Пусковой ток греющего кабеля: расчет и особенности
Пусковой (стартовый) ток – это максимальный ток, возникающий в момент подачи питания на систему. Этот параметр необходимо учитывать при проектировании, а точнее — при расчете максимальной длины отрезков кабеля.
От чего зависит стартовый ток
- Температуры включения. Чем ниже температура окружающей среды, при которой происходит включение системы обогрева, тем выше пусковой ток и тем больше стартовая мощность.
- Длины нагревательного кабеля. Чем больше длина секции, тем больше СТ системы. Для резистивного кабеля он определяется внутренним удельным сопротивлением Ом/м нагревательной жилы и рассчитывается, и контролируется при изготовлении секции на заводе. Саморегулируемый нагревательный кабель можно условно представить как множество параллельных резистеров (сопротивлений), подключенных к одному источнику питания. Сопротивление будет уменьшаться при увеличении длины линии, и, соответственно, увеличится пусковой ток.
От чего зависит величина стартового тока
-
Мощности греющего кабеля. Чем больше удельная мощность кабеля (Вт/м), тем больше СТ.
-
Особенности конструкции нагревательного кабеля. Резистивный греющий кабель из-за особенности конструкции имеет небольшой СТ, который на несколько процентов превышает рабочее значение тока.
Саморегулируемый кабель имеет достаточно большой СТ, который может увеличиваться в 1.5 -5 и более раз от своего рабочего значения. Причина — использование в конструкции проводящей матрицы с PTC-коэффициентом, меняющей свое электрическое сопротивление в зависимости от температуры окружающей среды.
В «холодном» состоянии кабель имеет небольшое сопротивление, которое к тому же зависит от температуры окружающей среды. При подаче питания на кабель, он начинает разогреваться, его сопротивление начинает расти, ток в цепи питания уменьшается. Коэффициент стартового тока зависит от компонентного состава и применяемых технологий при производстве матрицы кабеля.
У каждой марки нагревательного кабеля своя величина стартового тока. Производители редко указывают эту информацию в технических характеристиках. Этот параметр является условной величиной и при различных условиях один и тот же кабель может иметь разное значение СТ. Аналогично производители саморегулирующегося кабеля не нормируют его удельное сопротивление Ом/м.
График зависимости СТ кабеля Samreg-40-2CR* от температуры окружающей среды
*график построен на основе испытаний
Пиковая нагрузка приходится на первые 3-30 секунд после включения, в этот момент СТ может превышать номинальное значение в 2-5 раз. Примерно через 5-10 минут происходит полная стабилизация и выход греющего кабеля на номинальную мощность.
Расчет пускового тока греющего кабеля
Грубо рассчитать максимальный пусковой ток нагревательной секции можно исходя из общей длины греющего кабеля в системе и его удельной мощности.
Пример расчета максимального стартового тока греющего кабеля
Имеется секция саморегулирующегося кабеля удельной мощностью 30 Вт/м и длиной 50 м. Номинальная мощность секции при температуре +10°С составляет Pном=30Вт/м*50м=1500Вт. Это мощность уже разогретой секции. Если на кабель в «холодном» состоянии подать питание, то его мощность будет в несколько раз выше номинального значения. Для расчетов мы принимаем коэффициент стартового тока равный 2.5-3 для кабелей марки Samreg и Alphatrace. Коэффициент определен в ходе экспериментов с кабелем данных марок, а также изучения их физических и электротехнических свойств. У греющих кабелей иных производителей данный коэффициент может отличаться как в большую, так и меньшую сторону.
Тогда, стартовая (пусковая) мощность в нашем примере равна Pпуск=3хPном=4500Вт, пусковой ток Iпуск=4500/220=20,45 А.
По найденному значению СТ осуществляется выбор автоматических и дифференциальных выключателей для защиты нагревательной секции, а также тип и сечение силового питающего кабеля. Для секции, приведенной в примере, необходим дифференциальный автомат на номинальный ток Iном=25А с дифференциальным током Iут=30мА
Способы уменьшения стартового тока
Большая величина СТ является нежелательной для питающей сети, так как приходится использовать автоматы с большим номинальным током. Кроме того, подбирается силовой кабель увеличенного сечения.
Существует несколько способов снижения СТ системы:
Последовательное подключение
Последовательное подключение к питающей сети нагревательных секций, которое обеспечивается с помощью установки реле выдержки времени. Это устройство применимо в системе, состоящей из нескольких линий (нагревательных секций). Оно позволяет включать каждую линию с определенным временным интервалом (обычно около 5 минут). При данном способе подключения ток в нагревательной секции уменьшится до рабочего (номинального значения) через 5 минут после подачи питания. После этого можно осуществлять включение следующей линии. Таким образом, суммарный СТ всей системы обогрева равен:
Iсумм.пуск=Iном1+Iном2+…+Iпуск.n,
где Iном1, Iном2… — номинальные токи нагревательных секций соответственно 1ой, 2ой и т.д.
Iпуск.n – СТ секции, которая включается в сеть последней.
Чем больше секций включается по такой схеме (т.е. чем больше ступеней включения), тем больше пусковой ток будет стремиться к номинальному току для данной системы. Так, если по такой схеме включить хотя бы 3 группы (одна группа включается напрямую, 2 другие через реле времени через 5 и 10 минут соответственно) при условии равномерного распределения мощностей по группам, то пусковой ток можно снизить почти на 50%.
Пример принципиальной схемы шкафа управления с реле времени
Видео применения реле времени для последовательного включения линий обогрева
Устройство плавного пуска
Устройство в течение всего времени холодного запуска системы (порядка 10-12 минут) поддерживает значение тока на уровне не выше номинального. В этом случае можно использовать силовые и дифавтоматы, рассчитанные на номинальный ток секции. Кроме того, не придется применять питающий кабель с увеличенным сечением. Принцип работы устройства подробно описан в паспорте.
Согласно максимальной стартовой мощности подбирается также силовой кабель подходящего сечения.
Подбор сечения силового кабеля для системы обогрева
Таблица выбора сечения кабеля по току и мощности с медными жилами
Таблица выбора сечения кабеля по току и мощности с алюминиевыми жилами
Неправильный расчет СТ приводит к выходу из строя системы защиты и управления, что может стать причиной аварийных ситуаций на обогреваемом объекте.
Проблемы из-за неправильного расчета пускового тока
Наиболее частые проблемы, возникающие по причине неправильного расчета пускового тока и в соответствии с этим неправильного выбора оборудования:
Срабатывания автоматов защиты и иных защитных устройств
Срабатывания автоматов защиты и иных защитных устройств при включении системы обогрева из «холодного» состояния. Фактически автоматы защиты нагревательных секций выключатся в первые 10-100 секунд после подачи на них питания. Автомат отключается по перегрузке, срабатывает его тепловой расцепитель. Автомат может работать некоторое время в режиме перегрузки, но ввиду затяжного характера процесса снижения СТ, его запаса не хватает. Для устранения этой проблемы приходится выбирать автомат на большее значение номинального тока.
Данная проблема может быть не выявлена на этапе тестирования или запуска системы, так как максимальный пусковой ток увеличивается при понижении температуры окружающей среды. Если систему тестировали до наступления минимальных температур ошибка возникнет только при включении системы в холодное время года (например, в мороз).
Перегрев силового кабеля
Перегрев силового кабеля возникает по причине неправильного подбора его сечения. Из-за большой длительности пускового процесса греющего кабеля высокое значение СТ нагревает жилы силового кабеля. При этом кабель может расплавиться, возникнуть короткое замыкание и даже пожар на объекте обогрева.
Максимальная длина греющего кабеля
ПодробнееВнимание!
При расчетах системы обогрева необходимо помнить, что в первую очередь максимальный стартовый ток зависит от длины секции кабеля.
Превышение допустимой длины приводит не только к увеличению СТ, но и к преждевременному износу системы.
Проверил: Евгений Щипунов
Главный инженер ООО «СКО Альфа-проджект»
Примеры электрообогрева
Греющий кабель Samreg
Саморегулирующийся кабель SAMREG 16-2- Линейная мощность: 16 Вт/м.п.
- Назначение: трубопровод
- Страна производства: Южная Корея
- Экран: без экрана
- Тип: саморегулирующийся
- Вид: низкотемпературный
Цена производителя
Саморегулирующийся кабель SAMREG 24-2CR- Линейная мощность: 24 Вт/м.п.
- Назначение: трубопровод / резервуар
- Страна производства: Южная Корея
- Экран: оплетка из луженой медной проволоки
- Тип: саморегулирующийся
- Вид: низкотемпературный
Цена производителя
Саморегулирующийся кабель SAMREG 40-2CR- Линейная мощность: 40 Вт/м.п.
- Назначение: трубопровод / резервуар / кровля
- Страна производства: Южная Корея
- Экран: оплетка из луженой медной проволоки
- Тип: саморегулирующийся
- Вид: низкотемпературный
Цена производителя
В разделДругие статьи на тему
Видео про шкафы управления
Комментарии
Комментарии для сайта Cackleкакой ток выдерживает кабель ВВГ 3×1.5
Наконец-то мне удалось проверить, какие токи выдерживает силовой кабель, сечением «полтора квадрата».Это очень важное знание для понимания, где допустимо использовать такой кабель и какими автоматами его нужно защищать.
У меня в квартире ко всем розеткам проложены кабели 1.5 мм², защищённые автоматом 16А, и мне всегда хотелось понять, насколько это допустимо.
Почти все электрики придерживаются правила «кабель 1.5 мм² годится только на свет, а для розеток нужно прокладывать 2.5 мм²».
Продвинутые электрики утверждают, что кабель 1.5 мм² необходимо защищать автоматами 10А, а кабель 2.5 мм² автоматами 16А, аргументируя это тем, что любой автоматический выключатель с характеристикой «С» выдерживает ток в 1.45 раза выше номинального до часа.
Ещё ходит байка, что 2.5 мм² на розетки начали прокладывать тогда, когда весь кабель был «поддельный», сделанный по ТУ, и его реальное сечение было существенно меньше номинального.
Уверен, что никто из этих электриков никогда не проверял реальные характеристики кабеля и не может чётко сказать, что будет с кабелем 1.5 мм², если в течение часа по нему будет идти ток 24А. А я это проверил.
Электрики исходят из цифр, приведённых в ГОСТ в ПУЭ.
ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией…» содержит таблицу 19 «Допустимые токовые нагрузки кабелей с медными жилами с изоляцией из поливинилхлоридных пластикатов и полимерных композиций, не содержащих галогенов».
Согласно этой таблице, допустимый ток для кабеля ВВГ 3×1.5 при прокладке на воздухе составляет 21А.
В ПУЭ 7 (Правила устройства электроустановок. Издание 7) есть таблица 1.3.4 «Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами».
Кабель ВВГ 3×1.5 правильно считать двухжильным, так как только по двум его жилам течёт ток в рабочем режиме. Согласно таблице, такой кабель выдерживает 23А при открытой прокладке и 18А при прокладке в трубе.
Для проведения эксперимента я взял пятиметровый отрезок кабеля ВВГ 3×1.5 ГОСТ (по результатам моих измерений этого кабеля его сечение составляет 1.45 мм², сопротивление километра жилы 12.1 Ом ) и подключил через него шесть тепловентиляторов, каждый из которых обеспечивал нагрузку 4 или 8 ампер.
Для контроля и измерения тока использовался измеритель мощности Atorch AT3010.
Петля кабеля была пропущена через отрезок гофротрубы.
На кабеле были закреплены три термопары (одна на оболочке кабеля, вторая непосредственно на жиле, третья в трубе между двух кабелей), подключенные к термометрам GM1312 и TM-902C.
Сначала я нагрузил кабель током 16А.
Через 30 минут температура стабилизировалась: на поверхности оболочки кабеля 34°, на жиле 33°, в гофротрубе с двумя участками кабеля под нагрузкой 42°.
