Cáp điều khiển trong hệ thống điện - mục đích, kiểu kết cấu, ứng dụng

Sản phẩm cáp trong mạng điện dùng để truyền tải điện năng đi xa. Chúng được sử dụng làm đường dẫn điện trực tiếp của các dòng năng lượng hoặc để vận hành các mạch trong hệ thống điều khiển, bảo vệ, tự động hóa, tín hiệu.

Cáp điện chủ yếu hoạt động với dòng điện cao áp lên đến 35, 110 kV trở lên hoặc trong mạng 0,4 kV. Chúng được thiết kế và sản xuất đặc biệt cho một loại điện áp cụ thể. Các mô hình tham chiếu được sử dụng cho các mục đích khác.

Mục đích của cáp điều khiển

Nó không được kết nối với các chuỗi điện, mà với các hệ thống dịch vụ của chúng, trong đó không có nguồn điện tăng thêm nào được truyền đi. Điện áp hoạt động tối đa của chúng thường được giới hạn ở 380 hoặc trong một số trường hợp là 1000 vôn.

Quy định này giúp hiểu được việc phân chia thiết bị trạm điện thành:

• mạch điện sơ cấp;

• chuỗi dịch vụ thứ cấp.

Ví dụ, trong thiết bị đóng cắt của trạm biến áp 110 kV, tất cả các thiết bị điện thuộc về một vòng sơ cấp trực tiếp phân phối, nhận và truyền năng lượng điện.

Các mạch thứ cấp được kết nối với máy biến áp đo dòng điện và điện áp để tính đến các quá trình diễn ra trong mạch sơ cấp, cũng như với cuộn dây điện từ và cuộn dây điều khiển của công tắc nguồn, các tiếp điểm phụ và bộ lặp của bộ ngắt kết nối, bộ tách và các thiết bị khác.

Tất cả các thiết bị thứ cấp được kết nối với nhau trong các mạch điện thông qua các dây cáp nằm trên bề mặt của kết cấu tòa nhà, trong các máng và kênh cáp đặc biệt, trong lòng đất hoặc ngoài trời.

Các dây cáp này được đặt tên là điều khiển... Giải thích mục đích của chúng — cung cấp khả năng kiểm soát các thuật toán quy trình công nghệ xảy ra trong vòng lặp chính.

Với sự trợ giúp của cáp điều khiển, tín hiệu điện được truyền qua các mạch:

• phép đo các thông số chính của năng lượng điện;

• điều khiển thiết bị mạch điện,

• tự động hóa và bảo vệ hệ thống điện;

• các thiết bị khác phục vụ thiết bị cơ bản.

Cách sử dụng cáp điều khiển

Ảnh dưới đây cho thấy điểm cuối của đầu cáp điều khiển từ hộp đấu dây của máy biến áp thiết bị 330 kV HV.

Để bảo vệ nó khỏi tác động của môi trường, băng kim loại và ống lượn sóng được sử dụng. Tất cả các dây cáp điều khiển chạy trong hệ thống lắp đặt điện hiện có đều được đánh dấu bằng nhãn đặc biệt và được ký bằng mực không thể tẩy xóa. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho công việc và tìm kiếm các trục trặc có thể xảy ra trong quá trình vận hành.

Ở mặt sau, cáp điều khiển được lắp đặt trong các thiết bị đầu cuối, hộp, hộp phân phối, như trong ảnh sau cho thiết bị 330 kV.

Nguyên tắc tương tự được quan sát trong các mạch có điện áp khác, ví dụ 110 kV.

Cáp điều khiển từ thiết bị cấp nguồn chính được đặt qua các khay hoặc kênh đặc biệt, đưa mạch của chúng đến các nút đầu cuối, đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của mạch ngoài trời trong mọi điều kiện thời tiết.

Sau khi lắp ráp các mạch điện vào các đầu cuối của tủ phân phối, các cáp điều khiển tiếp theo được sử dụng lại, để trực tiếp trên các bảng theo sơ đồ và dự án.

