Przewody sterownicze w instalacjach elektrycznych — przeznaczenie, rodzaje budowy, zastosowanie

Produkty kablowe w sieciach elektrycznych służą do przesyłania energii elektrycznej na odległość. Stosowane są jako bezpośrednie linie elektroenergetyczne przepływów energii lub do obsługi obwodów w systemach sterowania, zabezpieczeń, automatyki, sygnalizacji.

Kable elektroenergetyczne pracują głównie z prądami wysokiego napięcia do 35, 110 kV i więcej lub w sieci 0,4 kV. Są one specjalnie projektowane i produkowane dla określonego rodzaju napięcia. Modele referencyjne są wykorzystywane do innych celów.

Przeznaczenie przewodów sterowniczych

Jest podłączony nie do łańcuchów zasilających, ale do ich systemów obsługi, w których nie jest przekazywana zwiększona moc. Ich maksymalne napięcie robocze jest zwykle ograniczone do 380 lub w niektórych przypadkach 1000 woltów.

Przepis ten pomaga zrozumieć podział wyposażenia stacji elektroenergetycznej na:

• pierwotne obwody zasilania;

• drugorzędne łańcuchy usług.

Na przykład w rozdzielnicy podstacji 110 kV wszystkie urządzenia elektroenergetyczne należą do pętli pierwotnej, która bezpośrednio dystrybuuje, odbiera i przesyła energię elektryczną.

Obwody wtórne są podłączone do przekładników prądowych i napięciowych w celu uwzględnienia procesów zachodzących w obwodzie pierwotnym, a także do elektromagnesów i cewek sterujących wyłączników mocy, ich styków pomocniczych oraz repetytorów odłączników, separatorów i innych urządzeń.

Wszystkie urządzenia wtórne są połączone ze sobą w obwodach elektrycznych za pomocą kabli, które znajdują się na powierzchni konstrukcji budowlanych, w specjalnych korytkach i kanałach kablowych, w ziemi lub na zewnątrz.

Te kable nazywają się sterowanie... Wyjaśnia ich przeznaczenie — zapewnienie sterowania algorytmami procesów technologicznych zachodzących w pętli pierwotnej.

Za pomocą kabli sterujących sygnały elektryczne są przesyłane przez obwody:

• pomiary głównych parametrów energii elektrycznej;

• sterowanie urządzeniami obwodów mocy,

• automatyka i ochrona instalacji elektrycznej;

• inne urządzenia obsługujące wyposażenie podstawowe.

Jak używane są kable sterujące

Zdjęcie poniżej przedstawia zakończenie kabla sterowniczego w skrzynce zaciskowej przekładnika WN 330 kV.

Aby chronić go przed wpływem środowiska, stosuje się taśmę metalową i rurę falistą. Wszystkie przewody sterownicze biegnące w istniejących instalacjach elektrycznych są oznaczane specjalnymi etykietami i sygnowane nieścieralnym atramentem. To znacznie ułatwia pracę i poszukiwanie ewentualnych usterek podczas pracy.

Na odwrocie kable sterownicze są instalowane w zaciskach rozdzielczych, skrzynkach, skrzynkach, jak pokazano na poniższym zdjęciu dla urządzeń 330 kV.

Tę samą zasadę obserwuje się w obwodach o innych napięciach, na przykład 110 kV.

Kable sterujące z głównych urządzeń zasilających są układane przez specjalne korytka lub kanały, doprowadzają swoje obwody do węzłów końcowych, co zapewnia niezawodną pracę obwodu na zewnątrz w każdych warunkach pogodowych.

Po zamontowaniu obwodów elektrycznych do zacisków szaf rozdzielczych ponownie stosuje się następujące przewody sterownicze, wychodząc bezpośrednio na panele zgodnie ze schematem i projektem.

Wariant ich połączenia z panelami do ochrony przekaźników i automatyki pokazano na następnym zdjęciu.

Oni:

• pozostawić specjalny kanał kablowy w dwóch oddzielnych strumieniach;

• rozmieszczone po lewej i prawej stronie panelu;

• równomiernie, równomiernie rozmieszczone na całym obszarze;

• są kierowane do listew zaciskowych;

• przyciąć do określonej wysokości;

• są oznaczone w ten sam sposób.

Podobny układ przewodów sterujących w obwodach, które łączą różne obiekty wyposażenia elektrycznego dotyczy rozbudowanych obwodów logicznych połączeń elektrycznych. Na rysunku przedstawiono fragment działania podobnej części obwodów prądowych rdzenia do pomiaru WN 110 kV.

To pokazuje:

• czarne trójkąty — instalacja zaciskowa przekładników pomiarowych umieszczona na wysokości;

• białe trójkąty — zaciski zewnętrznej szafy rozdzielczej;

• kółka — zaciski na panelu zabezpieczającym przekaźnika. W naszym przypadku ma numer seryjny — #108.