Второй эксперимент — 24А. Это ток, который может проходить по кабелю до отключения автомата 16А (напомню, он может не отключаться час при превышении 1.45x, то есть до 23.2А).
Через 5 минут температура в гофре достигла 60°, через 20 минут она стабилизировалась на уровне 67° и осталась такой же и через 30 минут. Температуры на кабеле, лежащем на воздухе составили 49° и 46°.
Третий эксперимент — 31.3А. Это ток, который точно не стоит пускать через кабель 1.5 мм². 🙂
Через три минуты в гофре было 64°, через 5 минут 80°, через 10 минут 97°, через 15 минут 104°, через 20 минут 105° и температура стабилизировалась, — через 30 минут были всё те же 105° в гофре, 82° на поверхности кабеля, лежащего на воздухе, 68° на жиле.
В таблице 18 того же ГОСТ 31996-2012 указаны допустимые температуры нагрева токопроводящих жил кабелей.
Длительно допустимой считается температура 70°, предельной — 160°.
Я для себя могу сделать выводы, что 16А это лёгкий режим для кабеля 1.5 мм², при котором он почти не нагревается. 24А тяжёлый, но вполне рабочий режим. 31А экстремальный режим, при котором с кабелем ничего плохого не происходит (он не плавится, не горит, но конечно не должен работать в таком режиме). Получается, что кабель 1.5 мм² вполне можно защищать автоматом 16А с характеристикой «C» (но лучше конечно «B», чтобы он отключался быстрее при аварийной перегрузке).
Насколько это было возможно, я снял эксперимент на видео.
Я лишь провёл эксперимент и не собираюсь спорить с электриками, ПУЭ и ГОСТом. Важные для меня выводы я из этого эксперимента сделал, а вы делайте выводы сами.
© 2020, Алексей Надёжин
Что такое пусковой ток саморегулирующегося нагревательного кабеля
Пусковой, иначе стартовый, ток — это ток, возникающий в цепи в момент включения питания. Величина его может в несколько раз превышать значение номинального тока кабеля. Это важный параметр, который необходимо учитывать при расчете максимальной длины отрезков саморегулирующегося кабеля.
От чего зависит пусковой ток
На величину пускового тока влияют как параметры самого кабеля, так и окружающие условия.
- Температура окружающей среды при включении — чем она ниже, тем больше пусковой ток и стартовая мощность.
- Свойства саморегулируемого кабеля — проводящая матрица с положительным температурным коэффициентом (PTC) изменяет свое сопротивление в зависимости от окружающей температуры. В «холодном» состоянии сопротивление кабеля мало. Поэтому в момент включения ток велик. После подачи питания кабель разогревается, его сопротивление растет, ток в цепи уменьшается.
- Длина греющего кабеля — чем больше длина секции, тем больше пусковой ток. Саморегулируемый греющий кабель условно можно представить в виде множества резисторов, подключенных параллельно к одному источнику питания. Чем больше длина линии, тем меньше общее сопротивление цепи, тем больше пусковой ток.
- Мощность греющего кабеля — чем больше удельная (погонная) мощность (Вт/м), тем больше стартовый ток.
Саморегулирующийся нагревательный кабель может иметь пусковой ток в 1,5–5 и даже более раз рабочего значения. Это необходимо учитывать на этапе расчета системы особенно при применении мощных кабелей большой длины.
Проблемы из-за неверного расчета пускового тока
Неправильный расчет и выбор оборудования приводят к таким последствиям:
- Срабатывания автоматов и других устройств защиты при включении обогревательной системы из холодного состояния. Эта проблема может быть не выявлена при тестировании системы, если оно проводилось до наступления холодов, и проявится только в холодное время года. При расчете системы рекомендуется выбирать защитный автомат с запасом по току.
- Перегрев силового кабеля — большая продолжительность процесса включения с высоким значением пускового тока нагревает его жилы, это может привести к КЗ и аварийной ситуации.
Способы уменьшения пускового тока
Большой пусковой ток нежелателен для питающей сети, поскольку приходится устанавливать автоматы на больший номинальный ток и подбирать силовой кабель большего сечения. Уменьшить величину пускового тока можно следующими способами:
- Последовательное подключение нагревательных секций к сети питания с помощью реле задержки времени. Этот способ применим в системе из нескольких нагревательных секций. Реле позволяет включать секции с некоторым сдвигом во времени.
- Устройство плавного пуска, которое на протяжении всего «холодного» запуска поддерживает величину тока в системе на уровне, не превышающем номинальное значение.
|
Указанные меры позволяют использовать силовые и дифференциальные автоматы, которые рассчитаны на номинальный ток секции, и не придется подбирать силовой кабель с увеличенным сечением. |
Оставить заявку на расчет |
Как можно определить какую мощность выдержит кабель или провод
Как можно определить какую мощность выдержит кабель или провод
Нам часто приходится подключать электроприборы к сети. Для этого нужен кабель или провод подходящего сечения. Но как же самому подобрать именно тот, что нам нужен и справиться с этой ситуацией без помощи специалистов.
Если подключить слишком большую нагрузку на кабель, то он будет греться, а может и вовсе перегреться. Из-за этого оплавится изоляция, что опасно коротким замыканием, поражением электрическим током и возгоранием. Отсюда возникает вопрос: «как узнать какую мощность выдерживает кабель или провод?». Давайте разбираться!
Что влияет на допустимую мощность?
Сразу стоит отметить что сечение и мощность кабеля в принципе не связаны между собой. Для проводника решающую роль играет допустимый длительный ток. Эти величины описаны в ПУЭ раздел 1, глава 1.3. Дело в том, что если он выдерживает ток 16А, то в сети 220В это 3.5 кВт, для 380В — это 10 кВт, а в сети 12В это всего 192Вт. Поэтому говорить о допустимой мощности для кабеля разумно говорить лишь в контексте заведомо известного напряжения.
Чтобы перевести киловатт в ватты нужно просто разделить кВт на 1000.
Чтобы перевести Ватты в Амперы нужно Ватты разделить на напряжение в вольтах.
А для трёхфазной сети то разделить ещё и на 1.73 (корень из 3) и на CosФ.
CosФ – коэффициент мощности, указывается на табличке расположенной на корпусе большинства электроприборов.
Таблица сечений провода и допустимый ток
Есть специальные таблицы, в которых описано соответствие сечения кабеля, тока, напряжения и мощности. Но информация в них не всегда справедлива для подбора кабелей.
Если для расчётов квартирной электропроводки, где длина линии редко превышает 15-20 метров между крайними точками, а температура окружающей среды обычно около 20-25 градусов, это ещё справедливо…
Но представим ситуацию, когда вы собрались ставить забор на участке частного дома, и придется использовать электроинструмент при его монтаже и сварочный аппарат, еще и бетономешалку, да к тому же на улице жара на солнце далеко за 30 градусов Цельсия. Тогда вам нужен хороший удлинитель, чтобы подключить его в гараже или в доме, а работать будете по всему периметру участка.
Все вышесказанное включало в себя ряд факторов влияющих на то, какую мощность выдержат кабеля, а именно:
1. Длина линии.
2. Температура окружающей среды и самого проводника.
Оба фактора влияют на сопротивление кабеля, а оно, в свою очередь, на потери мощности и нагрев проводника. Если выбрать проводник со слишком малым сечением для этой мощности, то под нагрузкой напряжение на его конце просядет. Нежелательно допускать потери более 3-5%. В цепях освещения допустимо 10% падения напряжения.
Сопротивление, длина, материал, температура как связаны?
Сопротивление проводника определяется по формуле
R=ро*L/S
Где Ро — удельное сопротивление металла Ом*кв.мм/м, L — длина в метрах, S — площадь поперечного сечения в кв. мм.
Например, удельное сопротивление Ро у меди 0.018, а у алюминия 0.029. Поэтому, вы могли видеть в таблице выше, что при одинаковом сечении медный проводник выдержит больший ток, чем алюминиевый. Это связано с потерями, о них поговорим ниже.
Также в формуле фигурируют ещё две величины — длина и площадь поперечного сечения. Чем больше длина и чем меньше площадь поперечного сечения, тем больше сопротивление. Соответственно с увеличением сечения при постоянной длине сопротивление падает, также и с уменьшением длины.
Есть интересная аналогия с автомобильной дорогой: чем больше полос для движения в одном направлении, тем быстрее едут автомобили, а если автомобилей много (большой ток) и есть всего по одной полосе в каждую сторону, то они будут толкаться в пробке.
У металлов с ростом температуры повышается и сопротивление, соответственно снижается проводимость, если объяснить простыми словами, то это связано с тем, что при нагреве частицы в металле и носители зарядов начинают хаотичное движение, из-за чего чаще сталкиваются.
Потери
Подведем небольшие итоги, от чего зависят потери:
1. Материал кабеля (алюминий или медь).
2. Длина линии.
3. Площадь поперечного сечения.
4. Температура окружающей среды.
5. Прокладка нескольких кабелей в одной трубе. В таком случае нет условий для их охлаждения, к тому же температуры соседних кабелей влияют друг на друга худшим образом.
Подбирать кабель нужно так чтобы итоговые потери были как можно меньшими. В идеале до 3-5%. В крайнем случае, если других вариантов нет, то до 10%. Ведь, при напряжении в сети 220 вольт 10% — это уже 22В потерь и 192В на выходе, при условии что сеть и без того не просажена. А при токе хотя бы в 10А это 220Вт потерь только на проводах. Это описано в ГОСТ 721 и ГОСТ 21128.
Сечение
Перейдем к сути вопроса «Как узнать мощность, которую выдержит кабель?». Исходя из вышесказанного, следует определить сечение проводника. Для этого нужно измерить его диаметр. Удобнее и быстрее это сделать штангенциркулем. Этот способ подойдёт для любых сечений и проводов.
Если провод с однопроволочной (монолитной) жилой, то нужно просто измерить её диаметр. Если жила гибкая многопроволочная — меряют диаметр одной проволоки, находят её площадь и умножают её на общее количество жил в проводе. Так находят общее поперечное сечение кабелей и проводов.
Чтобы вычислить поперечное сечение по диаметру, нужно возвести его в квадрат, и умножить на 0.785.
Как измерить диаметр кабеля линейкой?
Для толстых кабелей особой проблемы нет, нужно просто приложить линейку к жиле, но с тонкими кабелями так сделать не получится. Поэтому воспользуйтесь следующим способом.
Нужно плотно намотать на отвёртку или другой продолговатый предмет витков 10 провода, а затем измерить линейкой длину получившейся спирали и разделить её на количество витков. Для определения сечения тоненькой жилки из многопроволочной жилы придётся намотать больше витков 30-50, чтобы было удобнее измерять.
Когда вы уже знаете площадь поперечного сечения жил кабеля, можно заглянуть в таблицу и узнать её допустимый ток. Если линия не длинная (до 10 метров) и ток больше тока предполагаемой нагрузки, то можно смело его использовать.
Как упростить расчёты?
Чтобы избежать расчётов потерь и сечений можно воспользоваться онлайн калькуляторами или приложениями для смартфонов, тем более они работают в оффлайн режиме и он всегда с вами. К примеру, для пользователей ОС Android есть приложение «Мобильный Электрик» в нем есть функции:
1. Расчёта сопротивления проводника при известном: материале, сечении, длине и температуре.
2. Расчёта длины проводника при известных: сопротивлении, температуры и сечении.
3. Расчёта сечения при известных: длине, напряжении, допустимых потерях, материале жилы токе и температуре.
4. Расчёта максимальной длины проводника при известных: напряжении, допустимых потерях, материале жилы, токе и температуре. И другие.
Они позволят оценить допустимую мощность и подобрать нужный провод для конкретной мощности.
Кроме этого приложения есть и другие я рассмотрел то, чем пользуюсь сам в работе.
Заключение
Подведем итоги. Чтобы узнать выдержит ли кабель или провод нагрузку нужно определить:
1. Материал, из которого изготовлены жилы.
