Классификация и выбор клемм для высоковольтных кабелей

1) Клемма кабеля с вилкой 110 ~ 220 кВ

При использовании комбинированных устройств с КРУЭ трансформатор или КРУЭ иногда выводится непосредственно из трансформатора или КРУЭ по высоковольтному кабелю вместо традиционного изолятора. Существует множество типов клемм высоковольтного кабельного оборудования, поэтому выбор подходящего КРУЭ, трансформатора и кабеля для монтажа, испытаний, а также дальнейшей эксплуатации и технического обслуживания имеет большое значение.

1.1 Тип клеммного устройства

Кабельный ввод на высоковольтном оборудовании используется для механической фиксации кабельного ввода и электрического переходного соединения с трансформатором или корпусом комбинированного устройства КРУЭ. Эпоксидная гильза на кабельном выводе эффективно предотвращает проникновение изоляционного масла или газа SF6 в корпус кабеля. Для решения проблемы электрической изоляции кабельного вывода в полости эпоксидной оболочки традиционным решением является заполнение полости оболочки маслом или газом SF6. Выводы оборудования такого типа высоковольтного кабеля называются маслонаполненными (или надувными), также известными как «мокрые» типы. Метод их заполнения используется реже, обычно с использованием масла.

Клемма маслонаполненного оборудования должна быть подключена электрически и механически и установлена ​​на месте с кабельным вводным складом. В ходе полевых испытаний и монтажных работ персонал производителя оборудования высокого давления должен сотрудничать при выполнении работ по заправке и выпуску воздуха (масла) и других работ на кабельном вводном складе, что является довольно сложной процедурой. Некоторые маслонаполненные клеммы оснащены респиратором (с функцией масляной подушки, подобной трансформатору); в некоторых также необходимо использовать вакуумный способ для впрыскивания масла в корпус из эпоксидной смолы, что очень неудобно. На рисунке ниже показана маслонаполненная кабельная клемма 110 кВ, устанавливаемая на интегрированное устройство КРУЭ.

Другой тип высоковольтных кабельных клемм, благодаря оптимизации конструкции, обеспечивает отсутствие зазоров между конусом напряжения и внутренней поверхностью корпуса клеммы, а также идеальное равномерное распределение силового кабеля. Отсутствие необходимости заполнения корпуса эпоксидной смолой (маслом или газом) решает проблему полости электрической изоляционной втулки; такие клеммы называются сухими клеммными устройствами.
Сухой высоковольтный кабельный терминал не содержит масла и полностью закрыт, поэтому его положение не ограничено, а соединение между кабелем и комбинированным устройством КРУЭ или трансформатором может быть гибко реализовано в различных направлениях в соответствии с потребностями объекта.
На следующем рисунке показан сухой кабельный клеммник, собранный из нижней части кабельного вводного бункера, расположенного сбоку трансформатора.

В зависимости от особенностей сборки сухих высоковольтных кабельных клемм, их можно разделить на три категории.
Первый тип — это традиционный тип, то есть, с оболочкой из эпоксидной смолы и кабелем, а также с комплексной установкой и испытанием с использованием конуса напряжений.
Процедура монтажа в полевых условиях практически такая же, как и при установке мокрого терминала, за исключением того, что обсадная труба не заполняется маслом (газом).
В ходе полевых испытаний и монтажных работ по-прежнему требуется сотрудничество персонала производителя высоковольтного оборудования с полевыми работниками для выполнения работ по зарядке и разрядке (смазке) кабельного вводного склада, а порядок работы и взаимодействие в рамках всего монтажа довольно сложны.
Второй тип — вставной, в котором эпоксидная втулка кабельного наконечника может устанавливаться отдельно от кабеля и натяжного конуса, но не может быть испытана отдельно.
На токопроводящем стержне, обжатом к сердечнику кабеля, установлено пружинное фиксирующее устройство. Когда конец кабеля вставляется в эпоксидную гильзу, пружинное фиксирующее устройство автоматически выдвигается и фиксирует конец кабеля в эпоксидной гильзе, предотвращая его соскальзывание.
После вставки конец кабеля такого типа невозможно вытащить обратно.
Процедура установки вставных кабельных клемм в основном такая же, как и у клемм первого класса. Например, для комбинированных устройств КРУЭ на заводе можно предварительно установить эпоксидную гильзу на кабельный ввод КРУЭ. Эпоксидная гильза полностью изолирует газ SF6 в кабельном вводе от внешней среды, снижая объем работ по взаимодействию с производителем на объекте.
Однако, если в ходе испытаний кабеля возникают проблемы, требующие устранения, все равно необходимо заряжать и разряжать кабель, удаляя газ из него, в кабельный бункер.
Кроме того, при использовании вставных кабельных клемм в трансформаторах их установка и тестирование аналогичны работам с обычными кабельными клеммами класса 1.
На следующем рисунке показан кабельный терминал, подключенный к ГИС-устройству.

