Cabluri de control în instalații electrice — scop, tipuri de construcție, aplicație

Produsele prin cablu din rețelele electrice sunt folosite pentru a transmite energie electrică la distanță. Sunt utilizate ca linii electrice directe ale fluxurilor de energie sau pentru operarea circuitelor în sisteme de control, protecție, automatizare, semnalizare.

Cablurile de alimentare funcționează în principal cu curenți de înaltă tensiune de până la 35, 110 kV și mai mult sau într-o rețea de 0,4 kV. Sunt special concepute și fabricate pentru un anumit tip de tensiune. Modelele de referință sunt utilizate în alte scopuri.

Scopul cablurilor de control

Este conectat nu la lanțurile electrice, ci la sistemele lor de service, în care nu se transmite putere crescută. Tensiunea maximă de funcționare a acestora este de obicei limitată la 380 sau, în unele cazuri, la 1000 de volți.

Această prevedere ajută la înțelegerea împărțirii echipamentelor substațiilor electrice în:

• circuite de alimentare primare;

• lanțuri de servicii secundare.

De exemplu, în tabloul de comutație al unei substații de 110 kV, toate echipamentele de putere aparțin unei bucle primare care distribuie, primește și transmite direct energia electrică.

Circuitele secundare sunt conectate la transformatoare de măsurare a curentului și tensiunii pentru a ține cont de procesele care au loc în circuitul primar, precum și la solenoizi și bobine de comandă ale întrerupătoarelor de putere, contactele auxiliare ale acestora și repetoarele de deconectare, separatoare și alte dispozitive.

Toate echipamentele secundare sunt conectate între ele în circuite electrice prin cabluri care sunt amplasate pe suprafața structurilor clădirii, în canale și canale speciale pentru cabluri, în pământ sau în aer liber.

Aceste cabluri sunt denumite control... Explică scopul lor — oferind controlul algoritmilor de proces tehnologic care apar în bucla primară.

Cu ajutorul cablurilor de control, semnalele electrice sunt transmise prin circuite:

• măsurători ale parametrilor principali ai energiei electrice;

• controlul echipamentelor circuitului de putere,

• automatizarea si protectia sistemului electric;

• alte dispozitive care deservesc echipamentele de bază.

Cum se folosesc cablurile de control

Fotografia de mai jos arată terminarea capătului cablului de comandă din cutia de borne a unui transformator de instrument HV de 330 kV.

Pentru a-l proteja de influența mediului, se utilizează bandă metalică și țeavă ondulată. Toate cablurile de control care rulează în instalațiile electrice existente sunt marcate cu etichete speciale și semnate cu cerneală de neșters. Acest lucru facilitează foarte mult munca și căutarea posibilelor defecțiuni în timpul funcționării.

Pe verso, cablurile de control sunt instalate în bornele de distribuție, cutii, cutii, așa cum se arată în fotografia următoare pentru echipamente de 330 kV.

Același principiu se observă în circuitele cu alte tensiuni, de exemplu 110 kV.

Cablurile de control de la echipamentul principal de alimentare sunt așezate prin tăvi sau canale speciale, își alimentează circuitele la nodurile terminale, care asigură funcționarea fiabilă a circuitului în aer liber în toate condițiile meteorologice.

După asamblarea circuitelor electrice la bornele dulapurilor de distribuție, se folosesc din nou următoarele cabluri de comandă, lăsând direct pe panouri în conformitate cu schema și proiectul.

O variantă a conexiunii lor la panourile pentru protecția cu relee și automatizare este prezentată în fotografia următoare.

Ei:

• lăsați un canal special de cablu în două fluxuri separate;

• distribuite pe partea stângă și dreaptă a panoului;

• uniform, uniform distanțat pe întreaga zonă;

• sunt direcționate către blocurile terminale;

• tăiat la o anumită înălțime;

• sunt marcate în același mod.

O aranjare similară a cablurilor de comandă în circuitele pe care le conectează între diferite obiecte ale echipamentelor electrice se aplică circuitelor logice extinse ale conexiunilor electrice. Desenul prezintă un fragment al funcționării unei părți similare a circuitelor de curent ale miezului pentru măsurarea HV 110 kV.

Asta arata:

• triunghiuri negre — instalarea terminalelor a transformatoarelor de măsură situate la înălțime;

• triunghiuri albe - bornele unui dulap de distribuție extern;

• cercuri — bornele de pe panoul de protecție a releului. În cazul nostru, are un număr de serie — #108.

