Контрольные кабели в электроустановках — назначение, виды конструкции, применение

Кабельные изделия в электрических сетях служат для передачи электроэнергии на расстояние. Они используются как непосредственные силовые магистрали энергетических потоков или для работы схем внутри систем управления, защит, автоматики, сигнализации.

Силовые кабели работают в основном с токами высоковольтных напряжений до 35, 110 кВ и выше или в сети 0,4 кВ. Они специально проектируются и изготавливаются под определённый вид напряжения. Контрольные модели используются для иных задач.

Назначение контрольных кабелей

Оно связано не с силовыми цепями, а с системами, их обслуживающими, в которых не передаются повышенные мощности. Их максимальное рабочее напряжение обычно ограничено величиной 380 или в отдельных случаях 1000 вольт.

Это положение помогает понять деление электрооборудования подстанций на:

первичные силовые цепи;

вторичные обслуживающие схемы.

Например, на ОРУ подстанции 110 кВ все силовое оборудование относится к первичной схеме, непосредственно распределяющей, принимающей и передающей электрическую энергию.

Вторичные цепи подключаются к измерительным трансформаторам тока и напряжения для учета процессов, происходящих в первичной схеме, а также к соленоидам и катушкам управления силовых выключателей, их блок-контактам и повторителям разъединителей, отделителей и других устройств.

Все вторичное оборудование соединяется между собой в электрические схемы кабелями, которые располагаются на поверхности строительных конструкций, в специальных кабельных лотках и каналах, в грунте или на открытом воздухе.

С помощью контрольных кабелей передаются электрические сигналы в схемах:

измерения основных параметров электрической энергии;

управления оборудованием силовых цепей,

автоматики и защит электрической системы;

других обслуживающих первичное оборудование устройствах.

Как используются контрольные кабели

На фотографии ниже показан вывод конца контрольного кабеля из клеммной коробки измерительного высоковольтного трансформатора напряжения 330 кВ.

Для его защиты от влияния окружающей среды используется металлический бандаж и гофрированная труба. Все контрольные кабели, работающие в действующих электроустановках, маркируются специальными бирками и подписываются несмываемыми чернилами. Это значительно облегчает работу и поиск возможных неисправностей при эксплуатации.

С обратной стороны контрольные кабели монтируются в распределительных клеммных щитах, коробках, ящиках, как показано на очередной фотографии для оборудования 330 кВ.

Этот же принцип соблюдается и в цепях другого напряжения, например, 110 кВ.

Контрольные кабели от силового первичного оборудования прокладываются по специальным лоткам или каналам, подводят свои цепи на клеммные сборки, обеспечивающие надежную работу схемы на открытом воздухе при любых погодных условиях.

После сборки электрических цепей на клеммах распределительных шкафов снова используются очередные контрольные кабели, отходящие непосредственно на панели в соответствии со схемой и проектом.

Вариант их подключения к панелям РЗА показан на очередной фотографии.

выходят из специального кабельного канала двумя раздельными потоками;

распределяются на левую и правую стороны панели;

равномерно, однообразно выкладываются по всей площади;

направляются к клеммным зажимам;

разделываются на определенной высоте;

Подобное размещение контрольных кабелей внутри цепей, которые они подключают между различными объектами электрооборудования, наносится на развернутые логические схемы электрических соединений. Фрагмент работы подобной части токовых цепей керна измерений ВЛ-110 кВ демонстрирует чертеж.

черными треугольниками — клеммная сборка измерительных трансформаторов, расположенная на высоте;

белыми треугольниками — клеммы распределительного шкафа, смонтированного на открытом воздухе;

кружочками — клеммы на панели РЗА. В нашем случае она имеет порядковый номер — №108.

На этой схеме наглядно видно, что контрольным кабелем выполняется подключение токовых цепей и их сборка непосредственно от обмоток измерительных трансформаторов к панелям РЗА через промежуточное звено — распределительный клеммный шкаф.

При монтаже контрольного кабеля соблюдаются определённые правила подвода жил к клеммнику и их маркировка, необходимая для проведения периодического профилактического обслуживания и выполнения текущих контрольных замеров электрических сигналов в процессе эксплуатации.