Z tego schematu wyraźnie widać, że kabel sterowniczy łączy obwody prądowe i montuje je bezpośrednio od uzwojeń przekładników pomiarowych do paneli zabezpieczeń przekaźników i automatyki poprzez połączenie pośrednie - szafę zaciskową rozdzielczą.

Podczas instalowania przewodu sterowniczego przestrzegane są zasady doprowadzenia przewodów do kolumny przyłączeniowej oraz ich oznakowania, co jest niezbędne do okresowej konserwacji profilaktycznej oraz do wykonywania bieżących pomiarów kontrolnych sygnałów elektrycznych podczas eksploatacji.

Konstrukcja kabla sterującego

Struktura wewnętrzna każdego modelu różni się nieco od wszystkich innych produktów, jak pokazano na poniższym rysunku dla dwóch różnych modyfikacji.

Ale wszystkie mają wspólne elementy:

• przewody przewodzące;

• warstwa izolacyjna na rdzeniu;

• agregat;

• powłoka.

Przewód sterowniczy w zależności od wymagań warunków pracy może być uzupełniony o:

• zbroja;

• taśma ekranująca.

Funkcje produkcyjne rdzenia przewodzącego

Jest nieodzownym elementem kabla i jest wykonany z metalu:

• aluminium;

• kompozycja aluminium i miedzi;

• lub miód.

Przewód może być wykonany z pojedynczego pełnego drutu lub z dużej ich liczby poprzez rozciąganie, aby nadać całej strukturze elastyczność. Druty jednożyłowe stosuje się do kabli pracujących w warunkach stacjonarnych, które nie podlegają dynamicznym obciążeniom zginającym i skręcającym.

Dla warunków pracy kabla w urządzeniach mobilnych rdzenie przewodzące wykonane są ze skręconych drutów. Miedziane druty rdzeniowe są w nich pokryte warstwą cyny - są cynowane lub pozostają czyste, bez powłoki ochronnej.

Wewnątrz osłony przewodu sterowniczego można zastosować różną liczbę żył od 4 do 61. W przypadku aluminium przekrój przewodów powinien zaczynać się od kwadratu 2,5 mm i więcej. Ale takie produkty mogą być używane wyłącznie w podstacjach o napięciu 110 kV lub niższym.

Urządzenia wtórne stacji o wyższym napięciu 220 kV i wyższym mogą być łączone tylko z przewodami i kablami miedzianymi. Aluminium o niskiej wydajności nie zapewnia wysokiej niezawodności krytycznego sprzętu. Aluminium jest zabronione w ich obwodach wtórnych.

Przekrój żył miedzianych przewodów sterowniczych jest znormalizowany od 0,75 do 10 mm2. Cienkie średnice są stosowane w niskoprądowych obwodach komunikacyjnych, telemechanice, telesterowaniu, które nie wytwarzają dużych mocy sygnału.

W układach pomiarowych o dużej precyzji, wrażliwych na straty i spadki napięcia w obwodzie, stosuje się zwiększone średnice przewodów prądowych.

Metal drutów przewodzących jest koniecznie pokryty warstwą dielektryczną, co wyklucza występowanie prądów zwarciowych i wycieków między nimi. Oznaczenie nanosi się na warstwę izolacyjną:

1. kolor skorupy;

2. lub numery.

W pierwszej metodzie używany jest jeden kolor lub można na nim dodatkowo tworzyć kolorowe paski. Często stosuje się oznakowanie numeryczne, z odstępem między cyframi co najmniej 3,5 cm.

Grubość warstwy izolacyjnej na rdzeniu przewodzącym ma wytrzymałość elektryczną, która wyklucza przebicie warstwy dielektrycznej przy maksymalnym napięciu roboczym i zależy bezpośrednio od jej przekroju. Zwiększa się wraz ze wzrostem średnicy drutu.

Izolowane przewody są łączone we wspólną wiązkę i skręcane w celu uzyskania standardowej liczby skrętów, która umożliwia wygięcie kabla zgodnie z kartą katalogową.

Klasyfikacja

Kable sterownicze różnią się:

1. metal przewodnika;

2. metalowy materiał izolacyjny;

3. kształt drutu;

4. materiał skorupy;

5. powłoka ochronna.

Warstwę dielektryczną na metal nieszlachetny można nałożyć w następujący sposób:

• guma;

• związek PVC;

• samogasnący polietylen;

• Polietylen o niskiej gęstości;

• wulkanizowany polietylen.

Druty są wykonane głównie w kształcie okrągłym, ale w niektórych przypadkach mają płaski kształt.

Materiałem skorupy może być:

• gumowe lub niepalne;

• Mieszanka PVC.

Płaszcz dla przewodów sterowniczych pracujących w ekstremalnych warunkach tworzą:

• aluminium;

• Ołów;

• falista taśma stalowa.