2. Их сечение.
3. Длину линии.
4. Ток нагрузки.
После чего произвести расчёты или воспользоваться калькуляторами.
Ранее ЭлектроВести писали, почему происходят скачки напряжения и как от них защититься.
Под понятием скачков напряжения подразумевают, как правило, кратковременные или импульсные изменения значения напряжения, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. В зависимости от причины перепады напряжения могут иметь различную частоту, амплитуду и общую продолжительность.
По материалам electrik.info
Почему кабель испытывают именно постоянным током? Испытание кабеля
Испытания кабельных линий являются неотъемлемой частью любых электротехнических работ. Под испытаниями кабеля подразумевают проверку его состояния, измерение сопротивления изоляции, проверка целостности и так далее.
Зачем испытывают кабельные линии?
Также выполняется проверка фазировки линии. Испытания проводятся всегда постоянным током при повышенном напряжении. Изначально силовые кабеля и кабели связи проверяют с помощью мегаомметра на 2,5кВ. С помощью данного инструмента можно выявить повреждение изоляции, например, заземление фаз. Силовые кабели, рассчитанные на напряжение не выше 1кВ, должны характеризоваться сопротивлением изоляции от 0,5 МОм. Кабели, рассчитанные на напряжение от 1кВ, испытывают с помощью повышенного напряжения выпрямленного тока. Таким образом, ищут те дефекты, которые были пропущены мегаомметром.
Согласно действующим нормативам, по окончанию прокладки силовых кабелей проводят испытание с помощью постоянного тока выпрямленного напряжения 6Uном и 5Uном (для кабелей до 10кВ и до 35кВ, соответственно). Каждую фазу испытывают в течение 10 минут. Если в ходе испытания не было пробоя или толчков тока, то считается, что кабель прошел испытания. В случае, если в ходе испытаний были обнаружены толчки тока, то проверку останавливают и начинают искать места повреждения кабеля.
Почему во время испытания используется не переменный ток, а постоянный? Ответ прост: установки постоянного или выпрямленного тока дают значительно большую точность измерений, а оборудование для такого испытания обладает меньшим весом и габаритами. Еще одно преимущество постоянного тока — возможность выявить даже самые малые дефекты изоляции, которые в будущем могут вызвать разрыв кабельной линии.
Особенности испытания силовых кабелей
Силовые кабели, несмотря на то, что по конструкции они схожи с кабелями связи, проходят испытание по другому принципу. Это связано с тем, что через силовые кабели проходит большой ток, а ограничение этого тока распределительными устройствами происходит не моментально. Это значит, что если на кабельной линии появится пробой, то не будет тихого замирания системы. Наоборот – произойдет взрыв, и, возможно, появятся дополнительные повреждения.
Испытания высоковольтных линий
Кабельная линия проверяется с помощью повышенного напряжения при постоянном токе. Если с низковольтными кабелями все достаточно просто – они испытываются с помощью мегаомметра, то испытание высоковольтных линий намного сложнее. Здесь стоит учитывать вид изоляции, а также уровень номинального напряжения. Параметры испытания (напряжение, уровень сопротивления изоляции, ток утечки) отражены в ПУЭ и другой нормативной документации.
Высоковольтные подстанции и их оборудование проходят испытание с помощью тока разных видов. К примеру, трансформаторы, шины и прочие схожие устройства проверяют с помощью напряжения переменного тока. Но почему кабель испытывают именно постоянным током? Потому, что использовать переменный ток невозможно, так как жилы кабеля характеризуются высокими показателями электрической емкости. Для того чтобы провести испытание кабеля переменным напряжением, нужно было бы создать установку большого размера. Вот почему, кабели проверяются только постоянным током.
Таким образом, испытательные установки характеризуются наличием переключателя «постоянный ток» и «переменный ток». Если в установке нет такого переключателя, то к ней подсоединяется специальный выпрямляющий блок.
Интересно то, что в действующей нормативной документации существуют исключения по типу: «если нет испытательной установки переменного тока, то испытание может проводиться постоянным током…».
Подготовка к испытанию
Перед началом испытаний специалисты тщательно проверяют все устройства, кабели и зажимы, через которые будет проходить повышенное напряжение. На основе этого они предусматривают меры безопасности, чтобы никого в процессе не поразило током.
Далее производят отключение всех заземлений, что есть в схемах. Также отключаются устройства, для которых испытательное напряжение не превышает 1кВ. После этого, для того чтобы устранить вероятность возникновения резонанса напряжения, необходимо шунтировать катушки, характеризующиеся высокой индуктивностью, и конденсаторы. Далее отсоединяют все источники тока, как переменного, так и постоянного.
Испытание кабелей повышенным напряжением: правила, технологии, оборудование
При эксплуатации кабельных линий электропередач большой проблемой является пробой изоляции там, где это невозможно определить ни визуальным осмотром, ни применением низковольтного мегаомметра. Наглядный пример — образование микротрещин в изоляции кабеля, которые заполняются влагой. Когда такие трещины не доходят от внешней поверхности кабеля до токопроводящей жилы, мегаомметр не может определить их наличие. В то же время, между трещиной, заполненной влагой, и токопроводящей жилой есть тонкий слой изоляции. При подаче рабочего напряжения этот тонкий слой изоляции не выдерживает и происходит пробой.
Поэтому кабели тестируют под напряжением выше номинального, что позволяет выявить скрытые дефекты. Правила испытаний описаны в действующем ПУЭ-7.
Для кабелей на напряжение, не превышающее 1 кВ, применяется только измерение сопротивления изоляции высоковольтным (на 2,5 кВ) мегаомметром. При этом оно не должно быть меньше 0,5 МОм. Исключение составляют лишь кабели на 1 кВ с пластмассовой изоляцией — они испытываются повышенным напряжением (см. табл. № 1).
Для кабелей на напряжение свыше 1 кВ используется испытание повышенным напряжением выпрямленного тока (использование в ПУЭ-7 термина «выпрямленного тока» связано с тем, что на практике применяются выпрямители без фильтров, то есть на выходе у них есть пульсации) согласно табл. № 1. Для кабелей в бумажной и пластмассовой изоляцией до 35 кВ длительность испытания составляет 10 мин., для кабелей с резиновой изоляцией на 3 – 10 кВ — 5 мин, для кабелей с любым типом изоляции на 110 – 500 кВ — 15 мин.
Таблица № 1. Испытательные напряжения выпрямленного тока для различных типов силовых кабелей
|
Кабели с бумажной изоляцией на напряжение, кВ |
||||||||||
|
2 |
3 |
6 |
10 |
20 |
35 |
110 |
150 |
220 |
330 |
500 |
|
12 |
18 |
36 |
60 |
100 |
175 |
285 |
347 |
510 |
670 |
865 |
|
Кабели с пластмассовой изоляцией на напряжение, кВ |
Кабели с резиновой изоляцией на напряжение, кВ |
|||||||||
|
1 |
3 |
6 |
10 |
110 |
3 |
6 |
10 |
|||
|
5 |
15 |
36 |
60 |
285 |
6 |
12 |
20 |
|||
Если речь идет о кабеле в пластмассовой изоляции, не имеющем брони и расположенном на открытом пространстве, то его испытывать выпрямленным напряжением не требуется.
Кабели на 110 – 500 кВ с изоляцией любого типа, можно испытывать не только выпрямленным, но и переменным напряжением частотой 50 Гц. В таком случае эффективное значение напряжения должно составлять 1,73 от указанного в документации для данного кабеля номинального значения напряжения.
Сопротивления изоляции кабеля нужно измерять специальным мегаомметром, который дает разницу потенциалов на измерительных клеммах, равную 2,5 кВ. Измерения делаются до и после испытаний на пробой, по ним делаются выводы о состоянии изоляции. Но как трактовать результаты измерений, если для кабелей на напряжение свыше 1 кВ в ПУЭ-7 не нормируется значение сопротивления изоляции? Есть два варианта. Первый — следует или ориентироваться на характеристики, заявленные производителем кабеля. Если же таковых нет, то переходим ко второму варианту. Нужно воспользоваться эмпирическим правилом — данное сопротивление должно быть не менее 10 МОм.
Для кабелей на напряжение от 6 до 35 кВ нормируются ток утечки. Кроме этого, может нормироваться асимметрия токов утечки для нескольких жил в кабеле (отношение между минимальной и максимальной утечками тока). При испытаниях на наличие дефектов в изоляции важно не столько абсолютное значение тока утечки, сколько динамика его изменения за время испытаний. Если изоляция исправна, то ток должен быть стабильным, обнаруживая небольшую тенденцию к снижению. Возможно в самом начале возникновение всплеска тока утечки, который, на самом деле, связан с зарядом паразитной емкости кабеля. Если во время испытаний ток увеличивается, то это свидетельствует о возможном наличии дефектов изоляции. При колебаниях значения тока время испытаний увеличивают до момента, когда направление изменения тока стабилизируется и станет ясна ситуация с состоянием изоляции, но не более 15 минут. Нормы ПУЭ-7 по токам утечки и коэффициенту асимметрии приведены в табл. №2.
Таблица № 2. Токи утечки и коэффициенты асимметрии для силовых кабелей
|
Кабель напряжением, кВ |
Испытательное напряжение, кВ |
Допустимое значение тока утечки, не более, мА |
Допустимое значение коэффициента асимметрии (Imax/Imin), не более |
|
6 |
36 |
0,2 |
8 |
|
10 |
60 |
0,5 |
8 |
|
20 |
100 |
1,5 |
10 |
|
35 |
175 |
2,5 |
10 |
Испытание кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена
Для кабелей с пластмассовой изоляцией на 110 – 500 кВ в качестве изоляции для таких кабелей применяется сшитый полиэтилен. Основной проблемой при испытании кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена выпрямленным током является накопление объемного заряда в толще материала изоляции, что снижает срок службы кабелей. В США, где с такой проблемой столкнулись раньше, чем в нашей стране, уже действует стандарт IEEE400.2 – 2013, рекомендующий проводить испытания кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением синусоидальной или квазисинусоидальной формы очень низкой частоты (VLF – Very Low Frequency) — менее 1 Гц. На практике используются частоты от 0,01 до 0,1 Гц. При этом время испытания может достигать 60 мин. Наличие функции VLF является важным преимуществом применяемого для тестирования оборудования. И далее данная функция будет все более и более актуальной из-за все более широкого распространения кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена.
Указанная особенность, а также относительная новизна материала изоляции, являются основными причинами, почему в действующем ПУЭ для кабелей с пластмассовой изоляцией на 110 – 500 кВ параметры испытаний пока не нормируются. Следует пользоваться методиками испытаний, которые предлагает завод-изготовитель кабеля.
Функция прожига
После того, как высоковольтные испытания показали наличие дефектов, определяют места повреждения изоляции. Приборы, обнаруживающие такие повреждения, способны точно указать место, если сопротивление между жилами кабеля составляет менее 1 кОм. Чтобы обеспечить такое сопротивление, применяется прожиг — изменение напряжения и тока, подаваемого на жилы кабеля по определенному алгоритму с целью полного разрушения изоляции жил в месте, где наличествует дефект. В идеале, после прожига, две жилы соединяются между собой металлическим «мостиком». Помимо специального оборудования, функция прожига присутствует в некоторых моделях приборов для испытания изоляции кабелей.
Примеры оборудования для испытания кабелей
Для тестирования силовых кабелей повышенным напряжением выпускается разнообразное оборудование. Приведем несколько наиболее характерных примеров.
Прибор для испытаний HPG 70 K
Прибор для испытаний HPG 70 K
Установка для тестирования кабелей напряжением от 0 до 70 кВ постоянного тока. При этом ток можно но изменять в пределах от 0 до 10 мА. В базовой комплектации Установка состоит из двух блоков: управления и индикации HSG 1 и высоковольтного блока HPG-70 K. В HSG 1 имеются аналоговые вольтметр и миллиамперметр, а также таймер на время до 60 мин. Для проверки кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена по методу VLF добавляется третий блок. Он позволяет тестировать кабели под напряжением 36 или 52 кВ на частоте 0,1 Гц.