Конструкция контрольного кабеля

Внутреннее устройство каждой модели чем-то, да отличается от всех остальных изделий, как показано на картинке ниже для двух разных модификаций.

Но все они имеют общие элементы:

слой изоляции на жиле;

Контрольный кабель в зависимости от требований условий эксплуатации может быть дополнен:

Особенности изготовления токопроводящей жилы

Она является обязательным элементом кабеля и изготавливается из металла:

Токопроводящая жила может быть выполнена из одной сплошной проволоки или создана из большого их количества свивкой для придания гибкости общей конструкции. Жилы из одной проволоки используются для кабелей, работающих в стационарных условиях, не подвергаемым динамическим нагрузкам на изгиб и кручение.

Для условий работы кабеля в передвижных, мобильных устройствах токопроводящие жилы выполняются из свитых проволок. Медные многопроволочные жилы в них покрываются слоем олова — лудятся или остаются чистыми, без защитного покрытия.

Внутри оболочки контрольного кабеля может использоваться разное количество жил начиная от четырех и вплоть до 61. Для алюминия поперечное сечение проволок должно начинаться от 2,5 мм кв и выше. Но, такие изделия разрешено применять исключительно на подстанциях с напряжением 110 кВ или ниже.

Вторичное оборудование более высоковольтных подстанций 220 кВ и выше разрешено подключать только медными проводами и кабелями. Низкие эксплуатационные характеристики алюминия не обеспечивают высокую надежность работы на ответственном оборудовании. Алюминий в их вторичных цепях запрещен.

Поперечное сечение медных жил контрольных кабелей стандартизировано от 0,75 до 10 мм2. Тонкие диаметры используют в слаботочных схемах связи, телемеханики, телеуправления, не создающих высокие мощности сигнала.

Для высокоточных систем измерения, чувствительных к потерям и падению напряжения в схеме, применяют повышенные диаметры тоководов.

Металл токопроводящих жил обязательно покрывается слоем диэлектрика, исключающего возникновение токов коротких замыканий и утечек между ними. На слое изоляции применяется маркировка:

При первом способе используется однотонная окраска или на ней дополнительно могут создаваться цветовые полоски. Цифровая маркировка наносится часто, с интервалом между цифрами не реже 3,5 см.

Толщина слоя изоляции на токопроводящей жиле обладает электрической прочностью, исключающей пробой диэлектрического слоя при максимальном рабочем напряжении и напрямую зависит от ее поперечного сечения. Она возрастает с увеличением диаметра проволоки.

Изолированные жилы собираются в общий пучок и подвергаются скручиванию для обеспечения стандартного числа повивов, которые допускают возможность изгибов кабеля в соответствии с техническим паспортом.

Контрольные кабели различаются по:

1. металлу токопроводящей жилы;

2. материалу изоляции метала;

4. материалу оболочки;

5. защитному покрову.

Диэлектрический слой на металле жилы может быть нанесён из:

полиэтилена низкой плотности;

Провода изготавливают в основном круглого профиля, но в отдельных случаях им придается плоская форма.

Материалом оболочки может служить:

резина обыкновенная или негорючая;

Защитный покров для контрольных кабелей, работающих в экстремальных условиях, создается из:

гофрированной стальной ленты.

Броневые и защитные покровы создаются для контрольных кабелей, работающих в четырех классах повышенных механических нагрузок:

Первый тип кабелей работает внутри помещений, кабельных каналах и траншеях без воздействия на него больших усилий на растяжение. Их броня создается намоткой двух лент из стали и покрывается антикоррозионным составом.

Второй тип предназначен для эксплуатации в каналах, туннелях и помещениях без растягивающего усилия.

Третий вид эксплуатируют в грунте, траншеях без значительного усилия на растяжение. У них броня из двойных стальных лент защищена наружным покровом — шлангом из поливинилхлоридного пластиката.

Четвертый вид предназначен для прокладки в грунте и каналах. На них не должно оказываться большое усилие растяжения. Броня состоит из двух стальных проволок, покрытых слоем цинка и сверху защищена шлангом или покровом из ПВХ-пластиката.