Această diagramă arată clar că cablul de comandă conectează circuitele de curent și le asamblează direct de la înfășurările transformatoarelor de măsurare la panourile de protecție și automatizare a releului printr-o conexiune intermediară - un dulap terminal de distribuție.

La instalarea cablului de control, sunt respectate anumite reguli pentru alimentarea firelor la coloana terminală și marcarea acestora, ceea ce este necesar pentru întreținerea preventivă periodică și pentru efectuarea măsurătorilor de control curent al semnalelor electrice în timpul funcționării.

Construcția cablului de control

Structura internă a fiecărui model este ușor diferită de toate celelalte produse, așa cum se arată în imaginea de mai jos pentru două modificări diferite.

Dar toate au elemente comune:

• fire conductoare;

• strat izolator pe miez;

• agregat;

• coajă.

Cablul de control, în funcție de cerințele condițiilor de lucru, poate fi completat cu:

• armura;

• bandă de ecranare.

Caracteristici de producție de bază conductivă

Este un element indispensabil al cablului și este realizat din metal:

• aluminiu;

• compoziție de cupru aluminiu;

• sau miere.

Conductorul poate fi realizat dintr-un singur fir solid sau dintr-un număr mare de ele prin întindere pentru a oferi flexibilitate structurii generale. Firele cu un singur conductor sunt utilizate pentru cablurile care funcționează în condiții staționare care nu sunt supuse sarcinilor dinamice de încovoiere și torsiune.

Pentru condițiile de lucru ale cablului în dispozitivele mobile, miezurile conductoare sunt realizate din fire răsucite. Firele de miez de cupru din ele sunt acoperite cu un strat de tablă - sunt cositorite sau rămân curate, fără un strat protector.

În interiorul mantalei cablului de control, poate fi utilizat un număr diferit de miezuri, variind de la patru la 61. Pentru aluminiu, secțiunea transversală a firelor ar trebui să înceapă de la 2,5 mm pătrați și mai mult. Dar astfel de produse pot fi utilizate exclusiv în substații cu o tensiune de 110 kV sau mai mică.

Echipamentele secundare ale substațiilor cu o tensiune mai mare de 220 kV și mai mare pot fi conectate numai cu fire și cabluri de cupru. Aluminiul de performanță scăzută nu oferă o fiabilitate ridicată în echipamentele critice. Aluminiul este interzis în circuitele lor secundare.

Secțiunea transversală a conductorilor de cupru ai cablurilor de comandă este standardizată de la 0,75 la 10 mm2. Diametrele subțiri sunt utilizate în circuitele de comunicații cu curent scăzut, telemecanica, telecontrol care nu creează puteri mari de semnal.

Pentru sistemele de măsurare de înaltă precizie care sunt sensibile la pierderi și căderi de tensiune în circuit, se utilizează diametre crescute ale conductorilor de curent.

Metalul firelor conductoare este în mod necesar acoperit cu un strat dielectric, ceea ce exclude apariția curenților de scurtcircuit și scurgeri între ele. Marcajul se aplică stratului izolator:

1. culoarea cochiliei;

2. sau numere.

În prima metodă, se folosește o singură culoare sau se pot crea în plus dungi de culoare pe ea. Marcarea numerică se aplică frecvent, cu un spațiu între numere de cel puțin 3,5 cm.

Grosimea stratului izolator de pe miezul conductor are o rezistență electrică care exclude ruperea stratului dielectric la tensiunea maximă de funcționare și depinde direct de secțiunea transversală a acestuia. Crește odată cu creșterea diametrului firului.

Firele izolate sunt asamblate într-un pachet comun și răsucite pentru a oferi un număr standard de răsuciri care să permită îndoirea cablului în conformitate cu fișa de date.

Clasificare

Cablurile de control diferă prin:

1. metal al conductorului;

2. material metalic izolant;

3. forma firului;

4. material coajă;

5. înveliș de protecție.

Stratul dielectric de pe metalul de bază poate fi aplicat prin:

• cauciuc;

• compus din PVC;

• polietilenă cu auto-stingere;

• polietilenă cu densitate scăzută;

• polietilenă vulcanizată.

Firele sunt realizate în principal din formă rotundă, dar în unele cazuri au o formă plată.

Materialul carcasei poate fi:

• cauciuc sau neinflamabil;

• Compus PVC.

Mantaua pentru cablurile de control care lucrează în condiții extreme este creată de:

• aluminiu;

• conduce;

• bandă de oțel ondulat.