Прибор для прожига BT 5000-1
Прибор для прожига BT 5000-1 , 14 кВ DC, макс. 110 A
В зависимости от модификации, данная установка, состоящая из четырех блоков, способна проверять кабели напряжением постоянного тока до 14 кВ и максимальным током 8 – 17 мА, а также осуществлять прожиг изоляции на напряжении 14 кВ с током до 110 мА. Некоторые модификации имеют также функцию VLF тестирования кабелей переменным напряжением 54 кВ с частотой 0,1 Гц. Автоматический разряд емкости тестируемого кабеля после подачи на него высокого напряжения обеспечивает повышенный уровень безопасности персонала и оборудования.
Установка HV Tester 25
Установка HV Tester 25
Благодаря наличию встроенного аккумулятора SebaKMT HV Tester 25 можно использовать в самых различных условиях.
Нередко испытание кабеля приходится осуществлять в условиях аварийной ситуации, когда электропитание в место проведения работ не поступает. В таком случае выручит устройство SebaKMT HV Tester 25, питающееся от встроенного аккумулятора. В том случае, если емкости встроенного аккумулятора, например, при длительных работах по устранению неисправностей, оказывается недостаточно, можно подключить прибор к автомобильному аккумулятору. При этом выходное напряжение постоянного тока будет ограничено величиной 25 кВ, а выходной ток — 1,5 мА. Это позволяет испытывать кабели с бумажной и пластмассовой изоляцией на напряжение не более 3 кВ, а с резиновой изоляцией — не более 10 кВ. В установке есть функция автоматического разряда емкости кабеля. Прибор выполнен в виде моноблока, что удобно при транспортировке.
Если вам нужна профессиональная консультация по испытанию кабелей повышенным напряжением, просто отправьте нам сообщение!
Примеры оборудования
Поделитесь этой страницей с друзьями и коллегами
Методика прожига изоляции высовольтного кабеля :: Ангстрем
В последние годы беспрожиговые методы поиска повреждений энергетических кабелей получили в России довольно широкое распространение. Возможности использования таких методов в российском электросетевом хозяйстве остаются ограниченными. Это связано с тем, что большая часть кабельных линий остается неоттрассированной, а на таких кабелях одними беспрожиговыми методами и акустическим поиском не обойдешься. Поэтому самой популярной схемой поиска повреждений на энергетических кабелях в России остается и в ближайшие годы останется схема:
Залог эффективности работы по такой схеме – качественные прожигающие установки от предприятия «АНГСТРЕМ». Для отыскания повреждений с помощью импульсной рефлектометрии и индукционного поиска необходим прожиг, обеспечивающий преобразование высокоомных однофазных повреждений кабеля в низкоомные двух или трехфазные с появлением надежного металлического мостика в месте повреждения. Если при прожиге удается достичь замыкания жилы на жилу, то проблем с отысканием точного места повреждения больше не возникает. С другой стороны, «вкачивание» в кабель большой мощности в процессе прожига не должно приводить к тому, чтобы кабель выходил из строя в других местах.
Прожиг кабеля высоковольтного является подготовительной процедурой, обеспечивающей возможность использования совокупности методов ОМП. Некоторые методы ОМП применимы только при переходном сопротивлении в месте повреждения изоляции не более сотен или даже единиц Ом (в отдельных случаях – десятых долей Ома). Снизить переходное сопротивление – задача прожига.
Технология процесса прожига:
Первый этап — предварительный высоковольтный прожиг кабеля, осуществляется с помощью высокого напряжения и низких токов до момента образования пробоя в кабеле. Стандартная прожигающая установка выдает максимальное напряжение порядка 20–25 кВ. Процесс высоковольтного прожига происходит следующим образом: на поврежденный кабель подается минимальное напряжение и затем происходит его плавный подъем до 20–25 кВ или до того значения, на котором удается добиться пробоя, после чего начинается процесс прожига.
Максимальное напряжение при прожиге кабеля не должно превышать 0,5–0,7 U исп., однако на практике такого напряжения не всегда хватает, чтобы осуществить предварительный прожиг. Если прожигающая установка, выдающая максимальное напряжение 20–25 кВ, не в состоянии обеспечить пробой кабеля, дополнительно в комплексе с ней используют установку с максимальным напряжением 60–70 кВ, но с меньшей мощностью. Оборудование данного типа называют установками для испытаний и прожига высоковольтных кабелей, они могут подключаться к прожигающей установке либо использоваться обособленно.
Второй этап — прожиг кабеля, начинается с момента пробоя и возникновения короткого замыкания и осуществляется с помощью понижения напряжения и увеличения силы тока до момента преобразования однофазного замыкания в двух или трехфазное (сваривания жилы с жилой). Вначале источник высокого напряжения разрушает изоляцию кабеля минимальным током, затем, по мере того как осуществляется прожиг, значения напряжения постепенно снижаются, а значения тока увеличиваются.
В случае дополнительного использования установки для испытания и прожига с максимальным напряжением 60–70 кВ, она производит процесс прожига напряжением от 60–70 кВ до 20–25 кВ, после чего в работу автоматически включается основная прожигающая установка, обладающая большей мощностью.
Третий этап — дожиг кабеля, является завершающим этапом прожига и производится на низких напряжениях и высоких токах порядка 20–60 А в зависимости от модели прожигающей установки. Данный этап осуществляется с помощью низковольтного источника, который автоматически подключается при падении напряжения до определенных значений.
В случае возникновения замыкания одной жилы на оболочку для разрушения проводящего мостика между жилой и оболочкой используют специальные достаточно мощные прожигающие установки, способные выдавать большие значения токов (300 А). Нужно отметить, что использование установок данного типа может приводить к снижению ресурса кабеля и его повреждению в иных, «слабых» местах.
Типы установок для прожига кабелей поставляемые компанией «АНГСТРЕМ»
| Наименование оборудования | Установки испытания и прожига (60-70 кВ) | Установки прожига (напряжение 20 — 25 кВ, тока от 20 А) | Установки дожига для разрушения мостика между жилой и оболочкой (ток 300 А) |
|---|---|---|---|
| АИП-70 | ✓ | ||
| ВПУ-60 (заменяет АИД-60П «Вулкан») | ✓ | ||
| АПУ-1-3М | ✓ | ||
| АПУ-2М | ✓ | ||
| МПУ-3 «Феникс» | ✓ | ||
| УД-300 | ✓ | ||
| УД-300М | ✓ | ||
| АИП-70 + АПУ-1-3М | ✓ | ✓ | |
| АИП-70 + АПУ-2М | ✓ | ✓ | |
| ИПК-1, ВПУ-60 + МПУ-3 «Феникс» | ✓ | ✓ |
Предприятие «АНГСТРЕМ» поставляет три типа прожигающих установок:
- Установки для испытания и прожига высоковольтных кабелей с максимальным напряжением 60–70 кВ, используемые как вспомогательное оборудование на начальных этапах прожига.
- Установки прожига с максимальным напряжением 20–25 кВ, с несколькими высоковольтными и одним низковольтным источником.
- Установки дожига, предназначенные для разрушения металлического мостика между жилой и оболочкой большими токами (300 А) в случае однофазного замыкания на жилу.
При выборе той или иной модели необходимо учитывать, как производственные задачи, так и характеристики уже имеющегося в наличии оборудования и его совместимость с приобретаемым.
Пример совместимости оборудования «АНГСТРЕМ» для прожигаОсновные технические характеристики прожигающих установок компании «АНГСТРЕМ»
| Наименование оборудования | Максимальное выходное напряжение, кВ | Максимальный выходной ток, А | Количество ступеней | Характеристики ступеней, кВ |
|---|---|---|---|---|
| АПУ 1-3М | 24 | 40 | 4 | 25; 5; 1; 0,3 |
| АПУ-2М | 30 | 80 | 8 | 30; 17; 8; 5; 1,7; 1; 0,3; 0,18 |
| МПУ-3 «Феникс» | 20 | 20 | 4 | 20; 5; 0,6; 0,3 |
| УД-300 | 0,25 | 300 | 1 | 0,25 |
| ИПК — 1 (ВПУ — 60 + МПУ — 3 Феникс) | 60 | 20 | 5 | 60; 20; 5; 0,6; 0,3 |
Важные параметры прожигающих установок
Прожигающая установка состоит из нескольких высоковольтных источников и одного низковольтного. Максимальные значения тока и напряжения каждого источника называют ступенями, их количество может варьироваться от четырех до шести. В процессе прожига кабеля по мере снижения напряжения пробоя осуществляется переход на следующую ступень прожигания. Как только по параметрам установки представляется возможность включить на параллельную работу (или отдельно) более мощную ступень, она включается в работу. Под более мощной ступенью понимается установка с меньшим внутренним сопротивлением и большим током.
Возможность непрерывного прожига
Прожигающие установки старого образца использовали ручное переключение ступеней оператором, что нередко приводило к прерыванию горения дуги, увеличивало время прожига и создавало возможность для «заплывания» пробоев. Современные устройства прожига снабжены автоматическими системами переключения ступеней прожига, исключающие разрыв дуги в месте прожига, что существенно сокращает затраты времени на подготовительные работы для отыскания мест повреждения. Часто такой прожиг называют «бесступенчатым», что не должно вводить специалистов в заблуждение: данное понятие вовсе не означает отсутствие нескольких силовых блоков (ступеней) — просто переключение между ними производится автоматически, без участия оператора. Для генерации высокого напряжения в конструкции прожигающих установок используются либо масляные трансформаторы, либо «сухие» трансформаторы. Вопрос автоматического переключения ступеней без разрыва дуги решен в обоих типах устройств, однако существует мнение, что только сухие трансформаторы могут обеспечить непрерывный прожиг в любых условиях. Связано данное явление с разным энергопотреблением двух видов трансформаторов в режиме короткого замыкания. Масляные трансформаторы имеют существенно большее энергопотребление в режиме короткого замыкания, поэтому держать их включенными одновременно в процессе всего прожига неэффективно, следовательно, при понижении напряжения происходит отключение источника с масляным трансформатором, генерирующего более высокое напряжение. Очень часто переход на более мощную ступень прожигания приводит сначала к «заплыванию», т.е. к подъему пробивного напряжения, при этом следует вернуться к предыдущей ступени более высокого напряжения, а затем после снижения напряжения пробоя переходить на следующую ступень.
Вес и габариты оборудования в зависимости от типа трансформатора
| Наименование оборудования | Тип трансформаторов | Вес оборудования, кг |
|---|---|---|
| АПУ-1-3М | Масляный | 270 |
| АПУ-2М | Масляный | 195 |
| МПУ-3 «Феникс» | Сухой | 55 |
Синхронизация работы с устройствами высоковольтного прожига
Установки прожига изоляции кабеля предприятия «АНГСТРЕМ» имеют возможность подключения устройств высоковольтного прожига, которые могут начать прожиг с 60–70 кВ. Это существенно расширяет возможности при выполнении работ по поиску повреждений высоковольтных кабельных линий. Прожигающие установки используются не только стационарно, но и в составе передвижных электротехнических лабораторий, где всегда реализуется возможность высоковольтного прожига.
Контроль оператором тока прожига
Неконтролируемый рост тока прожига при падении напряжения приводит к повреждению и выводу из строя соседних кабелей, что особенно актуально при прожиге в кабельных каналах. Вустановках прожига предприятия «АНГСТРЕМ» реализована возможность автоматической или ручной установки максимально допустимого тока, это является плюсом, обеспечивающим безупречное качество работы специалистов на месте производимых работ.