Кабель маркируют для того, чтобы кратко выраженное обозначение предоставило полную информацию о его составе и характеристиках:

материалах жил и изоляционного слоя;

составе оболочки и ее конструкции;

наличии брони и ее покрова;

количества токопроводящих жил и их поперечного сечения.

Для маркировки контрольных кабелей используют заглавные буквенные символы:

буква «К» означает «контрольный»;

металл токопроводящей жилы обозначают для: алюминия «А»; алюмомеди — «АМ»; меди — отсутствием буквы;

материал для изоляции жил: резину — «Р»; пластикат поливинилхлоридный — «В»; полиэтилен с низкой плотностью — «П»; самозатухающий полиэтилен — «Пс»;

материал оболочки: гофрированная стальная лента — «Ст»; резину — «Р»; не поддерживающую горение резину — «Н; пластикат поливинилхлоридный — «В»;

форму провода: плоскую — «П»; круглую — не маркируют.

Влияние температуры окружающей среды

При прохождении электрического тока по металлической жиле создается нагрев, который может оказывать влияние на свойства и структуру изоляционного слоя, ухудшать их или даже создавать пробой его. Поэтому проходящую по кабелю нагрузку контролируют защитными устройствами и ограничивают отключением автоматическими выключателями.

Рабочая температура кабеля должна соответствовать параметрам, указанным в технических условиях для его эксплуатации.

При низких температурах окружающей среды многие виды изоляции, особенно на основе полиэтилена, теряют свои пластические свойства и гибкость. Даже от незначительного изгиба на морозе они лопаются, покрываются слоем трещин, теряют диэлектрические свойства.

Если же создается необходимость устранения возникших неисправностей в контрольных кабелях во время мороза, то существует специальная технология их подготовки и разогрева за счет подключения токов через жилы с контролем их температуры.

Работа в агрессивных средах

Воздействие химических веществ на контрольный кабель ограничивают применением для его оболочки резинового покрова, который отличается гибкостью и высокой стойкостью к гигроскопичности. Однако этот материал:

более восприимчив к нагреву и не допускает повышения температуры выше 65 градусов;

теряет эластичность при длительной эксплуатации.

Постоянное облучение солнечными лучами может разрушать отдельные виды материалов защитного покрова кабеля. Лучше всего их предохраняет от этого воздействия броня, свинец, алюминий. Но, современные оболочки из резины и пластмасс не нуждаются в металлической оболочке по этому параметру на заявленный производителем ресурс эксплуатации.

Механические нагрузки на растяжение

Они могут создаваться при нарушении технологии монтажа или в процессе эксплуатации из-за усиления давления грунта по разным причинам. Для противодействия этих сил кабель помещается в броню из металлических лент.

Таким образом, контрольный кабель:

используется там, где необходимо передавать управляющие или иные сигналы между объектами электрической схемы, удаленных на расстояние;

создается разной структурой и классами защиты, соответствующими определенным условиям эксплуатации.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Воздушные и кабельные линии электропередачи: краткая характеристика, достоинства и недостатки

Линии электропередачи предназначены для передачи электрической энергии от источника питания (электростанций) к потребителям – в дома, учреждения, на различные предприятия. Электроэнергия от электростанции до конечного потребителя проходит большой путь через множество различных повышающих и понижающих распределительных подстанций, между которыми электроэнергия передается при помощи воздушных и кабельных линий электропередач.

Рассмотрим, что собой представляют воздушные и кабельные линии электропередачи, приведем их достоинства и недостатки.

Воздушные линии электропередачи

Передача электроэнергии по воздушной линии электропередачи (ВЛ) осуществляется по проводам, которые находятся на открытом воздухе и поддерживаются над землей на опорах при помощи специальных креплений (траверс), изоляторов и других приспособлений, используемых для крепления, соединения и ответвления проводов. Все эти устройства называют линейная арматура воздушных линий электропередачи.

Линия электропередач со стороны источника питания и со стороны потребителя подключается к оборудованию распределительного устройства подстанции. Если электрооборудование располагается вне помещений, под открытым небом, то такое распределительное устройство называется ОРУ – открытое распределительное устройство.

