή εγκατάσταση σε ρηχά αυλάκια, πρέπει να εξετάζονται καλώδια με χαλύβδινη θωράκιση.

3. Επιλογή Διατομής Καλωδίου

Η επιλογή της διατομής του καλωδίου σχετίζεται με το κόστος επένδυσης, τις απώλειες γραμμής, την ποιότητα τάσης και τη διάρκεια ζωής του καλωδίου. Εάν η διατομή είναι πολύ μικρή, η ποιότητα τάσης μπορεί να μειωθεί και οι απώλειες γραμμής να αυξηθούν. Αντίστροφα, μια υπερβολικά μεγάλη διατομή οδηγεί σε υψηλότερη αρχική επένδυση. Επομένως, με βάση τα αποτελέσματα πρόβλεψης φορτίου και τον σχεδιασμό ανάπτυξης, πρέπει να επιλεγεί μια κατάλληλη διατομή για να διασφαλιστεί ότι το καλώδιο πληροί τις απαιτήσεις θερμοκρασίας πυρήνα υπό το μέγιστο ρεύμα λειτουργίας, τις απαιτήσεις πτώσης τάσης και τις απαιτήσεις θερμικής σταθερότητας υπό το μέγιστο ρεύμα βραχυκύκλωσης. Δεδομένων των προκλήσεων και των ανακριβειών στην πρόβλεψη φορτίου, η επιλογή της διατομής του καλωδίου πρέπει επίσης να συμμορφώνεται με τις Τεχνικές Οδηγίες για την Ανακαίνιση Δικτύων Διανομής Μέσης και Χαμηλής Τάσης Αστικών Περιοχώνκαι τις Οδηγίες για τον Σχεδιασμό Δικτύων Ηλεκτρικής Ενέργειας Αστικών Περιοχών.

Σε δίκτυα τροφοδοσίας χαμηλής τάσης τριών φάσεων τεσσάρων καλωδίων, πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη η επιλογή της διατομής του ουδέτερου αγωγού. Σε δημόσια δίκτυα χαμηλής τάσης, λόγω σημαντικής επίδρασης των χρηστών, είναι δύσκολο να ελεγχθεί η ισορροπία φορτίου τριών φάσεων. Για τη βελτίωση της ποιότητας τάσης και τη μείωση των απωλειών γραμμής, η διατομή του ουδέτερου αγωγού πρέπει να ταιριάζει με αυτήν των αγωγών φάσης.

4. Δίκτυα Καλωδίων και Αυτοματισμός Δικτύων Καλωδίων

Με την αυξανόμενη υιοθέτηση καλωδίων τροφοδοσίας σε δίκτυα διανομής, τα δίκτυα διανομής μπορούν να χωριστούν σε δίκτυα καλωδίων και εναέρια δίκτυα (συμπεριλαμβανομένων υβριδικών εναέριων-καλωδιακών δικτύων). Η Κατάσταση Υλοποίησης και Συμπληρωματικές Γνώμες για τις Τεχνικές Οδηγίες για την Ανακαίνιση Δικτύων Διανομής Μέσης και Χαμηλής Τάσης Αστικών Περιοχώνκαθορίζει επίσης απαιτήσεις για τον αυτοματισμό δικτύων διανομής καλωδίων. Επομένως, κατά την υλοποίηση δικτύων καλωδίων σε περιοχές δικτύων διανομής, πρέπει να υιοθετούνται νέες τεχνολογίες και εξοπλισμός σύμφωνα με τις απαιτήσεις του αυτοματισμού διανομής. Όπου οι συνθήκες το επιτρέπουν, πρέπει να εξετάζονται πιλοτικά έργα αυτοματισμού. Ακόμη και όπου οι συνθήκες δεν είναι ακόμη ώριμες, η επιλογή εξοπλισμού πρέπει να επιτρέπει επαρκή ευελιξία για να τεθεί η βάση για μελλοντικό αυτοματισμό.

5. Θέματα προς Σημείωση στην Κατασκευή Καλωδίων Τροφοδοσίας

1. Θέματα Επαγωγικών Ρευμάτων που Προκαλούνται από Καλώδια Τροφοδοσίας Υψηλού Ρεύματος

   Κατά την κατασκευή καλωδίων τροφοδοσίας, μπορεί να χρησιμοποιηθούν χαλύβδινα στηρίγματα, χαλύβδινοι προστατευτικοί σωλήνες ή σφιγκτήρες καλωδίων για εναέρια εγκατάσταση. Οποιαδήποτε δημιουργία κλειστού χαλύβδινου (σιδηρού) βρόχου γύρω από το καλώδιο τροφοδοσίας μπορεί να δημιουργήσει επαγωγικά ρεύματα, ιδιαίτερα σε συστήματα καλωδίων τροφοδοσίας υψηλού ρεύματος όπου τα επαγωγικά ρεύματα είναι πιο σημαντικά. Κατά την εγκατάσταση καλωδίων τροφοδοσίας, πρέπει να λαμβάνονται μέτρα για την αποφυγή δημιουργίας κλειστών χαλύβδινων (σιδηρών) βρόχων γύρω από το καλώδιο για την αποφυγή επαγωγικών ρευμάτων.

