کابل های برق فشار قوی: نحوه انتخاب عایق و رتبه بندی ولتاژ

کابل 26/35 کیلوولت XLPE جایگزین کابل پی وی سی 0.6/1 کیلوولت نمی شود. هنگامی که مشخصات پروژه نیاز به یک فیدر ولتاژ متوسط ​​دارد، عایق یا اندازه هادی اشتباه می تواند باعث گرمای بیش از حد پایدار، خرابی زودرس و جایگزینی ناخواسته کابل شود. یک بار 20 MVA را در 35 کیلوولت در نظر بگیرید: جریان خط حدود 330 A است. یک هادی مسی 150 میلی‌متر مربع با عایق XLPE می‌تواند آن جریان را در هوا حمل کند، اما همان هادی آلومینیومی به سطح مقطع بزرگ‌تری نیاز دارد تا بتواند به همان وسعت عمل کند. سوال اول "کدام مارک" نیست بلکه "کدام ساختار" برای ولتاژ عملیاتی واقعی، بار محیطی و روش نصب است. این راهنما بر روی کابل های برق فشار قوی در محدوده ولتاژ متوسط ​​(تا 35 کیلو ولت) تمرکز دارد و معیارهای انتخاب عملی را ارائه می دهد که مهندسان و مدیران تدارکات می توانند از آنها استفاده کنند.

"ولتاژ بالا" در کابل های برق به چه معناست؟

در استانداردهای بین المللی، ولتاژ پایین معمولا تا 1 کیلو ولت، ولتاژ متوسط ​​از 1 کیلو ولت تا 35 کیلو ولت و ولتاژ بالا از 35 کیلو ولت شروع می شود. با این حال، در کاربردهای صنعتی و صنعتی، اصطلاح "کابل برق فشار قوی" اغلب برای هر کابلی بالاتر از 1 کیلو ولت که مدارهای توزیع یا انتقال را ارائه می دهد، استفاده می شود. برای این مقاله، ما بر روی محدوده 1.8/3 کیلوولت تا 26/35 کیلوولت تمرکز می کنیم که اکثر شبکه های ولتاژ متوسط ​​صنعتی و شهری را پوشش می دهد. سیستم های ولتاژ بالاتر (66 کیلو ولت و بالاتر) به طرح های مختلف کابل متکی هستند، اما منطق اصلی انتخاب مشابه باقی می ماند. درک کلاس ولتاژ ضروری است زیرا ضخامت عایق، طراحی محافظ و روش تست را تعیین می کند. یک کابل 26/35 کیلوولت دارای قطر بیرونی تقریباً دو برابر کابل 8.7/15 کیلوولت برای همان اندازه هادی است که بر شعاع خمش و عرض ترانشه تأثیر می گذارد.

جزئیات کلیدی ساخت و ساز برای بازرسی

کابل برق ولتاژ بالا از چهار لایه مجزا تشکیل شده است: هادی، صفحه رسانا، عایق و صفحه عایق و به دنبال آن یک محافظ فلزی و غلاف بیرونی. هر لایه دارای یک تابع تعریف شده است. هادی باید دارای مقاومتی باشد که مطابق با استاندارد IEC 60228 کلاس 1 یا کلاس 2 باشد. صفحه عایق و صفحه عایق میدان الکتریکی را صاف کرده و از تخلیه جزئی جلوگیری می کند. سپر فلزی هم به عنوان مسیر برگشت جریان های خطا و هم به عنوان سپر الکترومغناطیسی عمل می کند. غلاف بیرونی بسته به شرایط نصب می تواند PVC، PE یا یک ترکیب مقاوم در برابر شعله باشد. به مواد هادی توجه کنید: مس مقاومت DC کمتری را برای همان مقطع ارائه می دهد، در حالی که آلومینیوم وزن و هزینه را کاهش می دهد. در کابل 26/35 کیلوولت، مقاطع عرضی از 50 میلی‌متر مربع تا 300 میلی‌متر مربع متداول است و هنگام بسته‌بندی، دفن یا نصب کابل‌ها در محیط‌های گرم، عوامل کاهش‌دهنده باید اعمال شوند. صفحات نیمه رسانا باید اکسترود شده و محکم به عایق بچسبند، در غیر این صورت حفره ها ایجاد می شود و تخلیه جزئی در نهایت باعث فرسایش عایق می شود.