Một biến thể kết nối của chúng với các bảng để bảo vệ rơle và tự động hóa được hiển thị trong ảnh tiếp theo.

Họ:

• để lại một kênh truyền hình cáp đặc biệt trong hai luồng riêng biệt;

• phân phối ở bên trái và bên phải của bảng điều khiển;

• rải đều, cách đều nhau trên toàn bộ diện tích;

• được hướng đến các khối thiết bị đầu cuối;

• cắt đến một độ cao nhất định;

• được đánh dấu theo cùng một cách.

Sự sắp xếp tương tự của cáp điều khiển trong các mạch mà chúng kết nối giữa các đối tượng khác nhau của thiết bị điện áp dụng cho các mạch logic mở rộng của các kết nối điện. Bản vẽ cho thấy một phần hoạt động của một phần tương tự của các mạch hiện tại của lõi để đo HV 110 kV.

Màn trình diễn này:

• tam giác đen - lắp đặt đầu cuối của máy biến áp đo lường đặt ở độ cao;

• hình tam giác màu trắng - thiết bị đầu cuối của tủ phân phối bên ngoài;

• vòng tròn — các cực trên bảng bảo vệ rơle. Trong trường hợp của chúng tôi, nó có số sê-ri — #108.

Sơ đồ này cho thấy rõ ràng rằng cáp điều khiển kết nối các mạch dòng điện và lắp ráp chúng trực tiếp từ cuộn dây của máy biến áp đo lường đến bảng bảo vệ rơle và tự động hóa thông qua kết nối trung gian - tủ đầu cuối phân phối.

Khi lắp đặt cáp điều khiển, một số quy tắc nhất định được tuân theo để cấp dây vào cột đầu cuối và đánh dấu chúng, điều này cần thiết để bảo trì phòng ngừa định kỳ và để thực hiện các phép đo điều khiển dòng điện của tín hiệu điện trong quá trình vận hành.

Cấu tạo cáp điều khiển

Cấu trúc bên trong của mỗi kiểu máy hơi khác so với tất cả các sản phẩm khác, như thể hiện trong hình bên dưới đối với hai sửa đổi khác nhau.

Nhưng chúng đều có những yếu tố chung:

• dây dẫn điện;

• lớp cách điện trên lõi;

• tổng hợp;

• vỏ bọc.

Cáp điều khiển, tùy thuộc vào yêu cầu của điều kiện làm việc, có thể được bổ sung:

• áo giáp;

• băng che chắn.

Tính năng sản xuất lõi dẫn điện

Nó là một yếu tố không thể thiếu của cáp và được làm bằng kim loại:

• nhôm;

• thành phần đồng nhôm;

• hoặc mật ong.

Dây dẫn có thể được làm từ một sợi dây đơn hoặc từ một số lượng lớn chúng bằng cách kéo dài để tạo sự linh hoạt cho cấu trúc tổng thể. Dây một lõi được sử dụng cho các loại cáp hoạt động trong điều kiện cố định không chịu tải trọng uốn và xoắn động.

Đối với các điều kiện làm việc của cáp trong thiết bị di động, lõi dẫn điện của thiết bị di động được làm bằng dây xoắn. Dây lõi đồng trong chúng được phủ một lớp thiếc - chúng được đóng hộp hoặc vẫn sạch, không có lớp phủ bảo vệ.

Bên trong vỏ bọc của cáp điều khiển, có thể sử dụng một số lõi khác nhau, từ bốn đến 61. Đối với nhôm, tiết diện của dây phải bắt đầu từ 2,5 mm vuông trở lên. Nhưng những sản phẩm như vậy chỉ có thể được sử dụng trong các trạm biến áp có điện áp từ 110 kV trở xuống.

Các thiết bị thứ cấp của trạm biến áp có điện áp cao hơn từ 220 kV trở lên chỉ được phép nối bằng dây và cáp đồng. Nhôm hiệu suất thấp không mang lại độ tin cậy cao trong các thiết bị quan trọng. Nhôm bị cấm trong mạch thứ cấp của chúng.

