Контроль электрического напряжения в кабелях, соединениях и концевых муфтах

Как контролировать электрическое напряжение в кабельных соединениях и концевых заделках?

Введение

Силовые кабели имеют большое значение в системах передачи и распределения электроэнергии.

Разъемы и соединения являются основными аксессуарами силовых кабелей, и они необходимы для соединений между линиями или электрическими приборами .

При проектировании кабельных вводов и соединений учитываются различные аспекты. потому что они должны обладать одинаковой целостностью как связанные с ними кабели при выполнении подключения как для внутренних, так и для наружных приложений.

самый важный аспект соединение и оконцевание высоковольтных кабелей это контроль диэлектрического напряжения возник в точке окончания экрана –контроль электрического стресса .

Электрическое напряжение и контроль напряжения

Клеммы и соединения кабелей высокого и среднего напряжения должны выдерживать электрические поля на концах . Когда изоляционный экран удален из кабеля, высокие градиенты потенциала сосредоточены на точке сокращения , как показано на рис. 1.

• Также прочтите:Различные типы систем электропроводки и способы прокладки электрических проводов и кабелей

На этом рисунке видно, что заземляющий экран кабеля (0% ) вырезано f, эквипотенциальные линии (от 20% до 80% ) сконцентрируйтесь на краю заземляющего электрода , вызывая сильное электрическое напряжение .

Улучшение электрического поля в этих точках могут возникать местные разряды это может привести либо к пробоям вдоль поверхности изоляции, либо к пробою диэлектрика, что приведет к выходу из строя кабеля .

При прокладке кабелей экранированные силовые кабели требуется управление электрическим напряжением при прекращении.

Заделка и соединение кабелей предназначены для устранения концентрации напряжений на конце экрана чтобы предотвратить поломку кабеля – электрическое поле необходимо контролировать в заделке и соединении кабеля .

распределение напряжения в месте соединения проводника значительно различается из-за изменения профиля, вызванного использованием наконечника .

Острые края и выступы на стыке , если оставить без изменений также приводят к резкому изменению градиента напряжения .

Это поэтому необходимо чтобы проводник имел гладкий профиль чтобы не было чрезмерной концентрации напряжений .

Однако более важный аспект контроля стресса применяется к месту, где заканчивается изоляционный экран .

Следует отметить, что увеличивается не только диэлектрическое напряжение в регионе завершения , но и потенциальный градиент устанавливается вдоль границы между диэлектриком и окружающей средой .

Напряжение в диэлектрике в завершении экрана будет намного выше дизайнерский стресс и может привести к преждевременному отказу .

• Публикация по теме: Защита кабельных фидеров, типы неисправностей, причины и дифференциальная защита

Кроме того, если окружающая среда — воздух , или между диэлектриком и наполнителем есть пустота , затем напряжение в области может привести к тому, что воздух разрешит разряд даже при рабочем напряжении .

Бумага несколько устойчив к этим разрядам , но для полимерной изоляции , например XLPE (Сшитый полиэтилен), такие разряды быстро разрушат диэлектрик и в конечном итоге приведут к выходу из строя.

Без применения контроля стресса , произойдут разряды , негативно влияющие на жизнь совместного и прекращения .

Рисунок 2 показать распределение электрического поля без и с контролем напряжения.

• Также читайте:выбор системы электропроводки и типов кабелей, используемых во внутренней электропроводке.

Причины

Основные недостатки в области заделки и соединения кабелей высокого и среднего напряжения, требующих контроля напряжения являются:

• Компрессионные наконечники, позволяющие влаге проникать в жилы проводника.
• Не удалось устранить воздушные карманы.
• Пересечение активной зоны, приводящее к частичному разряду.
• Плохая подготовка кабеля
• Проникновение влаги
• Недостаточное расстояние между фазами и между фазами и землей.
• Отслеживание
• Плохие инструкции по соединению.

Похожая статья Подводные кабели — конструкция, характеристики, прокладка кабелей и соединения

Методы контроля стресса

Универсального завершения или соединения не существует. Существует множество различных типов заделки и соединения, каждое из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Оптимизация кабельных вводов достигается путем исследования различных конструкций.