Воздушная линия подводится к линейному порталу – конструкции, к которой через изоляторы подвешиваются провода. От линейного портала к проводникам линии подключаются спуски к линейным разъединителям.

Помимо распределительных подстанций со стороны источника питания и потребителя разъединители могут быть установлены и на линии электропередач.

Разъединитель – элемент оборудования, предназначенный для коммутации (включения и отключения) и создания видимого разрыва в электрической цепи для обеспечения безопасности при обслуживании линии электропередач и других элементов электрооборудования.

На линиях электропередач разъединитель может быть установлен на протяженной линии, а также на отпайках (ответвлениях) для возможности разделения линии для удобства поиска места повреждения и при необходимости выполнения ремонтных работ.

Если распределительное устройство подстанции выполнено в помещении (закрытое распределительное устройство), то должен быть реализован ввод воздушной линии в здание.

Для ввода воздушной линии на стене здания монтируется траверса с изоляторами, к которой подводятся проводники ВЛ. К проводникам подключается кабель, который заходит в здание через монтированную в стене трубу.

Ввод ВЛ в здание может быть выполнен при помощи трубостойки, которая монтируется на крыше здания, либо вблизи здания, при этом ввод кабель в здание будет осуществляться также через трубу.

В служебно-технических зданиях вместо труб для ввода кабеля могут быть выполнены отверстия в стене. Если ввод ВЛ в здание выполнен кабелем, то такая линия считается кабельно-воздушной (КВЛ) – это нужно учитывать при эксплуатации линии.

Линейный ввод может быть выполнен без применения кабеля, для этого используются специальные проходные изоляторы. Проходные изоляторы монтируются в стене здания, снаружи к вводам подключаются проводники линии электропередачи, а внутри здания подключается гибкая ошиновка либо жесткие шины плоского, трубчатого или коробчатого сечения.

Для защиты от возможных перенапряжений на первой опоре ВЛ или на спусках к линейному разъединителю, а также на вводах комплектных трансформаторных подстанций (КТП) или мачтовых (столбовых) подстанций, установленных на линии, устанавливаются разрядники или ОПН.

Кроме того, на ВЛ напряжением 35 кВ и выше для защиты от грозовых перенапряжений по всей длине линии над фазными проводниками монтируется грозозащитный трос, а на линейных порталах распределительных подстанций по обоим концам линии – молниеотводы.

Основные преимущества воздушной линии электропередачи:

меньшая стоимость, по сравнению с кабельными линиями;

простота поиска и устранения повреждения.

Данные повреждения диагностируются визуальным осмотром при обходе линии после аварийного отключения и устраняются в большинстве случаев быстро, без необходимости применения специализированного оборудования, испытательных установок и проведения земляных работ. Исключение составляют случаи наличия пробоя изолятора на одной из опор.

В данном случае при снижении диэлектрической прочности изолятора через него будет протекать утечка тока и на данном участке электроустановки будет зафиксировано наличие замыкания на землю.

К преимуществам воздушных линий электропередач можно также отнести возможность передачи по проводам ЛЭП высокочастотных (ВЧ) сигналов, которые используются для телефонной связи, передачи телеметрических данных, данных средств систем автоматизированного диспетчерского технологического управления (АСДТУ), сигналов устройств релейной защиты и автоматики.

Для реализации ВЧ-канала связи между подстанциями в начале и конце линии на линейном портале устанавливается специальное оборудование: высокочастотный заградитель, конденсатор связи, фильтр присоединения и ряд других устройств, посредством которых осуществляется прием, преобразование и передача ВЧ-сигналов по линиям электропередач.

Кроме того, опоры ВЛ могут использоваться для прокладки волоконно-оптических линий связи. Оптический кабель бывает разных типов. Обычный кабель связи крепится или навивается на один из фазных проводников или на грозозащитный трос. Самонесущий неметаллический кабель связи может прокладываться по опорам ВЛ самостоятельно. Существуют также волоконно-оптические линии связи, встроенные в фазный провод или в грозозащитный трос.