عایق XLPE در مقابل PVC برای ولتاژ متوسط و بالا

مواد عایق تعیین می کند که یک کابل چه مقدار تنش حرارتی و الکتریکی را می تواند تحمل کند. XLPE (پلی اتیلن متقاطع) انتخاب پیش فرض برای کابل های برق فشار متوسط ​​و بالا است زیرا می تواند دمای هادی پیوسته 90 درجه سانتی گراد و دمای اضطراری را تا 130 درجه سانتی گراد حفظ کند. از طرف دیگر، PVC معمولاً به دمای 70 درجه سانتیگراد محدود می شود. برای مدارهای 0.6/1 کیلوولت، PVC مقرون به صرفه است، اما برای مدارهای 26/35 کیلوولت، XLPE تقریباً استاندارد است. جدول 1 ویژگی های کلیدی را مقایسه می کند. در این زمینه، انتخاب بین این مواد اغلب اولین تصمیمی است که بر روی آن تأثیر می گذارد مقایسه عایق XLPE و PVC .

انتخاب رتبه بندی ولتاژ: 8.7/15 کیلو ولت و 26/35 کیلو ولت

رتبه بندی ولتاژ به صورت U نوشته می شود ₀ /U، جایی که U ₀ ولتاژ فاز به زمین و U ولتاژ فاز به فاز است. برای کابل 26/35 کیلوولت، U ₀ 26 کیلو ولت و U 35 کیلو ولت است. در عمل، یک کابل 26/35 کیلوولت XLPE برای توزیع برق از پست های 35 کیلوولت استفاده می شود، در حالی که کابل های 8.7/15 کیلو ولت به فیدرهای داخلی صنعتی سرویس می دهند و کابل های 12/20 کیلوولت در شبکه های توزیع شهری رایج هستند. انتخاب یک درجه ولتاژ بالاتر از ولتاژ نامی سیستم لزوماً قابلیت اطمینان را بهبود نمی بخشد. می تواند هزینه را افزایش دهد و انعطاف پذیری را کاهش دهد. درجه بندی صحیح آن است که با حداکثر ولتاژ عملیاتی سیستم و پیکربندی زمین خنثی مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال، یک سیستم با ولتاژ نامی 35 کیلوولت و یک نول به طور موثر زمین شده ممکن است توسط یک کابل 26/35 کیلو ولت ارائه شود، در حالی که یک سیستم خنثی غیر زمینی یا ایزوله ممکن است به سطح عایق بالاتری نیاز داشته باشد. بنابراین، همیشه سطح عایق را با مهندس طراح بررسی کنید.

انتخاب مقطع هادی مناسب

انتخاب مقطع هادی، تعادلی بین ولتاژ، افت ولتاژ و ظرفیت اتصال کوتاه است. حداکثر دمای رسانا که 90 درجه سانتیگراد برای XLPE است، ظرفیت را محدود می کند. یک رسانای مسی 150 میلی‌متر مربعی در هوا دارای آمپلی تقریبی 360 A در 90 درجه سانتی‌گراد است، اما هنگامی که در خاک در دمای 25 درجه سانتی‌گراد با مقاومت حرارتی 1.2 کیلومتر بر وات مدفون می‌شود، آمپ‌پاتیک می‌تواند به زیر 300 آمپر کاهش یابد. افت ولتاژ باید برای دوره‌های طولانی بررسی شود. افت ولتاژ 1% در 35 کیلو ولت معمولاً طول کابل بیشتری نسبت به 0.6/1 کیلو ولت می دهد. برای اتصال کوتاه، هادی نباید در طول زمان رفع خطا از حداکثر دمای مجاز تجاوز کند. یک راهنمای استاندارد بیان می کند که هادی های مسی می توانند چگالی جریان اتصال کوتاه حدود 100 A/mm² را به مدت 1 ثانیه تحت عایق XLPE تحمل کنند. این محاسبات حداقل سطح مقطع را تعیین می‌کند و هیچ‌گاه نباید یک هادی نازک‌تر را بدون محاسبات حرارتی مستند بپذیرد.

جایی که از کابل های برق فشار قوی استفاده می شود

کابل های برق ولتاژ بالا در هر جایی که انرژی الکتریکی باید در طول مسافت حرکت کند یافت می شود. شبکه های شهری از کابل های 26/35 کیلوولت XLPE برای اتصال پست ها و ترانسفورماتورهای کاهنده استفاده می کنند.

کابل برق عایق XLPE برای توزیع ولتاژ متوسط و بالا این کابل پلی اتیلن متقابل برای شبکه های شهری، کارخانه های صنعتی و زیرساخت ها مناسب است. عایق پیشرفته آن باعث افزایش مقاومت در برابر پیری و محیط زیست می شود و آن را به انتخابی مطمئن برای انتقال برق قابل اعتماد در فواصل دور تبدیل می کند. مشاهده محصول →

کارخانه های صنعتی کابل های 8.7/15 کیلو ولت را برای تامین موتورهای بزرگ و تابلوهای توزیع برق نصب می کنند. سیستم های حمل و نقل ریلی از کابل های برق اختصاصی برای تغذیه پست های کششی استفاده می کنند.