Ecranele și capacele de protecție sunt proiectate pentru cablurile de control care funcționează în patru clase de solicitare mecanică crescută:

• Primul tip de cablu funcționează în interior, în canale de cabluri și șanțuri, fără a fi supus unor forțe mari de tracțiune. Armura lor este creată prin înfășurarea a două benzi de oțel și acoperirea lor cu un compus anticoroziv.

• Al doilea tip este destinat utilizării în conducte, tuneluri și încăperi fără forțe de tracțiune.

• Al treilea tip este exploatat în sol, în tranșee fără forțe de tracțiune semnificative. Au o armură din benzi duble de oțel, protejate de un capac exterior - un furtun din PVC.

• Al patrulea tip este conceput pentru așezarea în pământ și canale. Ele nu trebuie supuse unei rezistențe ridicate la tracțiune. Armura este formată din două fire de oțel acoperite cu un strat de zinc și protejate de sus de un furtun sau un capac din PVC-plastic.

Descrierea mărcii

Cablul este marcat cu scopul unei desemnări concise pentru a oferi informații complete despre compoziția și caracteristicile sale:

• materiale pentru miez și strat izolator;

• compoziția cochiliei și structura acesteia;

• prezența armurii și a acoperirii acesteia;

• numărul de fire conductoare și secțiunea lor transversală.

Simbolurile cu majuscule sunt folosite pentru a marca cablurile de control:

• litera «K» înseamnă «control»;

• metalul conductorului este destinat: aluminiului «A»; alumomed — «AM»; med — absența unei scrisori;

• material izolator sârmă: cauciuc — «P»; compus PVC - «B»; polietilenă de joasă densitate — «P»; polietilenă cu autostingere — «Ps»;

• material manta: bandă de oțel ondulat — «St»; anvelopă — «R»; cauciuc care nu arde — «H; compus PVC - «B»;

• forma firului: plat — «P»; rotund — nu marca.

Caracteristici operaționale

Efectul temperaturii ambiante

Când un curent electric trece printr-un miez metalic se generează încălzire, care poate afecta proprietățile și structura stratului de izolație, le poate deteriora sau chiar poate crea o defalcare a acestuia. Prin urmare, sarcina care trece prin cablu este monitorizată de dispozitive de protecție și limitată la declanșarea de întrerupătoare.

Temperatura de funcționare a cablului trebuie să corespundă parametrilor specificați în condițiile tehnice de funcționare a acestuia.

La temperaturi ambientale scăzute, multe tipuri de izolații, în special cele pe bază de polietilenă, își pierd proprietățile plastice și flexibilitatea. Chiar și de la o ușoară îndoire la frig, ele crapă, se acoperă cu un strat de crăpături și își pierd proprietățile dielectrice.

Prin urmare, la temperaturi sub -5 grade Celsius, instalarea și pozarea cablurilor de control este interzisă, iar iarna nici măcar nu sunt planificate lucrări de reparații preventive pe stradă.

Dacă este necesar să se elimine defecțiunile care au apărut la cablurile de control în timpul înghețului, atunci există o tehnologie specială pentru pregătirea și încălzirea lor prin conectarea curenților prin fire cu controlul temperaturii lor.

Lucrați într-un mediu agresiv

Expunerea chimică la cablul de control este limitată de utilizarea unei mantale de cauciuc pentru mantaua acestuia, care este flexibilă și foarte rezistentă la higroscopicitate. Cu toate acestea, aceste lucruri:

• este mai scump;

• mai susceptibil la căldură și nu permiteți ca temperatura să crească peste 65 de grade;

• își pierde elasticitatea la utilizarea prelungită.

Expunerea la lumină

Expunerea prelungită la lumina soarelui poate distruge unele tipuri de mantale de cablu. Ele sunt cel mai bine protejate de acest efect cu armură, plumb și aluminiu. Dar carcasele moderne din cauciuc și plastic nu au nevoie de o carcasă metalică pentru acest parametru de viață declarat de producător.

Sarcini mecanice de tracțiune

Ele pot fi create atunci când tehnologia de instalare este încălcată sau în timpul funcționării din cauza presiunii crescute a solului din diverse motive. Pentru a contracara aceste forțe, cablul este plasat într-o armătură din benzi metalice.

Astfel, cablul de control:

• se foloseste atunci cand este necesara transmiterea de semnale de comanda sau alte semnale intre obiecte ale circuitului electric aflate la distanta;

• creat de diferite structuri si clase de protectie corespunzatoare anumitor conditii de munca.