Tiết diện của ruột đồng của cáp điều khiển được tiêu chuẩn hóa từ 0,75 đến 10 mm2. Đường kính mỏng được sử dụng trong các mạch giao tiếp dòng điện thấp, cơ điện từ xa, điều khiển từ xa không tạo ra công suất tín hiệu cao.

Đối với các hệ thống đo lường có độ chính xác cao nhạy cảm với tổn thất và sụt áp trong mạch, đường kính dây dẫn tăng lên được sử dụng.

Kim loại của dây dẫn nhất thiết phải được phủ một lớp điện môi, loại trừ sự xuất hiện của dòng điện ngắn mạch và rò rỉ giữa chúng. Việc đánh dấu được áp dụng cho lớp cách nhiệt:

1. màu vỏ;

2. hoặc số.

Trong phương pháp đầu tiên, một màu được sử dụng hoặc các sọc màu có thể được tạo thêm trên đó. Việc đánh số được áp dụng thường xuyên, với khoảng cách giữa các số ít nhất là 3,5 cm.

Độ dày của lớp cách điện trên lõi dẫn điện có độ bền điện loại trừ sự phá vỡ lớp điện môi ở điện áp hoạt động tối đa và phụ thuộc trực tiếp vào tiết diện của nó. Nó tăng lên khi tăng đường kính dây.

Các dây cách điện được tập hợp thành một bó chung và được xoắn lại để cung cấp số vòng xoắn tiêu chuẩn cho phép uốn cáp theo bảng thông số kỹ thuật.

phân loại

Cáp điều khiển khác nhau ở:

1. kim loại của dây dẫn;

2. vật liệu cách điện bằng kim loại;

3. hình dạng của dây;

4. vật liệu vỏ;

5. sơn phủ bảo vệ.

Lớp điện môi trên kim loại cơ bản có thể được áp dụng bằng cách:

• cao su;

• hợp chất PVC;

• polyetylen tự dập lửa;

• polyetylen mật độ thấp;

• polyetylen lưu hóa.

Dây chủ yếu được làm bằng hình tròn, nhưng trong một số trường hợp, chúng có hình dạng phẳng.

Vật liệu vỏ có thể là:

• cao su hoặc không cháy;

• hợp chất PVC.

Vỏ bọc cho cáp điều khiển làm việc trong điều kiện khắc nghiệt được tạo bởi:

• nhôm;

• chỉ huy;

• dải thép lượn sóng.

Tấm chắn và vỏ bảo vệ được thiết kế cho cáp điều khiển hoạt động trong bốn loại ứng suất cơ học gia tăng:

• Loại cáp thứ nhất làm việc trong nhà, trong ống dẫn cáp và hào, không chịu lực kéo lớn. Áo giáp của họ được tạo ra bằng cách cuộn hai dải thép và phủ lên chúng một hợp chất chống ăn mòn.

• Loại thứ hai được thiết kế để sử dụng trong ống dẫn, đường hầm và phòng không có lực kéo.

• Loại thứ ba được khai thác trong lòng đất, trong hào không có lực kéo đáng kể. Chúng có lớp giáp làm bằng các dải thép đôi, được bảo vệ bởi lớp vỏ bên ngoài - một ống nhựa PVC.

• Loại thứ tư được thiết kế để đặt trong lòng đất và các kênh. Chúng không nên chịu độ bền kéo cao. Áo giáp bao gồm hai dây thép được phủ một lớp kẽm và được bảo vệ từ bên trên bằng ống mềm hoặc vỏ nhựa PVC.

Mô tả nhãn hiệu

Cáp được đánh dấu với mục đích chỉ định ngắn gọn để cung cấp thông tin đầy đủ về thành phần và đặc điểm của nó:

• vật liệu lõi và lớp cách điện;

• thành phần của vỏ và cấu trúc của nó;

• sự hiện diện của áo giáp và lớp phủ của nó;

• số lượng dây dẫn và tiết diện của chúng.