Ekrany i osłony ochronne przeznaczone są do przewodów sterowniczych pracujących w czterech klasach zwiększonego obciążenia mechanicznego:

• Pierwszy typ kabla pracuje w pomieszczeniach, w kanałach kablowych i wykopach, nie będąc narażonym na działanie dużych sił rozciągających. Ich zbroja jest tworzona przez nawinięcie dwóch stalowych pasków i pokrycie ich związkiem antykorozyjnym.

• Drugi typ przeznaczony jest do stosowania w kanałach, tunelach i pomieszczeniach bez sił rozciągających.

• Trzeci typ jest eksploatowany w gruncie, w wykopach bez znacznych sił rozciągających. Posiadają pancerz z podwójnych pasów stalowych, chroniony osłoną zewnętrzną - wężem PVC.

• Czwarty typ jest przeznaczony do układania w ziemi i kanałach. Nie należy ich narażać na działanie dużej wytrzymałości na rozciąganie. Pancerz składa się z dwóch drutów stalowych pokrytych warstwą cynku i osłoniętych od góry wężem lub osłoną z PVC-plastiku.

Opis znaku

Kabel jest oznaczony w celu zwięzłego oznaczenia, aby zapewnić pełną informację o jego składzie i właściwościach:

• materiały rdzenia i warstwy izolacyjnej;

• skład muszli i jej struktura;

• obecność zbroi i jej powłoki;

• liczbę drutów przewodzących i ich przekrój.

Do oznaczania przewodów sterowniczych stosuje się symbole pisane dużymi literami:

• litera „K” oznacza „kontrolę”;

• metal przewodnika jest przeznaczony do: aluminium „A”; alumomed — «AM»; med – brak litery;

• materiał izolacji przewodu: guma — «P»; Mieszanka PVC — „B”; polietylen o małej gęstości — „P”; samogasnący polietylen — «Ps»;

• materiał osłony: taśma stalowa falista — «St»; opona — «R»; guma niepalna — «H; Mieszanka PVC — „B”;

• kształt drutu: płaski — «P»; okrągłe — nie zaznaczać.

Charakterystyka operacyjna

Wpływ temperatury otoczenia

Gdy prąd elektryczny przepływa przez metalowy rdzeń wytwarzane jest ogrzewanie, które mogą wpływać na właściwości i strukturę warstwy ocieplenia, pogarszać je, a nawet powodować jej rozpad. Dlatego obciążenie przechodzące przez kabel jest monitorowane przez urządzenia zabezpieczające i ograniczone do wyzwolenia przez wyłączniki automatyczne.

Temperatura pracy kabla musi odpowiadać parametrom określonym w warunkach technicznych jego eksploatacji.

W niskich temperaturach otoczenia wiele rodzajów izolacji, zwłaszcza na bazie polietylenu, traci swoje właściwości plastyczne i elastyczność. Nawet przy lekkim zgięciu na zimno pękają, pokrywają się warstwą spękań i tracą swoje właściwości dielektryczne.

Dlatego w temperaturach poniżej -5 stopni Celsjusza instalacja i układanie kabli sterujących jest zabronione, a zimą nawet nie planuje się prewencyjnych prac naprawczych na ulicy.

Jeśli konieczne jest wyeliminowanie usterek, które wystąpiły w przewodach sterujących podczas zamrażania, istnieje specjalna technologia ich przygotowania i ogrzewania poprzez podłączenie prądów przez przewody z kontrolą ich temperatury.

Praca w agresywnym środowisku

Narażenie chemiczne przewodu sterowniczego jest ograniczone poprzez zastosowanie gumowej osłony na osłonę, która jest elastyczna i wysoce odporna na higroskopijność. Jednak te rzeczy:

• jest droższe;

• bardziej podatne na ciepło i nie pozwalają na wzrost temperatury powyżej 65 stopni;

• traci elastyczność przy dłuższym użytkowaniu.

Ekspozycja na światło

Długotrwała ekspozycja na światło słoneczne może zniszczyć niektóre typy osłon kabli. Najlepiej chroni ich przed tym efektem zbroja, ołów i aluminium. Ale nowoczesne obudowy wykonane z gumy i tworzyw sztucznych nie potrzebują obudowy metalowej dla deklarowanej przez producenta żywotności.

Mechaniczne obciążenia rozciągające

Mogą powstać, gdy technologia instalacji zostanie naruszona lub podczas pracy z powodu zwiększonego nacisku gleby z różnych powodów. Aby przeciwdziałać tym siłom, kabel jest umieszczony w pancerzu wykonanym z metalowych pasków.

Tak więc przewód sterujący:

• jest używany, gdy konieczne jest przesyłanie sygnałów sterujących lub innych między obiektami obwodu elektrycznego znajdującymi się w pewnej odległości;

• tworzonych przez różne konstrukcje i klasy ochrony odpowiadające określonym warunkom pracy.