Третий тип — это клеммная система для кабеля типа «подключи и вытащи», при этом оболочка, кабель и конус напряжения могут устанавливаться отдельно, а также могут проводиться отдельные испытания;
Головку кабеля можно вставить или вытащить.
Его конструкция самая простая, установка наиболее удобна.
Вставные кабельные клеммы также делятся на два типа: многоразовые и одноразовые.
Клемма кабеля, которую можно собрать заново, сняв части штекера, называется многоразовой клеммой кабеля; в противном случае это не многоразовая клемма кабеля.
Монтаж штекерного кабельного терминала на месте установки имеет следующие характеристики:
(1) Корпус из эпоксидной смолы может быть установлен и подключен к КРУ или трансформатору заранее, и может быть протестирован с КРУ или трансформатором одновременно;
(2) просто завершите сборку головки кабеля на месте;
(3) кабель можно тестировать отдельно с помощью испытательной гильзы, без участия производителей оборудования;
(4) После прохождения испытания вставьте кабель в оболочку из эпоксидной смолы и завершите установку после установки заземляющего провода.
На следующем рисунке показана принципиальная схема типичного подключаемого клеммного разъема.

Вставной кабельный терминал и распределительная коробка ГИС могут использоваться для формирования Т-образного разъема кабеля.
На рисунке 5 показан Т-образный соединитель кабеля, установленный в туннеле, который позволяет осуществлять один ввод и два вывода кабеля.
Оно позволяет гибко реализовывать следующие функции: (1) Когда при переоборудовании старой подстанции необходимо добавить исходящую линию, соединение типа «Т» позволяет избежать увеличения интервала ГИС;
(2) В средней части кабельной линии использование проводов типа «Т» позволяет легко обеспечить электропитанием новых пользователей;
③ Если имеется длительная линия электропередачи, но условия еще не соответствуют требованиям, и установка такой линии невозможна, можно использовать Т-образный способ подключения, предусмотрев место для розетки и установив специальную изоляционную вилку, после чего основную линию можно ввести в эксплуатацию;
④ Если от подстанции на протяжении длительного времени проложены два кабеля параллельно, экономичнее выбрать единый кабельный вывод и использовать Т-образное соединение для электроснабжения в точке ответвления.
Кроме того, в случае выхода из строя одного из трех рабочих кабелей, соединенных Т-образным кабелем, неисправный кабель можно вытащить, а два других кабеля могут продолжить работу после установки специальной изоляционной заглушки.