Недостатками ВЛ является:

большая площадь охранной зоны: в зависимости от класса напряжения от 10 до 55 м с обеих сторон от крайних проводов ВЛ;

высокая вероятность возникновения грозовых перенапряжений при ударе молнии, а также повреждение ВЛ из-за неблагоприятных погодных условий: в результате схлестывания проводов, обрыва провода с изолятора или разрыва проводника от ветра или падения деревьев, а также по причине обледенения проводов;

возможность повреждения при выполнении работ со спецтехникой вблизи линии с несоблюдением допустимого расстояния до проводов ВЛ (в зависимости от класса напряжения от 1 до 10 м), а также при провозе под линией негабаритного груза или транспорта;

возможность поражения электрическим током в случае приближения людей к поврежденному участку ВЛ, к проводу, лежащему на земле (действие шагового напряжения). Также опасность представляет приближение к проводам исправной ВЛ на недопустимое расстояние;

с точки зрения воздействия на экологию, ВЛ являются источником опасности для птиц, которые нередко погибают от поражения электрическим током.

Кабельные линии электропередачи

Кабельная линия электропередачи – это линия электропередачи, которая состоит из одного или нескольких проложенных параллельно кабелей, концевых и соединительных муфт, а также различных крепежных элементов.

Кабель состоит из двух и более токопроводящих жил, каждая жила имеет изолирующий покров, а все жилы в целом закрыты внешней изолирующей оболочкой.

В зависимости от типа, кабель конструктивно может иметь ряд других составляющих: металлический трос, оболочка (алюминиевая или стальная), заполнитель промежутков между жилами, защитная броня (ленточная или проволочная), герметизирующий слой и ряд других промежуточных слоев изоляции.

Существуют отдельные типы кабелей, в которых для обеспечения требуемых изоляционных характеристик закачивается специальный газ или масло, находящиеся в полости кабеля под определенным давлением.

Преимущества кабельных линий следующие:

охранная зона кабельной линии – 1 м от кабеля в обе стороны, независимо от класса напряжения;

широкая область применения, возможность выбора оптимального способа прокладки, в зависимости от местных условий. Кабель можно проложить в земле, на опорах, в тоннелях, блоках, лотках, каналах, галереях, коллекторах и др. Возможность оперативного подключения электроснабжения временных объектов без необходимости проведения сложных электромонтажных работ;

защищенность от неблагоприятных погодных условий, грозовых перенапряжений;

безопасность при эксплуатации, что позволяет прокладывать линии электропередачи в населенных пунктах в местах скопления людей, интенсивного движения транспорта, а также в других местах, где строительство ВЛ затруднено или невозможно;

отсутствие доступа к линии посторонним лицам.

Недостатки кабельных линий:

чрезмерные смещения и просадки грунта могут привести к деформации, растяжению и как следствие повреждению кабельной линии;

вероятность механических повреждений в результате проведения несогласованных земляных работ вблизи кабельной трассы;

более сложный, по сравнению с ВЛ, поиск и устранение поврежденного участка. Для устранения повреждения необходимо проведение земляных работ, наличие специализированного оборудования для поиска места повреждения, проверки изоляции линии, а также оборудование для монтажа соединительных муфт. После ликвидации повреждения требуется проверка правильности фазировки.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

PEN проводник – разделение, требования

Здравия, уважаемые читатели!

Сегодня поговорим о том, что такое PEN проводник, для чего делается его разделение, как это сделать правильно и о других особенностях, постарался раскрыть вопрос полностью.

Дополнения приветствуются в комментариях.

Содержание статьи:

Что такое PEN проводник

Если от столба в дом идут 2 провода, то один из них L – фаза, а второй это PEN проводник.

PEN – совмещенный нулевой рабочий с нулевым защитным проводники.

N – нулевой рабочий проводник (нейтральный).

PE – нулевой защитный проводник (заземляющий, уравнивающий потенциалы) — появляется в цепи после разделения провода PEN, или берется непосредственно из контура заземления.

Соединяются на трансформаторной подстанции, используется в системах заземления TN-C.