Энергопотребление, возможность полноценно работать от автономного источника питания ограниченной мощности
Большая часть кабельных электротехнических лабораторий, оснащенная прожигающими установками, монтируется на базе автомобиля типа ГАЗели, разместить на борту которого электростанцию мощностью более 6 кВА не представляется возможным. Способность прожигающих установок «АНГСТРЕМ» работать от электростанции 6 кВа с сохранением достаточной мощности является функциональным преимуществом по сравнению с более энергоемкими устройствами.
Мощность прожигающей установки
Мощность прожигающей установки является одной из важных характеристик, влияющей на время прожига изоляции кабеля и его эффективность. Также более мощные установки хорошо зарекомендовали себя в условиях, когда кабели сильно замокли и требуют «сушки».
Длительность работы без перегрева
На сложных и неудобных повреждениях прожиг может продолжаться несколько часов. Если при этом прибор перегревается, то процесс приходится прерывать, что может привести к повторному заплыванию места повреждения. Чем длительнее непрерывное время работы установки, тем лучше.
Специалисты производственной компании «АНГСТРЕМ» всегда помогут Вам с выбором качественного оборудования!
Описание методики прожига кабеля, приведенное в данной статье, относится к
- прожигу кабеля 0,4 кВ,
- прожигу кабеля 6 кВ,
- прожигу кабеля 10 кВ,
- прожигу кабеля 20 кВ,
- прожигу кабеля 35 кВ.
1000-6000 MCM Кабель с водяным охлаждением
Промежуточные силовые кабели с водяным охлаждением
Watteredge предлагает промежуточные кабели с водяным охлаждением, используемые в широком спектре отраслей и приложений. Эти кабели спроектированы и собраны для достижения максимальной мощности и надежности для всех сильноточных приложений.
Наша линейка промежуточных кабелей доступна как в стандартной конструкции канатной свивки, так и в эксклюзивной концентрической конструкции. Каждый кабель с водяным охлаждением оптимально спроектирован с учетом конкретных требований конечного применения.
Advanced Power Cable Design Advantage- Пользовательские интерфейсные клеммы для подключения к источнику и нагрузке
- Большой путь потока воды для охлаждения кабеля и подачи охлаждающей воды к вашей нагрузке от выхода кабеля
- Изоляция оболочки кабеля, специально разработанная для защиты от истирания, высоких температур, гибкости или высокого напряжения
- Наименьшее возможное соотношение постоянного и переменного тока — композитный полый медный кабель напоминает тонкостенную трубку
Типичные размеры
- 1000-6000 MCM
Все размеры кабелей и клеммы разработаны специально для обеспечения оптимальной производительности в зависимости от области применения.
- Покрытие: голое или серебристое
- Шланги: высокогибкие, абразивные, высоковольтные, склеенные
- Покрытие: стекловолокно или силикон
- Рукава: износ, брызги или термоизоляция
- Самонесущие пружинные стержни
- Шланг, лента на бамперах или формованных бамперах
Доступны специальные наружные покрытия для экстремальных электрических или окружающих условий, например:
- Высокое напряжение и / или высокая частота
- Высокая гибкость
- Высокое напряжение
- Связанное стекловолокно
- Тепловой
- Сопротивление истиранию
- Плавильные и химические печи
- Индукционный нагрев / печи
- Графетизация
- Стекловолокно
Промежуточные кабели с водяным охлаждением Галерея продукции
Индукционная печь с водяным охлаждением, медный кабель питания переменного тока
УвеличитьМедный кабель для индукционной печи с водяным охлаждением 1000 MCM
УвеличитьКабель с водяным охлаждением и зажим 2000 MCM
УвеличитьМедный кабель для индукционной печи с водяным охлаждением
Увеличить
Трехфазные подводные силовые кабели высокого напряжения и их влияние на морскую экосистему — как EM Simulation может помочь инженерам проектировать экологически безопасные кабели для передачи энергии
О подводных кабелях
Подводный силовой кабель — это основной передающий кабель для передачи электроэнергии под поверхностью воды.Их называют «подводными лодками», потому что они обычно переносят электроэнергию под соленой водой (рукава океана, моря, проливы и т. Д.), Но также можно использовать подводные силовые кабели под пресной водой (большие озера и реки). Примеры последних существуют, которые соединяют материк с большими островами на реке Св. Лаврентия . Подводные силовые кабели предназначены для передачи электрического тока высокого напряжения. Электрический сердечник представляет собой концентрическую сборку внутреннего проводника, электроизоляционного и защитного слоев.Проводник изготавливается из медной или алюминиевой проволоки, причем последний материал занимает небольшую, но растущую долю рынка. Диаметр проводов ≤ 1200 мм. 2 наиболее распространены, но размеры ≥ 2400 мм. 2 производятся время от времени. Для напряжений ≥ 12 кВ жилы круглые. Сегодня в основном используются три различных типа электрической изоляции вокруг жилы. Сшитый полиэтилен (XLPE) используется для напряжений до 420 кВ. Изготавливается методом экструзии с изоляцией толщиной до 30 мм.Кабели класса 36 кВ имеют толщину изоляции всего 5,5 — 8 мм. Вся жила кабеля пропитана изоляционной жидкостью с низкой вязкостью (минеральное масло или синтетическое масло). Центральный масляный канал в проводе облегчает поток масла при нагревании кабеля, но в подводных кабелях он редко используется из-за риска загрязнения нефтью при повреждении кабеля. Пропитанные массой кабели также имеют бумажную изоляцию, но пропитка очень вязкая и не выходит при повреждении кабеля. Изоляция MI может использоваться для массивных кабелей HVDC напряжением до 525 кВ.Кабели ≥ 52 кВ снабжены оболочкой из экструдированного свинца для предотвращения проникновения воды. Никаких других материалов пока не принято. Свинцовый сплав выдавливается на изоляцию на большие отрезки (возможно более 50 км). На этом этапе изделие называется сердечником кабеля. В одножильных кабелях жила окружена концентрической броней. В трехжильных кабелях три жилы кабеля укладываются по спирали перед нанесением брони. Броня чаще всего состоит из стальной проволоки, пропитанной битумом для защиты от коррозии.Поскольку переменное магнитное поле в кабелях переменного тока вызывает потери в броне, эти кабели иногда снабжены немагнитными металлическими материалами (нержавеющая сталь, медь, латунь). Современные трехжильные кабели, например для соединения морских ветряных турбин часто используют оптические волокна для передачи данных или измерения температуры. Кабели обычно закапывают на глубину 1 м, а в исключительных случаях — до 10 м под морским дном для защиты от тралового лова, постановки на якорь и других действий. Скорость захоронения около 0.2 км / ч и зависит от типа кабеля и состояния морского дна. Захоронение возможно не всегда, особенно в каменистых местах. На рисунке 1 показано поперечное сечение трехфазного подводного кабеля. На рисунке 2 показана типичная подводная силовая кабельная система.Рисунок 1 — поперечное сечение трехфазного подводного кабеля
Рисунок 2 — Типовая подводная силовая кабельная система
Что лучше — передача переменного или постоянного тока?
В большинстве энергосистем используется переменный ток (AC).В основном это связано с легкостью, с которой напряжение переменного тока может повышаться и понижаться с помощью трансформатора. При повышении напряжения ток в линии уменьшается, а поскольку резистивные потери в линии пропорциональны квадрату тока, повышение напряжения значительно снижает резистивные потери в линии. Передача энергии постоянного тока, которая постепенно набирает популярность, действительно имеет некоторые преимущества по сравнению с передачей энергии переменного тока. Линии передачи переменного тока должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать пиковое напряжение синусоидальной волны переменного тока.Однако, поскольку переменный ток представляет собой синусоидальную волну, эффективная мощность, которая может передаваться по линии, связана со среднеквадратичным (RMS) значением напряжения, которое для синусоидальной волны составляет только (1 / sqrt (2)) или примерно в 0,7 раза больше пикового значения. Это означает, что для провода того же размера и такой же изоляции на стойках и другом оборудовании линия постоянного тока может передавать sqrt (2) или чуть более чем в 1,4 раза больше мощности, чем линия переменного тока. Передача энергии переменного тока также страдает от реактивных потерь из-за естественной емкости и индуктивных свойств провода.Линии электропередачи постоянного тока не несут реактивных потерь. Единственные потери в линии передачи постоянного тока — это резистивные потери, которые также присутствуют в линиях переменного тока. Для всей системы передачи энергии это означает, что для заданного количества мощности переменный ток требует более дорогих проводов, изоляторов и опор, но менее дорогостоящего оборудования, такого как трансформаторы и переключатели на обоих концах линии. Для более коротких расстояний стоимость оборудования перевешивает экономию на стоимости линии передачи.На больших расстояниях разница в стоимости линии становится более значительной, что делает высоковольтный постоянный ток (HVDC) экономически выгодным. Для подводных систем передачи потери в линии из-за емкости намного больше, что делает HVDC экономически выгодным на гораздо более коротких расстояниях, чем на суше. При этом большинство подводных кабелей по-прежнему являются системами переменного тока.Подводные кабели переменного тока
Подводные кабельные системы переменного тока для передачи меньшего количества трехфазной электроэнергии могут быть построены с использованием трехжильных кабелей, в которых все три изолированных проводника помещены в один подводный кабель.Таким образом прокладывается большинство кабелей для ветряных электростанций, идущих от берега к берегу. Для больших объемов передаваемой мощности системы переменного тока состоят из трех отдельных одножильных подводных кабелей, каждый из которых содержит только один изолированный провод и по одной фазе трехфазного электрического тока. Четвертый идентичный кабель часто добавляется параллельно с тремя другими, просто в качестве запасного на случай, если один из трех основных кабелей поврежден и его необходимо заменить. Такое повреждение может произойти, например, из-за неосторожного падения на него судового якоря.Четвертый кабель может заменить любой из трех других при условии правильной системы коммутации. Ниже в таблице 1 мы находим несколько примеров установленных подводных кабелей переменного тока.| Подключение | Подключение | Напряжение |
| Тарифа, Испания (Соединение Испании и Марокко) | Фардиуа, Марокко через Гибралтарский пролив | 400 кВ |
| Материковая Швеция | Остров Борнхольм, Дания | 60 кВ |
| Остров Вулф, Канада | Кингстон, Канада | 245 кВ |
Таблица 1 — Примеры подводных кабелей переменного тока
Приложения
- Исторически сложилось так, что подводные силовые кабели соединяли береговые электросети через заливы, устья, реки, проливы и т. Д.
- Теперь подводные кабели служат для передачи энергии между странами и к морским установкам, например нефтегазовые платформы и обсерватории наук об океане.
- Подводные кабели также передают энергию от морских схем возобновляемых источников энергии на берег, например ветровые, волновые и приливные системы.