Правильный метод подключения должен обеспечивать хорошую электрическую и механическую целостность.

Чтобы спроектировать правильное окончание, следует провести анализ распределения электрического поля в критических областях .

• Публикация по теме:Расчет сечения кабеля для двигателей LT и HT

Метод конуса напряжения

Общий метод, используемый для контроля стресса используется конус напряжения показан на рис. 3. .

• Также читайте:изоляционные и диэлектрические материалы:типы, свойства и области применения

Конус напряжений является средством управления емкостью в области окончания экрана , тем самым уменьшая диэлектрическое напряжение по градиенту до допустимых пределов в точке окончания .

Конус напряжений выходит за пределы экрана, так что градиент потенциала на поверхности диэлектрика снижается до уровня, при котором разряды не возникают.

В соединениях бумажных кабелей высокого и среднего напряжения , конус напряжения обычно строится по заданному контуру с помощью ручного наложения изолирующих бумажных лент , а в окончаниях конус напряжения либо наносится вручную, либо выполняется . С разработкой полимерных и эластомерных тросов , предварительно формованные конусы напряжения также были введены.

• Запись по теме:Как найти неисправности в кабелях? Неисправности кабеля, типы и причины

Перед конусом напряжения применяется, необходимо уменьшить электрическое напряжение на соединение проводника , по причинам, описанным ранее .

Концепция состоит в том, чтобы обеспечить гладкий профиль, чтобы сгладить напряжение . Это достигается путем «перехода» кабельной бумаги , что достигается путем удаления бумажной изоляции в несколько этапов. , имеющие стояки и ступени от внутренней поверхности проводника до внешней поверхности изоляции .

С двумя концами кабеля Обработанные и соединенные таким образом пропитанные бумажные ленты, накладываемые вручную наносятся на сборку для формирования диэлектрика соединения.

• Статья по теме:Калькулятор размеров проводов и кабелей в AWG

Метод термоусадочной трубки для контроля напряжения

Другим распространенным методом является термоусадочная трубка для контроля напряжения который используется для контроля высоких электрических нагрузок в точке окончания изоляционного экрана при среднем напряжении с пластиковой и бумажной изоляцией кабельные муфты и заделки до 36 кВ .

Они также контролируют высокие напряжения над соединители в соединениях .

Трубка для контроля напряжения изготовлен из термостабилизированного сшитого полимерного материала с высокой диэлектрической проницаемостью и высоким удельным сопротивлением .

• Также читайте:Сопротивление изоляции кабеля | Почему кабели изолированы?

Другие методы борьбы со стрессом

Другие методы:

• Ленты или покрытия с высоким сопротивлением и материалы с нелинейными слоями сопротивления, материал с постоянным удельным поверхностным сопротивлением пропускает небольшой ток и тем самым создает линейный градиент напряжения по своей длине. Лучшее распределение напряжений достигается за счет использования материалов с нелинейным удельным сопротивлением, что также позволяет увеличить малый ток в слое, сопротивление падения материала и добиться плавного линейного градиента напряжения по приложенной длине.
• Материалы, значение относительной диэлектрической проницаемости которых выше, чем у диэлектрика кабеля. Этот метод основан на том принципе, что когда материалы с разной диэлектрической проницаемостью подвергаются градиенту потенциала по всей их общей толщине, наибольшее напряжение испытывает материал с самой низкой диэлектрической проницаемостью. Из схемы видно, что эквипотенциальные линии постепенно выходят из диэлектрика, создавая плавный градиент на поверхности диэлектрика.

Статьи по теме:

• Почему кабели передачи электроэнергии & Ослаблены линии на электрических столбах & Передающие башни?
• Что такое Tiny Cylinder в шнурах питания и кабелях и почему?
• Почему коаксиальные кабели обладают высокой изоляцией?

Об авторе:Мануэль Болотинья

- Степень лиценциата в области электротехники – Энергетика и энергетические системы (1974 г. – Instituto Superior Técnico/Лиссабонский университет)
– Степень магистра электротехники и вычислительной техники (2017 г. – Faculdade de Ciências e Tecnologia/Новый университет Лиссабона)
– Старший консультант по подстанциям и энергосистемам; Профессиональный инструктор