Podsumowanie wiedzy z zakresu instalacji kabli w inżynierii elektroenergetycznej

Jakość operacyjna, bezpieczeństwo i niezawodność systemu zasilania zależą nie tylko od jakości samych przewodów i kabli, ale także od jakości wykonania akcesoriów kablowych i linii.

1. Metody instalacji kabli

Metody instalacji kabli obejmują: bezpośrednie zakopanie, instalację w kanałach, instalację w płytkich wykopach, instalację w wykopach kablowych, instalację w tunelach kablowych i instalację napowietrzną. Każda metoda ma swoje zalety i wady. Ogólnie rzecz biorąc, należy wziąć pod uwagę planowanie rozwoju urbanistycznego, gęstość istniejącej zabudowy, długość linii kablowych, liczbę tras instalacji oraz wpływ otaczającego środowiska. Technicznie rzecz biorąc, metody instalacji w tunelach kablowych i wykopach kablowych są wygodniejsze w budowie, konserwacji i inspekcji kabli. W niektórych krajach rozwiniętych tunele publiczne są planowane podczas rozwoju urbanistycznego. Praktyka pokazała, że tunele publiczne działają skutecznie, znacznie redukując powtarzające się inwestycje i wykopy drogowe. Jednak początkowa inwestycja jest znaczna, a koszty materiałów wysokie. W Chinach, ze względu na różne ograniczenia, ta metoda instalacji jest rzadko stosowana. W porównaniu, bezpośrednie zakopanie i instalacja w płytkich wykopach są metodami bardziej ekonomicznymi. Bezpośrednie zakopanie jest najbardziej ekonomiczną i najczęściej stosowaną metodą, odpowiednią dla obszarów podmiejskich i miejsc o rzadkim ruchu pojazdów. Nie sprzyja to jednak konserwacji i inspekcji kabli. Po wystąpieniu awarii kabla, nawet jeśli sprzęt testujący zidentyfikuje punkt awarii, wykop kablowy musi zostać ponownie wykopany, co jest bardzo niewygodne. Dlatego przy wyborze metody instalacji kabla należy wziąć pod uwagę rzeczywiste warunki, wymagania projektu, charakterystykę środowiskową, typy i ilości kabli. Należy przyjąć podejście perspektywiczne, równoważąc niezawodność operacyjną, łatwość konserwacji oraz racjonalność techniczną i ekonomiczną.

2. Wybór kabli

Typowe kable zasilające obejmują kable impregnowane olejem, kable izolowane PVC i kable z polietylenu usieciowanego. W zależności od zastosowania, rozszerzają się one na różne rodzaje kabli specjalnych. Obecnie, wraz z postępem w technologii produkcji i procesach, kable z polietylenu usieciowanego stały się najczęściej używane. Przy wyborze kabli należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak środowisko i warunki pracy, a wybory powinny być dokonywane w oparciu o konkretne okoliczności. Należy dążyć do minimalizacji przecięć z rurociągami, kolejami, drogami i kablami komunikacyjnymi. W przypadku instalacji bezpośrednio zakopanych lub w płytkich wykopach należy rozważyć kable opancerzone stalą.

3. Wybór przekroju kabla

Wybór przekroju kabla wiąże się z kosztami inwestycji, stratami liniowymi, jakością napięcia i żywotnością kabla. Jeśli przekrój jest zbyt mały, jakość napięcia może się pogorszyć, a straty liniowe mogą wzrosnąć. Odwrotnie, nadmierny przekrój prowadzi do wyższych początkowych inwestycji. Dlatego, w oparciu o wyniki prognoz obciążenia i planowanie rozwoju, należy wybrać odpowiedni przekrój, aby zapewnić, że kabel spełnia wymagania dotyczące temperatury rdzenia przy maksymalnym prądzie roboczym, wymagania dotyczące spadku napięcia i wymagania dotyczące stabilności termicznej przy maksymalnym prądzie zwarciowym. Biorąc pod uwagę wyzwania i niedokładności w prognozowaniu obciążenia, wybór przekroju kabla musi być również zgodny zWytycznymi technicznymi dotyczącymi modernizacji miejskich sieci dystrybucyjnych średniego i niskiego napięciaorazWytycznymi dotyczącymi planowania miejskich sieci energetycznych.

W trójfazowych sieciach zasilających niskiego napięcia z czterema przewodami, należy również wziąć pod uwagę wybór przekroju przewodu neutralnego. W publicznych sieciach niskiego napięcia, ze względu na znaczący wpływ użytkowników, trudno jest kontrolować równowagę obciążenia trójfazowego. Aby poprawić jakość napięcia i zmniejszyć straty liniowe, przekrój przewodu neutralnego powinien odpowiadać przekrojowi przewodów fazowych.