Рисунок 3 — Морская ветряная электростанция в Великобритании
Рисунок 4 — Морская нефтяная платформа с питанием по подводному кабелю
Силовые кабели ЭМ излучение и окружающая среда
Электромагнитные поля генерируются действующими подводными кабелями передачи переменного тока.Электрические поля усиливаются с увеличением напряжения и могут достигать 1000 мкВ на м. Кроме того, индуцированные электрические поля генерируются взаимодействием между магнитным полем вокруг подводного кабеля и окружающей морской водой. Магнитные поля создаются потоком тока и усиливаются по мере увеличения тока. Эта сила может иногда превышать естественное магнитное поле Земли. Магнитные поля лучше всего ограничивать соответствующей технической конструкцией кабеля (например, трехфазного переменного тока).Непосредственно генерируемые электрические поля можно контролировать с помощью соответствующего экранирования, однако индуцированные электрические поля, генерируемые магнитным полем, будут возникать. Поскольку сила как магнитного, так и электрического полей быстро падает в зависимости от расстояния от кабеля, дополнительное снижение воздействия электромагнитных полей на морских животных может быть достигнуто за счет захоронения кабеля. Магнитные поля, создаваемые кабелями, могут ухудшать ориентацию рыб и морских млекопитающих и влиять на миграционное поведение.Полевые исследования рыбы предоставили первое свидетельство того, что действующие кабели меняют миграцию и поведение морских животных (Klaustrup, 2006). Морские рыбы используют магнитное поле Земли и аномалии поля для ориентации, особенно во время миграции (Fricke, 2000). Елазможаберные рыбы могут обнаруживать магнитные поля, слабые по сравнению с магнитным полем Земли (Poléo et al., 2001; Gill et al., 2005). Морские костистые (костистые) рыбы показывают физиологические реакции на электрические поля при минимальной напряженности поля 7 мВ / м и поведенческие реакции при 0.5-7,5 В / м (Poléo et al., 2001). Эласможаберы (акулы и скаты) более чем в десять тысяч раз более чувствительны к электросети, чем самые чувствительные костистые насекомые. Gill & Taylor (2001) показали, что морская собака Scyliorhinus canicula избегает электрических полей с напряжением 10 мкВ / см, которые были максимальными, ожидаемыми от трехжильных подводных кабелей переменного тока на 150 кВ, 600 А. Таким образом, инженеры и проектировщики должны учитывать уязвимость морской жизни при проектировании и строительстве подводных кабелей передачи.Электромагнитное моделирование трехфазного подводного кабеля
Численное моделирование можно использовать для решения и изучения поведения подводного кабеля. Это может сократить время проектирования и определения размеров кабеля с учетом пределов электромагнитных полей, излучаемых в морскую среду. EMS для Solidworks позволяет инженерам создавать свои кабели и моделировать их в одном интерфейсе с высокой гибкостью. 2, потенциал в вольтах, энергия в джоулях, сопротивление в омах, емкость в Фарады.Моделирование
Трехмерная модель (рис. 5) была построена в Solidworks CAD. Для моделирования работы подводного кабеля в реальных условиях мы создали сценарий моделирования, в котором кабель заглублен на глубину 1,0 м под поверхностью морского дна. Предполагается, что почва немагнитна. На рисунке 6 показан сценарий моделирования, а на рисунке 7 — геометрическая модель кабеля. Все геометрические и электромагнитные свойства подводного кабеля приведены в ссылке [1].Рисунок 5 — 3D-модель трехфазного подводного кабеля
Рисунок 6 — Сценарий подводного кабеля, используемого при моделировании
Рисунок 7 — Геометрическая модель подводного кабеля для моделирования
Кабель работает с частотой 50 Гц и напряжением 135 кВ переменного тока между фазами.Как упоминалось выше, решающая программа AC Electric генерирует распределения тока, распределения электрического поля и разности потенциалов. Кроме того, может быть проанализирована любая величина, которая может быть получена из основных электромагнитных величин. На рисунке 8 показано распределение электрического поля внутри всех жил кабеля. Металлические оболочки кабеля создают заземленные экраны для всех жил, поэтому видно, что электрические поля строго ограничены в каждой жиле и имеют радиально-симметричное распределение внутри диэлектрика из сшитого полиэтилена.Следовательно, электрическое поле не просачивается из каждой жилы, что не приводит к возникновению электрического поля за пределами подводного кабеля. Электрическое поле E достигает своего максимального значения на поверхности проводника и составляет около 1,0969 + 7 В / м (около 1,0926 + 7 В / м в [1]).Рисунок 8 — Распределение поля E
Заключение
Из литературы ясно, что подводные кабели переменного тока при неправильной конструкции могут причинить серьезный ущерб морской экосистеме. EMS для SolidWorks может помочь инженерам спроектировать самые экологически чистые подводные кабели переменного тока без каких-либо компромиссов, начиная с конструкции и выбора кабеля, чтобы гарантировать отсутствие электрического пробоя, и заканчивая измерением поля вокруг кабеля.Кроме того, инженеры могут оптимизировать толщину изоляторов вокруг проводников и сэкономить на окончательной конструкции кабеля. Чтобы попробовать EMS для SolidWorks, посетите www.emworks.com.Номер ссылки
[1]: «Электромагнитное моделирование трехфазных подводных силовых кабелей на 135 кВ» доктора И Хуанга, Департамент электротехники и электроники Ливерпуля, L69 3GJ UK, получено со следующего URL-адреса — https: //corporate.vattenfall. se / globalassets / sverige / om-vattenfall / om-oss / var-verksamhet / vindkraft / kriegers-flak / 14-mkb-bilaga-414-cmacs-electrom.pdfЧто такое высоковольтные силовые кабели и их применение?
Вы когда-нибудь замечали предупреждающий знак снаружи электрического трансформатора или корпуса с большими проводами и кабелями, растянутыми по всей поверхности? Многочисленных изображений молний достаточно, чтобы понять суть: держитесь подальше от высокого напряжения! Жизненно важно знать все о мощности напряжения и почему вы не игнорируете ее, даже если безопасность находится в вашем распоряжении.
Какое определение для высокого напряжения?Высокое напряжение — это мощность напряжения, превышающая обычную норму или порог.Есть два момента, связанных с высоким напряжением, которые описывают его суть: оно вызывает искры в воздухе и тот факт, что оно может вызывать электрический шок, когда человек приближается к нему. Напряжение может относиться к двум проводам системы или проводнику и земле. Например, когда речь идет о передаче электроэнергии, любое напряжение выше 35 000 вольт считается высоким. Конструкция и изоляция устройства важны для включения в его классификацию.
Любое напряжение выше 50 вольт считается опасным для живых существ, что подчеркивает необходимость обеспечения большей безопасности и обеспечения того, чтобы цепи также соответствовали стандартам безопасности.Любая мощность напряжения выше 1000 вольт также является высоким напряжением. Принимая это во внимание, сверхвысокое напряжение или сверхвысокое напряжение — это напряжения, которые лежат в диапазоне 345 000–765 000 вольт.
Что такое силовые кабели высокого напряжения?Теперь, когда понятна реальная и физическая мощность высокого напряжения, легко принять во внимание его работу и структуру. Отдельные проводники несут высокое напряжение и требуют специального силового кабеля высокого напряжения для передачи электроэнергии. Для обычного высоковольтного силового кабеля требуется следующее:
- Проводник
- Изоляция, которая может использоваться под землей и под водой
- Кабель и соединения для предотвращения воздействия высокого напряжения и предотвращения разрушения его изоляции
Различные типы высоковольтных кабелей подходят для различных областей применения.Некоторые из них имеют решающее значение для приборов, передачи энергии переменного (AC) и постоянного (DC) тока, а также для систем зажигания. Идея системы силовых кабелей высокого напряжения заключается в предотвращении любого контакта между другими объектами или живыми существами с проводом высокого напряжения. Более того, его ток утечки должен точно контролироваться и контролироваться.
Изоляция высоковольтного силового кабеля должна регулироваться даже при скачках высокого напряжения из-за образовавшихся в воздухе электрических разрядов, производимых озоном.Каждый кабельный наконечник и соединение должны иметь слой металлического экрана на изоляции, соединенный с землей. Этот металлический экран используется для выравнивания слоя диэлектрических напряжений, в котором находится изоляция.
Характеристики кабеля питания высокого напряжения:Силовые кабели высокого напряжения имеют особую природу и работают со специальными коммутационными и распределительными панелями.
Они позволяют переключать диспетчерские и управлять ими дистанционно или вручную для тестирования отдельных систем электроснабжения.
Подстанции для высоковольтного силового кабеля могут понижать напряжение в попытке распределить его по местным территориям.
Полупроводящие слои должны быть бесшовными и иметь толщину несколько микрометров. Любое деление или промежуток между сплавлением слоев и изоляции может быть очень опасным.
Внешний видКонструкция силового кабеля высокого напряжения содержит, по крайней мере, от одного до нескольких проводников, подходящую изоляцию и оболочку для защиты. В зависимости от уровня мощности напряжения кабели могут иметь дополнительные слои изоляционной оболочки для управления электрическим полем в проводнике.
Чаще всего высоковольтные силовые кабели используются в проводниках, напряжение которых превышает 2000 вольт. Принимая во внимание это количество, вокруг каждого изоляционного проводника будет проводящий экран, который поможет уравновесить электрическое напряжение. Этот щит иногда называют щитом Хохштадтера, поскольку Мартин Хохштадтер запатентовал эту технику еще в 1916 году.
На концах экранов установлены «конусы для снятия напряжения».
Силовые распределительные кабели на 100 000 В хорошо заизолированы маслом и бумагой.Они работают через жесткую стальную трубу и полужесткое или жесткое алюминиевое или свинцовое покрытие.
Обслуживание высоковольтных силовых кабелей: ]Крайне важно, чтобы высоковольтный силовой кабель, который вы устанавливаете для подземной передачи электроэнергии, был самого высокого качества.
Приобретая правильный кабель питания высокого напряжения, убедитесь, что он достаточно прочный, чтобы выдерживать экстремальные условия. Поскольку такие кабели работают с высоким напряжением и могут вызвать серьезные поражения электрическим током, материалы должны быть высшего качества и должны включать ряд энергосберегающих технологий.
Составьте список всех ваших кабелей, особенно если это промышленная установка. Хранилище всех ваших проводов и кабелей должно помочь вам понять, когда будет следующий ремонт или техническое обслуживание. Независимо от его характера, убедитесь, что кабель, который вы используете, особенно в жилых помещениях, является обычным типом, чтобы его было легче понять и обслуживать. Поручите специалисту в этой области выполнить ремонт или любую проверку силовых кабелей высокого напряжения. Несмотря на наличие удобного руководства, его следует изучить вместе с указаниями, чтобы избежать катастрофического события.Эксперт сможет оценить повреждения и, соответственно, отремонтировать их без каких-либо серьезных последствий.
Для обслуживания подземных кабелей проверьте чистоту окружающей среды. Регулярно убирайте мусор или пыль вокруг и периодически проверяйте кабельные соединения, сращивания и другие заземляющие соединения.
Проведите необходимые тесты, чтобы не отставать от технического обслуживания силовых кабелей высокого напряжения. Тестирование кабеля и диагностика кабеля необходимы для оценки текущего состояния кабеля и обнаружения любых повреждений.
К высоковольтному питанию нельзя относиться легкомысленно. Силовые кабели высокого напряжения, которые часто используются в коммерческих, жилых и промышленных помещениях, необходимо регулярно проверять, чтобы можно было сэкономить любые расходы или избежать ненужных отключений, особенно с учетом того, как некоторые отключения могут нарушить работу систем и повседневную деятельность. Компания Finolex Cables, известная своим превосходным качеством и имеющая соответствующие знаки и сертификаты ISI, предлагает продукты премиум-класса и забудьте обо всех своих проблемах с электричеством.
Силовой кабель Промышленный | Shawcor Connection Systems
Предназначен для обслуживания клиентов с учетом количества и сроков поставки.
Силовой кабель — это основа электроснабжения для всех видов промышленного применения. Shawcor предлагает силовые кабели низкого напряжения от 600 В до 5000 В, одножильные и многожильные, с бронированными и небронированными вариантами. Провода и кабели ShawFlex от группы Shawcor Connection Systems выделяются среди конкурентов благодаря нашей приверженности ориентированному на клиента обслуживанию в отношении объемов и сроков поставки, а также проверенной репутации обеспечения надежной работы.Это позиционирует Shawcor как сильного партнера.
Кабель питанияShawcor состоит из кабельного лотка UL, кабеля UL MC, CSA TECK90, кабеля лотка CSA, сетевого силового кабеля ICEA, одножильного силового кабеля UL / CSA, а также армированного и небронированного кабеля частотно-регулируемого привода.
CSA Управление питанием небронированного лотка | Многожильный (1000 В)
Кабели управления питанием лоткаподходят для использования в вентилируемых, невентилируемых и лестничных кабельных лотках, для прямого захоронения, в кабельных каналах и для открытой или скрытой проводки во влажных, влажных или сухих местах при -40 ° C (-40 ° F) среды.Применимо для использования в коммунальных, промышленных и коммерческих приложениях.