2. Μηχανική Βλάβη που Προκαλείται από Κάμψη Καλωδίου

   Λόγω της μεγάλης εξωτερικής διαμέτρου των καλωδίων τροφοδοσίας, η μεταφορά και η εγκατάσταση μπορεί να είναι δύσκολες, και τα καλώδια τροφοδοσίας έχουν αυστηρές απαιτήσεις για την ακτίνα κάμψης. Κατά την εγκατάσταση, υπερβολικές γωνίες κάμψης μπορεί να προκαλέσουν εσωτερική μηχανική βλάβη στους αγωγούς. Τέτοιες βλάβες μειώνουν την αντοχή μόνωσης του καλωδίου, οδηγώντας δυνητικά σε βλάβες. Σε μια περίπτωση, συνέβη βλάβη στην κεφαλή καλωδίου κατά την εγκατάσταση επειδή οι τρεις κεφαλές καλωδίου είχαν ίσο μήκος κατά την κατασκευή. Κατά τη σύνδεση με τον εξοπλισμό, η κεφαλή καλωδίου της μεσαίας φάσης ήταν μακρύτερη λόγω περιορισμών εδάφους, σχηματίζοντας σχήμα τόξου και προκαλώντας ζημιά εκφόρτισης στη ρίζα. Λήφθηκαν μέτρα για τη συντόμευση κατάλληλα της σύνδεσης της κεφαλής καλωδίου της μεσαίας φάσης, διασφαλίζοντας ότι όλες οι τρεις κεφαλές καλωδίου ήταν απαλλαγμένες από εξωτερική δύναμη. Η πρακτική έχει δείξει ότι αυτή η προσέγγιση λειτουργεί καλά. Επομένως, κατά την εγκατάσταση καλωδίου, οι στρεπτικές δυνάμεις στο καλώδιο πρέπει να ελαχιστοποιούνται. Κατά την κάμψη ή την αφήγηση χαλαρότητας, το καλώδιο πρέπει να επιτρέπεται να ακολουθεί μια φυσική καμπύλη για να αποφευχθεί εσωτερική μηχανική βλάβη.

3. Πρόληψη Υγρασίας για Καλώδια Τροφοδοσίας

   Η λειτουργική εμπειρία δείχνει ότι οι περισσότερες βλάβες σε καλώδια τροφοδοσίας μέσης και χαμηλής τάσης συμβαίνουν σε ενδιάμεσες συνδέσεις και τερματισμούς, συχνά λόγω κακής στεγανοποίησης και εισχώρησης υγρασίας, η οποία μειώνει την αντοχή μόνωσης. Τα δίκτυα καλωδίων τροφοδοσίας μέσης και χαμηλής τάσης χρησιμοποιούν συνήθως μια δενδροειδή δομή τροφοδοσίας, με αποτέλεσμα μεγάλο αριθμό τερματισμών καλωδίων. Επομένως, η διασφάλιση της σωστής στεγανοποίησης των τερματισμών καλωδίων και των ενδιάμεσων συνδέσεων είναι ένα από τα βασικά μέτρα για την εγγύηση της ασφαλούς και αξιόπιστης λειτουργίας των καλωδίων.

4. Θέματα Γείωσης για Καλώδια Τροφοδοσίας Μέσης και Χαμηλής Τάσης

   Σε δημόσια δίκτυα καλωδίων τροφοδοσίας μέσης και χαμηλής τάσης, λόγω άνισων φορτίων τριών φάσεων, εάν χρησιμοποιούνται καλώδια με μεταλλικά περιβλήματα, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η γείωση του μεταλλικού περιβλήματος. Η κανονική επαγόμενη τάση σε οποιοδήποτε μη γειωμένο σημείο του μεταλλικού περιβλήματος δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 100V. Συνιστάται σε δίκτυα καλωδίων μέσης και χαμηλής τάσης να εγκαθίστανται ηλεκτρόδια γείωσης (πλέγματα) σε όλες τις συνδέσεις καλωδίων και το μεταλλικό περίβλημα να γειώνεται αξιόπιστα.

6. Επιθεώρηση Ποιότητας

• Καλώδια τακτοποιημένα με σαφή σήμανση.

• Η κατασκευή συνδέσεων συμμορφώνεται με τα πρότυπα.

• Η πυραντίσταση είναι σφιχτή και ασφαλής.

• Τα αρχεία δοκιμών είναι πλήρη.

7. Κοινά Θέματα και Λύσεις

8. Σχετικά Πρότυπα και Προδιαγραφές

• GB 50168: Κώδικας Κατασκευής και Αποδοχής Γραμμών Καλωδίων σε Μηχανική Εγκατάσταση Ηλεκτρολογικών Έργων

• GB 50217: Κώδικας Σχεδιασμού Μηχανικής Καλωδίων Τροφοδοσίας

• DL/T 5161: Προδιαγραφή για Επιθεώρηση και Αξιολόγηση Ποιότητας Μηχανικής Εγκατάστασης Ηλεκτρολογικών Έργων

Υπενθύμιση: Η εγκατάσταση καλωδίων είναι εξειδικευμένη εργασία και πρέπει να εκτελείται από πιστοποιημένους επαγγελματίες σε αυστηρή συμμόρφωση με τις διαδικασίες ασφαλούς λειτουργίας!