4. Sieci kablowe i automatyzacja sieci kablowych

Wraz z rosnącym wykorzystaniem kabli energetycznych w sieciach dystrybucyjnych, sieci dystrybucyjne można podzielić na sieci kablowe i sieci napowietrzne (w tym hybrydowe sieci napowietrzno-kablowe).Status wdrożenia i dodatkowe opinie dotyczące wytycznych technicznych dotyczących modernizacji miejskich sieci dystrybucyjnych średniego i niskiego napięciarównież określa wymagania dotyczące automatyzacji sieci dystrybucyjnych kablowych. Dlatego przy wdrażaniu sieci kablowych na obszarach sieci dystrybucyjnych należy przyjmować nowe technologie i sprzęt zgodnie z wymaganiami automatyzacji dystrybucji. Tam, gdzie warunki na to pozwalają, należy rozważyć projekty pilotażowe automatyzacji. Nawet tam, gdzie warunki nie są jeszcze dojrzałe, wybór sprzętu powinien zapewniać wystarczającą elastyczność, aby położyć podwaliny pod przyszłą automatyzację.

5. Kwestie, na które należy zwrócić uwagę podczas budowy kabli energetycznych

1. Problemy z prądami wirowymi spowodowane przez kable energetyczne o dużym prądzie

   Podczas budowy kabli energetycznych można stosować wsporniki stalowe, stalowe rury ochronne lub zaciski kablowe do instalacji napowietrznej. Każde utworzenie zamkniętej pętli stalowej (żelaznej) wokół kabla energetycznego może generować prądy wirowe, szczególnie w systemach kabli energetycznych o dużym prądzie, gdzie prądy wirowe są bardziej znaczące. Podczas instalacji kabli energetycznych należy podjąć środki zapobiegające tworzeniu się zamkniętych pętli stalowych (żelaznych) wokół kabla, aby uniknąć prądów wirowych.

2. Uszkodzenia mechaniczne spowodowane zginaniem kabla

   Ze względu na dużą średnicę zewnętrzną kabli energetycznych, transport i instalacja mogą być trudne, a kable energetyczne mają ścisłe wymagania dotyczące promienia gięcia. Podczas instalacji nadmierne kąty zginania mogą spowodować wewnętrzne uszkodzenia mechaniczne przewodów. Takie uszkodzenia zmniejszają wytrzymałość izolacji kabla, potencjalnie prowadząc do awarii. W jednym przypadku wystąpiła awaria głowicy kablowej podczas instalacji, ponieważ trzy głowice kablowe miały równą długość podczas produkcji. Podczas podłączania do sprzętu, głowica kablowa środkowej fazy była dłuższa ze względu na ograniczenia terenowe, tworząc kształt łuku i powodując uszkodzenia wyładowcze u nasady. Podjęto działania w celu odpowiedniego skrócenia połączenia głowicy kablowej środkowej fazy, zapewniając, że wszystkie trzy głowice kablowe były wolne od sił zewnętrznych. Praktyka pokazała, że to podejście działa dobrze. Dlatego podczas instalacji kabla należy zminimalizować siły skręcające na kablu. Podczas zginania lub pozostawiania luzu, kabel powinien być dopuszczony do naturalnego zakrzywienia, aby zapobiec wewnętrznym uszkodzeniom mechanicznym.

3. Zapobieganie wilgoci w kablach energetycznych

   Doświadczenie operacyjne pokazuje, że większość awarii w kablach energetycznych średniego i niskiego napięcia występuje w złączach pośrednich i zakończeniach, często z powodu słabego uszczelnienia i wnikania wilgoci, co zmniejsza wytrzymałość izolacji. Sieci kablowe średniego i niskiego napięcia zazwyczaj wykorzystują strukturę zasilania przypominającą drzewo, co skutkuje dużą liczbą zakończeń kablowych. Dlatego zapewnienie prawidłowego uszczelnienia zakończeń kablowych i złącz pośrednich jest jednym z kluczowych środków gwarantujących bezpieczną i niezawodną pracę kabli.

4. Problemy z uziemieniem kabli energetycznych średniego i niskiego napięcia

   W publicznych sieciach kablowych średniego i niskiego napięcia, ze względu na nierównomierne obciążenia trójfazowe, jeśli stosowane są kable z metalowymi osłonami, należy wziąć pod uwagę uziemienie metalowej osłony. Normalne napięcie indukowane w dowolnym nieuziemionym punkcie metalowej osłony nie powinno przekraczać 100V. Zaleca się, aby w sieciach kablowych średniego i niskiego napięcia elektrody uziemiające (siatki) były instalowane we wszystkich złączach kablowych, a metalowa osłona powinna być niezawodnie uziemiona.

6. Kontrola jakości

• Kable ułożone schludnie z wyraźnym oznakowaniem.

• Wykonanie złączy zgodne ze standardami.

• Uszczelnienie przeciwpożarowe jest szczelne i bezpieczne.

• Rejestry testów są kompletne.

7. Typowe problemy i rozwiązania

8. Odpowiednie normy i specyfikacje

• GB 50168: Kodeks budowy i odbioru linii kablowych w inżynierii instalacji elektrycznych

• GB 50217: Kodeks projektowania inżynierii kabli energetycznych

• DL/T 5161: Specyfikacja kontroli jakości i oceny inżynierii instalacji elektrycznych

Przypomnienie: Instalacja kabli jest zadaniem specjalistycznym i musi być wykonywana przez certyfikowanych profesjonalistów z zachowaniem ścisłych procedur bezpieczeństwa pracy!