CSA Бронированный VFD AIA | Многожильный (1000 В)
КабелиShawFlex VFD являются предпочтительными силовыми кабелями для приводов переменного тока. Эти кабели в основном используются между инверторами с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) и двигателями переменного тока. Кабельные лотки ShawFlex VFD подходят для использования в кабельных каналах, включая вентилируемые, невентилируемые, внутренние / внешние, а также кабельные лотки лестничного типа во влажных / сухих помещениях, а также применимы на промышленных и производственных объектах.
UL в металлической броне AIA Power | Многожильный (600 В)
Силовые кабели AIA в металлической оболочке подходят для использования в вентилируемых, невентилируемых и лестничных кабельных лотках, для прямого захоронения, в кабельных каналах, а также для открытой или скрытой проводки во влажных, влажных или сухих местах при температуре -40 ° C (40 ° F). ) среды. Применимо для использования в коммунальных, промышленных и коммерческих приложениях.
NRG Dragon Сильноточный силовой кабель (15 А)
Мифические уровни производительности: 15-амперный кабель питания AudioQuest Dragon обеспечивает неограниченный высокий ток, значительно снижает шум, обеспечивает огромную динамику
Он не излучает огонь, но кабель питания Dragon от AudioQuest предлагает мифические уровни производительности, сравнимые с магией в «Игре престолов».«Созданные с использованием одной и той же технологии, отдельные модели серии Storm от AudioQuest отличаются только составом материалов своих проводников с управляемым направлением. Все они имеют запатентованную технологию рассеивания шума заземления, нулевое характеристическое сопротивление (от 50 Гц до 1 МГц), запатентованную систему диэлектрического смещения 72 В постоянного тока. и несжатый сильноточный ток передачи. T he Absolute Sound Продукт года Dragon имеет проводов Solid Perfect-Surface Silver (PSS) и Perfect-Surface Copper + (PSC +) для создания прецедентного звука и управление от вашего усилителя.Если вы инвестировали в ультрасовременный усилитель, оптимизируйте его весь потенциал с помощью Dragon. Гарантия 100% прямой передачи музыки.
«На мой взгляд, это лучшие продукты питания, которые производит AudioQuest».
—Jacob Heilbrunn, The Absolute Sound , Продукт года
Переменный ток (AC) — далеко не идеальный источник питания. Технологиям питания переменного тока более ста лет, и они никогда не разрабатывались в соответствии с жесткими стандартами современных аудио-видео компонентов высокого разрешения.Шум переменного тока присутствует в источнике электросети, а затем усиливается радиочастотным шумом, который индуцируется (улавливается шнуром питания переменного тока) и связан с источниками питания компонентов и заземлением цепи. Это создает искажения и потери сигнала низкого уровня за счет «эффекта маскировки». Кроме того, усилителям мощности могут потребоваться огромные резервы переходного тока для их источников питания, чтобы они реагировали и затем стабилизировались во время динамических аудиопроходов. Большинство шнуров питания переменного тока и стабилизаторов-регенераторов мощности, хотя и полезны в определенной степени, просто не справляются с этой задачей.
Усилители мощности представляют собой серьезную проблему для любого источника питания переменного тока, поскольку требования к переходному току (хотя и непродолжительному) могут во много раз превышать среднее (среднеквадратичное) потребление тока. Усилители мощности также отличаются от всех других компонентов тем, что потребляемый ток является динамическим, а не постоянным и изменяется в зависимости от громкости и содержания аудиосигнала. Хотя многие шнуры питания переменного тока могут иметь низкое сопротивление постоянному току, чтобы удовлетворить некоторые из этих требований, характеристический импеданс кабеля переменного тока в равной степени отвечает за обеспечение бескомпромиссной производительности.Многие шнуры переменного тока премиум-класса сужают или сжимают переходной звуковой сигнал, поскольку их характеристический импеданс ограничивает переходной ток.
Проводники высокой чистоты
Тщательно продуманная комбинация проводников из твердого серебра с идеальной поверхностью (PSS) и твердого сплава Perfect-Surface Copper + (PSC +) предотвращает взаимодействие жил, являющееся основным источником утомляющих слух переходных интермодуляционных искажений. Удивительно гладкая и чистая медь Perfect-Surface + устраняет резкость и значительно увеличивает прозрачность по сравнению с OFHC, OCC, 8N и другими медными изделиями премиум-класса.Чрезвычайно чистое серебро Perfect-Surface Silver дополнительно минимизирует искажения, вызванные границами зерен, которые существуют в любом металлическом проводнике. Удивительно гладкая и чистая медь с идеальной поверхностью дополнительно устраняет резкость и значительно увеличивает прозрачность по сравнению с OFHC, OCC, 8N и другими медными изделиями премиум-класса.
Сильноточная передача без сжатия
При допустимой токовой нагрузке 15 ампер (среднеквадратичное значение) при 125 В переменного тока, 50/60 Гц (16 ампер (среднеквадратичное значение) при 220–240 ВА, 50/60 Гц), Dragon / High-Current может выдерживать переходные пики тока, во много раз превышающие его непрерывный (средний) среднеквадратичный номинал.Это делает Dragon / High-Current идеально подходящим для широкого ассортимента стабилизаторов питания переменного тока, регенераторов мощности, разделительных трансформаторов переменного тока и устройств резервного питания от аккумуляторов переменного тока, а также любого усилителя мощности, активного сабвуфера, активного громкоговорителя, активного ресивера или интегрированный усилитель.
Технология рассеяния шума на земле
Провода заземления переменного тока обеспечивают защиту от неисправностей токовой проводки, но они также действуют как антенны. Таким образом, они подвержены наведенному радиочастотному (РЧ) шуму.Этот радиочастотный шум идет в обход компонентных источников питания и обычно подключается непосредственно к наиболее чувствительным аудио-видео цепям системы. Запатентованная AudioQuest технология рассеивания шума от земли значительно снижает это искажение, обеспечивая беспрецедентные уровни рассеивания шума в самой широкой полосе (диапазоне) радиочастот. В нашей уникальной топологии схемы используется матрица с синфазным подавлением фазы в сочетании с запатентованными диэлектрическими материалами, которые обеспечивают дополнительную дифференциальную линейную фильтрацию.
Система диэлектрического смещения (DBS; патент США № 7,126,055)
Создавая постоянное диэлектрическое поле для первичного емкостного поля кабеля или диэлектрика, DBS обеспечивает расширенную полосу пропускания и более равномерное отфильтрованное рассеяние шума, устраняя искажения и звон, которые беспокоят другие кабели даже после многих лет использования и так называемого «времени приработки». Кроме того, DBS гарантирует, что система радиочастотного рассеяния шума работает настолько линейно, насколько это возможно.
Контролируется для правильной направленности
Все тянутые металлические жилы или проводники имеют несимметричную и, следовательно, направленную структуру зерен.AudioQuest контролирует результирующее изменение импеданса РЧ, чтобы шум отводился от того места, где он вызывает искажения.
▷ Выбор силовых кабелей
Выбор силовых кабелей для данной цели зависит от ряда факторов. Следовательно, его выбор никогда не бывает простой задачей. Выбор также затруднен, поскольку на рынке доступно большое разнообразие кабелей.
В этой статье мы увидим некоторые важные факторы, определяющие выбор силовых кабелей.
Номинальное напряжение
Необходимо выбрать кабель питания, способный поддерживать определенное напряжение в системе.
В случае системы переменного тока номинальное напряжение силового кабеля всегда должно быть равно или превышать напряжение системы.
Для определения номинального напряжения используйте следующую формулу:
Если V0 — номинальное напряжение кабеля между каждым проводником и землей,
Тогда V — номинальное напряжение кабеля между фазными проводниками, выраженное как:
В = √3 В0
Точный выбор номинального напряжения силового кабеля зависит от пределов устойчивости к замыканиям на землю и технических характеристик, разработанных проектировщиками энергосистемы.
Согласно стандартам IEC существуют следующие три классификации:
- Категория A: замыкание на землю должно быть устранено в течение 1 секунды
- Категория B: КЗ на землю устраняется в течение 1 часа для кабелей типа IEC-183 и устраняется в течение 8 часов для кабелей типа IEC-502
- Категория C: Все системы, не подпадающие под действие A и B
Для категорий A и B можно выбрать кабели с номинальным напряжением, равным напряжению системы. Однако для категории C номинальное напряжение кабеля должно быть выше напряжения системы.
например для системного напряжения 3,3 кВ следует выбрать кабель с номинальным напряжением 6,6 кВ.
Текущая пропускная способность
Каждый силовой кабель рассчитан на работу в определенных температурных условиях.
Допустимая нагрузка по току силового кабеля также зависит от материала проводника (медь / алюминий) и типа изоляции.
Таким образом, кабель с медным проводом имеет большую пропускную способность по току, чем алюминий.
лучше, чем из ПВХ, следовательно, допустимая нагрузка по току кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена больше, чем у кабеля с изоляцией из ПВХ.
Продолжительная эксплуатация кабеля сверх его номинальной допустимой нагрузки сокращает срок его службы, так как изоляция становится склонной к выходу из строя.
Допустимая нагрузка по току также зависит от рабочей температуры. Чем выше температура, тем ниже допустимая токовая нагрузка кабеля и наоборот.
Коэффициент снижения
Кабель питания, разработанный для стандартных условий эксплуатации, на практике может не работать.
Следовательно, это может повлиять на допустимую нагрузку по току.
Некоторые примеры этого: Кабели, проложенные глубоко под землей, будут иметь меньшую допустимую нагрузку по току, чем кабели, проложенные в воздухе. На это влияет множество факторов, таких как температура почвы, тепловое сопротивление почвы и т. Д.
Чтобы справиться с этим, с кабелями связан коэффициент снижения номинальных характеристик, позволяющий получить фактическое значение допустимой нагрузки по току.
Фактическая пропускная способность по току = коэффициент снижения x допустимая токовая нагрузка кабеля ниже стандартного. условия.
Таким образом, для кабеля на 100 А с коэффициентом снижения 0,8 фактическая допустимая нагрузка по току будет: 0,8 x 100 = 80 A
Падение напряжения
Производитель силового кабеля указывает это в своем техническом паспорте. Падение напряжения на всем протяжении кабеля питания очень важно. Выражается как: мВ / А-м.
Падение напряжения на единицу длины кабеля должно быть как можно меньше, чтобы напряжение на стороне подачи было примерно таким же, как на стороне питания.
Устойчивость к короткому замыканию
Силовой кабель в случае короткого замыкания должен выдерживать высокие значения тока без повреждения кабеля и изоляции.
Выбор выдерживаемой силы тока короткого замыкания силового кабеля напрямую зависит от технических характеристик подключенного защитного устройства.
Например, если выключатель, подключенный к силовому кабелю, настроен на срабатывание при 1000 А за 1 секунду, то нам нужно выбрать соответствующий кабель, который может выдерживать высокий ток 1000 А в течение 1 секунды.
Наличие кабелей
Это необходимо уточнить у производителя или продавца конкретного кабеля. Кабели производятся отдельными сегментами минимальной длины, поэтому будет сложно приобрести 30-метровый кабель площадью 300 кв. Мм, а не 300-метровый такой же кабель.
Кроме того, стоимость этих двух количеств может сильно различаться.
Радиус изгиба
Это может быть практической проблемой во время установки. Многожильные кабели большого размера имеют больший радиус изгиба, чем малогабаритные.Следовательно, многожильный кабель из сшитого полиэтилена того же размера имеет больший радиус изгиба, чем ПВХ.
Чтобы избежать этого, подрядчику, возможно, придется выбрать отдельные одножильные кабели.
Прочие факторы
Следует проявлять осторожность при работе с кабелями с алюминиевыми проводниками, так как металл имеет тенденцию к очень быстрому окислению при контакте с воздухом и образует тонкую пленку диэлектрического покрытия. Кабели с алюминиевыми жилами не используются на электростанциях, подстанциях.