کابل برق بدون هالوژن کم دود برای حمل و نقل ریلی شهری این کابل 35 کیلو ولتی که برای سیستم های مترو و ریل سبک طراحی شده است، ضد شعله و محافظت در برابر موریانه ها و جوندگان است. این الزامات ایمنی سختگیرانه برای محیط های زیرزمینی و مسیر را برآورده می کند و از قدرت کشش قابل اعتماد پشتیبانی می کند. مشاهده محصول →

پروژه های انرژی تجدیدپذیر نیز به این کابل ها متکی هستند: یک مزرعه خورشیدی ممکن است از کابل های فتوولتائیک برای جمع آوری جریان مستقیم از آرایه ها و تغذیه یک اینورتر مرکزی استفاده کند.

کابل فتوولتائیک برای انتقال انرژی خورشیدی DC این کابل که برای آرایه های خورشیدی طراحی شده است، در برابر اشعه ماوراء بنفش، آب و هوا و ازن مقاوم است. هادی مسی و عایق LSZH آن عملکرد پایدار را در شرایط بیرونی تضمین می کند و به بهره وری طولانی مدت سیستم های انرژی تجدید پذیر کمک می کند. مشاهده محصول →

ملاحظات کیفیت و تست

یک کابل برق ولتاژ بالا قابل اعتماد باید قبل از خروج از کارخانه آزمایش شود. تست های معمول شامل اندازه گیری مقاومت هادی، آزمایش تخلیه جزئی در ولتاژ اعلام شده، تست مقاومت عایق و تست مقاومت ولتاژ فرکانس توان می باشد. برای کابل های 26/35 کیلوولت، آزمایش تخلیه جزئی نباید دبی محلی بالاتر از حد مشخص شده را نشان دهد. علاوه بر این، آزمایش‌های نمونه ابعاد، ضخامت عایق و خواص مکانیکی را بررسی می‌کنند. آزمایش‌های پذیرش محل معمولاً شامل آزمایش جریان مستقیم ولتاژ بالا یا آزمایش جریان متناوب تشدید، بسته به سیستم کابلی است. اصرار بر دریافت گزارش تست برای هر حلقه. همچنین بررسی کنید که کارخانه دارای گواهینامه های مورد نیاز مانند ISO 9001 و گواهینامه های محصول برای بازار مورد نظر باشد.

ملاحظات خرید عملی

هنگام خرید کابل های برق فشار قوی ، متغیرهای زیر را فهرست کنید: طول کابل، اندازه بشکه تحویل، شعاع خمش مورد نیاز، عمق نصب و دمای محیط. برای دفن مستقیم، از کابل هایی با یک زره نواری فولادی دوتایی یا یک لایه زره سیمی استفاده کنید. برای سینی کابل یا تونل، یک غلاف مقاوم در برابر شعله برای کاهش انتشار آتش مورد نیاز است. شعاع خمشی اغلب 12 تا 15 برابر قطر خارجی کابل برای XLPE مشخص می شود. کثیفی، رطوبت و آسیب مکانیکی سه عامل رایج خرابی زودرس در کابل های فشار متوسط ​​هستند. همچنین فاکتورهای درجه بندی حرارتی را برای مسیرهای مختلف مقایسه کنید. تغییر در شرایط نصب از هوا به خاک می تواند باعث کاهش 20-30 درصد شود. به یاد داشته باشید که کل هزینه مالکیت شامل کابل، نصب و هزینه خرابی است، بنابراین تامین کننده ای را انتخاب کنید که بتواند مستندات آزمایشی با کیفیت ثابت و قابل اعتماد ارائه دهد.

انتخاب کابل برق با ولتاژ بالا یک تصمیم مهندسی بر اساس ولتاژ سیستم، مواد عایق، اندازه هادی و محیط نصب است. با مشخصات شروع کنید، سپس قابلیت تست و سابقه تامین کننده را تایید کنید. یک تولید کننده کابل قابل اعتماد با گواهینامه ISO 9001 و TÜV می تواند مستندات و سازگاری لازم را برای پروژه های کاربردی، صنعتی و تجدیدپذیر ارائه دهد. تیم ما از سال 1998 تولید کابل های برق فشار متوسط ​​و فشار قوی را آغاز کرده است و ما پذیرای سوالات فنی شما هستیم. درباره ما بیشتر بدانید پس زمینه ساخت .