Согласно ПУЭ — правилам устройства электроустановок, TN-C означает заземленную на нейтраль систему с объединенными защитным и рабочим проводниками.

Несмотря повсеместное использование в многоквартирных домах, система TN-C является устаревшей и ее постепенно заменяют на более совершенные системы TN-S или TN-C-S.

Разделение PEN проводника

Зачем разделять PEN проводник? Согласно ПУЭ-7

7.1.13. Питание электроприемников должно выполняться от сети 380/220 В с системой заземления ТN-S или ТN-С-S. При реконструкции жилых и общественных зданий, имеющих напряжение сети 220/127 В или 3 х 220 В, следует предусматривать перевод сети на напряжение 380/220 В с системой заземления ТN-S или ТN-С-S.

Мы уже знаем, что во многих домах электропроводка выполнена по устаревшим нормам с системой заземления TN-C и чтобы осуществить перевод сети на ТN-S или ТN-С-S необходимо выполнить разделение PEN на нулевой рабочий и нулевой защитный проводники.

Правила разделения PEN проводника

1. Разделение PEN проводника осуществляется в вводном распределительном устройстве.

Расщепление PEN провода в этажном щите является грубым нарушением существующего проекта электроснабжения дома. Нельзя вмешиваться в существующую схему!

2. С места разделения PEN на N и РЕ проводники – запрещено их дальнейшее соединение.

3. После разделения шины считаются разными и маркируются соответствующим образом:

4. Между шинами PE и N должна быть перемычка сечением не меньше чем сами шины.

Важно! Заземление всегда ставится первым и уже от него идет перемычка к рабочему нулю.

5. Шина проводника PE должна быть заземлена и контактировать с корпусом трансформатора.

6. Шина N устанавливается на изоляторах – не должна контактировать с корпусом.

Зачем нужна перемычка между PE и N шинами?

Перемычка необходима, чтобы сработал вводный защитный автомат. При отсутствии перемычки и попадании фазы на корпус оборудования ток уйдет в землю, а не к трансформатору.

Если взять среднее значение сопротивления заземляющей цепочки в 20 Ом – тока утечки будет недостаточно для отключения автоматического выключателя. Цепь будет продолжать функционировать пока не перегорит поврежденный участок или не произойдет полноценное короткое замыкание. Ситуация может привести к удару током, порче оборудования и пожару.

В таком случае поможет УЗО – устройство защитного отключения, но полагаться только на него не стоит, потребуется двухфакторная защита – без нее подключение не примет энергонадзор. УЗО рекомендуется устанавливать в любом случае.

Требования к PEN проводнику

Сечение PEN проводника

Расщепление проводов меньших сечений запрещено!

Согласно национальным стандартам проводники идентифицируют цветом и буквенно-цифровыми обозначениями. Ниже рассмотрим как обозначить совмещенный PEN проводник.

Обозначение PEN проводника на схеме

На однолинейной схеме это выглядит следующим образом:

Совмещенный нулевой рабочий и нулевой защитный проводники.

Цвет PEN проводника

Изолированные ПЕН-проводники должны иметь метки на концах линии в зависимости от цвета:

Если провод синий, то желто-зеленую метку. Если провод желто-зеленый, то синюю метку.

Похожие материалы:

Подключение PEN проводника в частном доме

В частном доме, коттедже достаточно просто организовать систему заземления, но появляется необходимость в защите фаз от перенапряжения и молниезащите. В этом случае необходимо «пожарное» и селективное устройство защитного отключения. Расщепление нулевого проводника PEN не является проблемой и должно выполняться повсеместно.

Представители энергонадзора могут потребовать, чтобы разделение PEN проводника осуществлялось после счетчика учета электроэнергии. Делается это для предотвращения воровства электроэнергии. Такое подключение допустимо, но правильно будет выполнить разделение до счетчика, так будет надежнее. Смотрим видео профессионала:

Требования ПУЭ дают исчерпывающие рекомендации по вопросу разделения PEN проводника независимо от места и способа подключения, изучайте и применяйте. Удачи в делах!

Есть чем дополнить материал? ОСТАВЬ КОММЕНТАРИЙ

Источник