Алюминий предпочтительнее для других областей применения из-за его высокого отношения проводимости к массе.
Кабели большого размера довольно жесткие, их сложно сгибать, устанавливать и заделывать.
Экструдированные кабели для передачи постоянного тока высокого напряжения: достижения в области исследований и разработок
ПРЕДИСЛОВИЕ xi
БЛАГОДАРНОСТЬ xv
ПЕРЕЧЕНЬ СИМВОЛОВ И СОКРАЩЕНИЙ xvii
ВВЕДЕНИЕ xxvii
1 ВВЕДЕНИЕ 1
2 ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЯЮЩИЕ ПРОДУКТЫ1 Историческая эволюция передачи энергии HVDC 11
2.2 Экономическое сравнение систем передачи HVAC и HVDC 18
2.3 Конфигурации и режимы работы систем передачи HVDC 20
2.4 Преобразователи CSC и VSC 23
2.4.1 Работа линии- Преобразователь с коммутируемым источником тока (LCC-CSC) 23
2.4.2 Работа преобразователя с самокоммутируемым источником напряжения (VSC) 25
2.4.3 Сравнение CSC и VSC: как они влияют на изоляцию кабеля? 27
2.5 Кабели для передачи HVDC 27
2.5.1 Подземные и подводные кабельные передачи 27
2.5.2 Различные типы кабелей HVDC 29
2.5.2.1 Массово-пропитанные недренирующие кабели (MIND) 31
2.5.2.2 Маслозаполненные ( OF) Кабели 32
2.5.2.3 Ламинат из полипропиленовой бумаги (известный под несколькими аббревиатурами, например, PPL, MI-PPL, PPLP) или кабель с тонкопленочной изоляцией внахлест 33
2.5.2.4 Полимерная изоляция или экструдированная изоляция Кабель 33
2.5.3 Изоляция кабеля HVDC 36
2.5.3.1 Бумажно-масляная (или ламинированная) изоляция 37
2.5.3.2 Экструдированная изоляция 37
3 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ КОНСТРУКЦИИ ЭКСТРУДИРОВАННЫХ КАБЕЛЕЙ HVDC 41
3.1 Различия между экструдированными кабелями HVAC и HVDC 42
3.1.1 Различия в структуре 42
3.1.2 Типичные формы экструдированных кабелей постоянного тока высокого напряжения 42
3.1.2.1 Проводник 42
3.1.2.2 Внутренний полупроводящий слой 43
3.1.2.3 Изоляционный слой 44
3.1.2.4 Внешний полупроводящий слой 44
3.1.2.5 Металлический экран 45
3.1.2.6 Водонепроницаемые (или блокирующие) системы 46
3.1.2.7 Защитная термопластическая оболочка 47
3.1.2.8 Броня 47
3.1.2.9 Оболочка (или внешняя оболочка) 48
3.1.3 Различия в распределении электрического поля 48
3.1.3.1 Распределение электрического поля внутри изоляции кабеля ОВК 48
3.1.3.2 Устойчивое распределение электрического поля внутри изоляции кабеля HVDC 49
3.2 Распределение переходного поля постоянного тока 63
3.2.1 Время достижения устойчивого распределения поля постоянного тока 64
3.2.2 Определение рабочих этапов кабелей HVDC 65
3.2.3 Распределение поля на различных этапах 67
3.2.3.1 Этап I: повышение напряжения 68
3.2.3.2 Этап II: после повышения напряжения 68
3.2.3.3 Этап III: устойчивое резистивное поле и соответствующее значение Космический заряд 71
3.2.3.4 Этап IIIa: после выключения нагрузки 73
3.2.3.5 Этап IV: после отключения напряжения 74
3.2.3.6 Этапы при смене полярности 75
3.3 Влияние температуры окружающей среды на установившееся поле Экструдированный кабель HVDC 75
3.4 Импульсы, наложенные на напряжение постоянного тока 76
3.5 Статистический подход к тестовым уровням импульсного напряжения для кабелей HVDC 79
3.6 Модификация распределения напряжения с помощью эффектов захваченного пространственного заряда 86
3.7 Диэлектрики для экструдированных кабелей HVDC 88
3.8 Морфология полиэтилена и ее влияние на электрические свойства 92
4 КОСМИЧЕСКИЙ ЗАРЯД В ВЫНУЖДЕННОЙ ИЗОЛЯЦИИ HVDC: ХРАНЕНИЕ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ 99
4.2 Инжекция и транспортировка заряда в изоляционных полимерах 107
4.2.1 Механизмы проводимости в низком поле 107
4.2.1.1 Омическая проводимость 107
4.2.1.2 Ионная проводимость 110
4.2.2 Механизмы высокополевой проводимости 112
4.2.2.1 Инжекция заряда с электродов 112
4.2.2.2 Механизмы сильнопольной проводимости с объемным управлением 114
4.3 Накопление пространственного заряда 118
4.3.1 Генерация заряда 119
4.3.1.1 Электронная инжекция заряда 119
4.3.1.2 Термическая ионизация примесей с помощью поля 119
4.3.1.3 Пространственно неоднородная электрическая поляризация 119
4.3.1.4 Постоянный постоянный ток в сочетании с пространственно изменяющимся отношением диэлектрической проницаемости к проводимости 122
4.3.2 Улавливание заряда 125
4.3.2.1 Физические дефекты 128
4.3.2.2 Химические дефекты 128
4.4 Обзор измерения пространственного заряда Методы экструдированной изоляции высокого напряжения постоянного тока 130
4.4.1 Термические методы 133
4.4.1.1 Термоимпульсный метод 134
4.4.1.2 Метод модуляции интенсивности лазера (LIMM) 135
4.4.1.3 Метод термического шага (TSM) 137
4.4.2 Метод импульса давления 142
4.4.2.1 Метод распространения волны давления 145
4.4.2.2 Метод лазерно-индуцированного импульса давления (LIPP) 146
4.4.2.3 Импульсный Электроакустический метод (PEA) 148
4.4.3 Методы оценки глубины ловушки и подвижности космических зарядов 159
4.5 Современные разработки лучших методов измерения космических зарядов 164
4.5.1 Космический заряд Измерения в кабелях HVDC методом TSM 164
4.5.1.1 Экспериментальная установка 164
4.5.1.2 Кабель 1: Измерения в полевых условиях 167
4.5.1.3 Исследование кабеля 2: Измерения при отключенном напряжении 169
4.5.2 Измерения пространственного заряда в кабелях HVDC с помощью PEATechnique 171
4.5.2.1 Измерения пространственного заряда, относящиеся к границе раздела между полупроводниками и изоляцией 172
4.5.2.2 Измерения пространственного заряда, относящиеся к границе раздела изоляция и изоляция 176
4.5.2.3 Измерения пространственного заряда, связанные с влиянием температурного градиента 183
4.5.3 Последние разработки в методе распространения волн давления 191
4.6 Окончательное сравнение лучших методов измерения пространственного заряда для силовых кабелей: ПЭА по сравнению с TSM 193
5 УЛУЧШЕННАЯ КОНСТРУКЦИЯ ЭКСТРУДИРОВАННЫХ КАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМ HVDC 209
5.1 Тенденции в исследованиях и разработках Улучшение экструдированной полимерной изоляции для кабелей HVDC 210
5.1.1 Проблемы, которые необходимо решить для улучшения экструдированной изоляции HVDC 210
5.1.2 Оптимальные характеристики полимерных изоляционных материалов для кабелей HVDC 212
5.1.3 Исторические разработки экструдированной изоляции HVDC 213
5.2 Использование кабельных смесей LDPE, XLPE или HDPE для систем HVDC без каких-либо модификаций 215
в полимере 218
5.4.1 Изменение характеристик границ раздела электрод-изоляция 218
5.4.1.1 Традиционные подходы 218
5.4.1.2 Влияние фторирования поверхности на поведение ПЭ 219
при пространственном заряде 5.4.2 Модификация характеристик изоляции объемного материала 220
5.4.2.1 Смешивание полиэтилена с другим полимером 221
5.4.2.2 Использование добавок или наполнителей в соединениях на основе полиэтилена 221
5.4.2.3 Добавки и морфология полиэтилена 227
5.4.2.4 Эффект наноструктурирования 228
5.5 Дальнейшие требования к усовершенствованию конструкции экструдированного кабеля HVDC 229
5.6 Улучшенная конструкция экструдированного кабеля HVDC 232
5.6.1 Первый пример улучшенной конструкции экструдированного кабеля HVDC 232
5.6.2 Конструкция кабеля, имеющая отношение к проекту Готланд 233
5.6.3 Конструкция кабеля, относящаяся к проекту Муррейлинк 234
5.6.4 Конструкция кабеля, относящаяся к проекту Trans Bay 236
5.6.5 Другие улучшенные конструкции кабеля 237
5.7 Улучшено Дизайн аксессуаров для экструдированных кабельных систем HVDC 239
5.7.1 Дизайн аксессуаров, соответствующих проекту Готланд 243
5.7.1.1 Соединения для проекта Готланд 243
5.7.1.2 Концевые соединения для проекта Готланд 244
5.7.2 Конструкция аксессуаров, относящаяся к проекту Murraylink 244
5.7.2.1 Разъемы для проекта Murraylink 244
5.7.2.2 Концевые соединения для проекта Murraylink 246
5.7.3 Современное состояние экструдированных кабелей HVDC Аксессуары 246
5.7. 3.1 Сборные соединения 247
5.7.3.2 Концевые заделки 249
5.7.3.3 Электрические поля в принадлежностях 249
5.7.3.4 Установка принадлежностей 250
5.8 Улучшенная конструкция кабельной системы 251
5.9 Испытания экструдированных кабельных систем HVDC 252
6 МОДЕЛИРОВАНИЕ ЖИЗНИ ИЗОЛЯЦИИ ВЫНУЖДЕННОГО КАБЕЛЯ HVDC 265
6.1 Основы моделирования срока службы и оценки надежности силовых кабелей 266
6.1.1 Традиционный подход к моделированию срока службы изоляции
6,1
.2 Вероятностная структура моделирования срока службы экструдированной изоляции HVDC 2776.1.2.1 Основные аспекты вероятностного моделирования срока службы 277
6.1.2.2 Вероятностные модели срока службы для изоляции экструдированного кабеля HVDC 279
6.1.2.3 Модели срока службы экструдированных кабелей HVDC при одиночном и комбинированном напряжении 286
6.2 Модели срока службы экструдированных кабелей HVDC с пространственным зарядом 293
6.2.1 Модель с ограниченным пространством с пространственным зарядом 294
6.2.2 Пространство- Модель цифрового мультиметра заряда 296
6.2.2.1 Модель цифрового мультиметра постоянного тока 297
6.2.2.2 Применение модели цифрового мультиметра постоянного тока к экструдированной изоляции высокого напряжения постоянного тока 298
6.3 От космических зарядов к частичным разрядам: модель жизни, основанная на росте повреждений из микропустот 300
6.3.1 Накопление заряда на границе раздела ПЭ-пустота и инжекция в пустоту 302
6.3.2 Формирование лавины горячих электронов внутри пустоты 303
6.3.3 Повреждение на границе раздела пустота-ПЭ, врастающее в полимер 304
6.3.4 Фитинг Модель для экструдированной изоляции HVDC Время до отказа 305
6.4 Объемный заряд: причина или следствие старения? 308
7 ОСНОВНЫЕ РЕАЛИЗАЦИИ ВЫВОДНЫХ КАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМ HVDC В МИРЕ 323
7.1 Обзор 323
7.2 экструдированные системы в эксплуатации 327
7.2.1 Gotland Link 328
7.2.2 Murraylink 330
7.2.3 Cross Sound Cable (CSC) 332
7.2.4 Платформа Troll A 333
7.