Ký hiệu bằng chữ in hoa dùng để đánh dấu cáp điều khiển:

• chữ «K» là viết tắt của «điều khiển»;

• kim loại của dây dẫn dành cho: nhôm «A»; phèn - «AM»; med — không có chữ cái;

• vật liệu cách điện dây: cao su — «P»; Hợp chất PVC — «B»; polyetylen mật độ thấp — «P»; polyetylen tự dập lửa — «Ps»;

• vật liệu vỏ bọc: dải thép sóng — «St»; lốp — «R»; cao su non — «H; Hợp chất PVC — «B»;

• hình dạng dây: phẳng — «P»; tròn — không đánh dấu.

đặc điểm hoạt động

Ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường

Khi có dòng điện chạy qua lõi kim loại sưởi ấm được tạo ra, có thể ảnh hưởng đến các đặc tính và cấu trúc của lớp cách nhiệt, làm chúng xấu đi hoặc thậm chí tạo ra sự cố của nó. Do đó, tải đi qua cáp được theo dõi bởi các thiết bị bảo vệ và hạn chế vấp ngã nhờ bộ ngắt mạch.

Nhiệt độ hoạt động của cáp phải tương ứng với các thông số được chỉ định trong điều kiện kỹ thuật cho hoạt động của nó.

Ở nhiệt độ môi trường thấp, nhiều loại vật liệu cách nhiệt, đặc biệt là vật liệu cách nhiệt làm từ polyetylen, sẽ mất đi tính chất dẻo và tính linh hoạt của chúng. Ngay cả khi bị uốn cong nhẹ trong thời tiết lạnh, chúng sẽ bị nứt, bị bao phủ bởi một lớp vết nứt và mất đi tính chất điện môi.

Do đó, ở nhiệt độ dưới -5 độ C, việc lắp đặt và đặt cáp điều khiển bị cấm và vào mùa đông, công việc sửa chữa phòng ngừa trên đường phố thậm chí không được lên kế hoạch.

Nếu cần phải loại bỏ các trục trặc xảy ra trong dây cáp điều khiển trong quá trình đóng băng, thì có một công nghệ đặc biệt để chuẩn bị và làm nóng chúng bằng cách kết nối dòng điện qua dây có kiểm soát nhiệt độ của chúng.

Làm việc trong một môi trường tích cực

Việc tiếp xúc với hóa chất đối với cáp điều khiển được hạn chế bằng cách sử dụng vỏ bọc cao su cho vỏ bọc của nó, linh hoạt và có khả năng chống hút ẩm cao. Tuy nhiên, những điều này:

• mắc hơn;

• dễ bị nóng hơn và không cho phép nhiệt độ tăng trên 65 độ;

• mất tính đàn hồi khi sử dụng kéo dài.

Tiếp xúc với ánh sáng

Tiếp xúc lâu với ánh sáng mặt trời có thể phá hủy một số loại vỏ cáp. Chúng được bảo vệ tốt nhất khỏi hiệu ứng này bằng áo giáp, chì và nhôm. Nhưng vỏ hiện đại làm bằng cao su và nhựa không cần vỏ kim loại cho thông số tuổi thọ này do nhà sản xuất khai báo.

Tải trọng kéo cơ học

Chúng có thể được tạo ra khi công nghệ lắp đặt bị vi phạm hoặc trong quá trình vận hành do áp lực đất tăng lên vì nhiều lý do. Để chống lại các lực này, dây cáp được đặt trong một lớp giáp làm bằng các dải kim loại.

Do đó, cáp điều khiển:

• nó được sử dụng khi cần truyền tín hiệu điều khiển hoặc các tín hiệu khác giữa các đối tượng của mạch điện nằm ở khoảng cách xa;

• được tạo bởi các kết cấu và hạng bảo vệ khác nhau tương ứng với các điều kiện làm việc nhất định.