1.2 Принцип сравнения характеристик и выбора клеммного оборудования для высоковольтных кабелей
Все виды высоковольтных кабельных клемм проходят строгие испытания на электрические характеристики, соответствующие требованиям национального стандарта IEC60859. При этом, в процессе монтажа, испытаний, эксплуатации, технического обслуживания, устранения неисправностей и других аспектах, все виды кабельных клемм имеют различные характеристики.
Клемма кабеля должна обладать теми же электрическими характеристиками, рабочей температурой и сроком службы, что и выбранный кабель.
Конструкция кабельного терминала должна обеспечивать хорошее распределение электрического поля и предотвращать усадку изоляции.
В принципе, оно обладает следующими характеристиками:
(1) Электрические характеристики.
Главным фактором является рациональность распределения электрического поля в кабельной арматуре, целесообразность мер по улучшению распределения электрического поля, электрическая прочность материалов, диэлектрические потери и запас изоляции изделий и т.д.
В то же время необходимо учитывать стабильность электрических свойств, включая химические и физические свойства, а также структурную стабильность материалов кабельной арматуры.
Например, рассматривается вопрос о стабильности характеристик материалов, используемых для контроля напряжений, о легкости деформации конуса напряжений, о влиянии втягивания изоляции кабеля на распределение электрического поля в кабельной арматуре и мерах профилактики, о совместимости различных материалов, о стабильности свойств интерфейса и т. д.
Кроме того, следует учитывать и тепловые характеристики кабельной арматуры, такие как диэлектрические потери, контактное сопротивление соединения проводников и его стабильность, теплопроводность, тепловое расширение и сжатие, влияющие на электрические и механические свойства каждого компонента.
(2) Герметичность.
Влагонепроницаемость и герметичность напрямую влияют на электрические характеристики и срок службы кабельной арматуры.
Конструкция уплотнения клеммы надежна и стабильна.

(3) Механические свойства.
Клемма должна обладать достаточной устойчивостью к изгибу и ударам.
(4) Производительность процесса.
Технологические характеристики являются важным условием при проектировании и выборе кабельной арматуры. Процесс монтажа должен быть максимально простым, удобным для проведения строительных работ на объекте, а сроки выполнения работ — короткими.
Высокое качество продукции не зависит от требований к условиям эксплуатации на объекте и уровня квалификации монтажников;
Легко контролируемое качество монтажа, надежное качество и так далее.
Монтаж кабельных терминалов может быть выполнен самостоятельно, без согласования с производителями трансформаторов или КРУЭ вопросов по отводу масла и воздуха, и качество монтажа может быть легко гарантировано.
(5) Подходит для требований проекта.
Многие виды кабельной арматуры имеют свои особенности, поэтому выбор кабельной арматуры следует осуществлять в соответствии с реальными потребностями применения.
(6) Система обеспечения качества производителя.
После того, как сборные кабельные комплектующие покидают завод, производитель предоставляет детали и материалы, такие как резиновые сборные элементы, сборные конусы напряжения, фарфоровые втулки, оболочки и пропитки, которые собираются в цельные клеммы или соединения во время монтажа на месте.
Качество изготовления и процесс монтажа каждого компонента напрямую влияют на качество кабельной арматуры.
Данная программа обеспечения качества должна включать как минимум следующее: ① Строгое проведение заводских испытаний ключевых компонентов (таких как резиновый конус напряжения, эпоксидная смола GIS, пропиточный агент и т. д.).
Тщательно проверьте надежность испытательного и измерительного оборудования, эффективность методов испытаний, квалификацию персонала, проводившего испытания, и полноту протоколов испытаний;
(2) Прошли ли монтажные и строительные работы, проводимые производителем, строгую подготовку и обладают ли они достаточным опытом строительства;
(3) Насколько хорошо налажена координация между различными отделами производителя;
(4) Предыдущие данные о продажах и операциях.
При выборе кабельного терминала необходимо в полной мере учитывать испытания и техническое обслуживание после сборки кабеля, а также испытания и техническое обслуживание при обнаружении неисправностей в кабеле. Необходимо обеспечить возможность раздельного тестирования и технического обслуживания кабеля, трансформатора и КРУЭ без взаимного влияния друг на друга.
Безусловно, взаимозаменяемость, возможность многократного использования, необслуживаемость, компактная конструкция и цена кабельных клемм также являются важными факторами, которые следует учитывать при выборе.

Два кабельных клеммных разъема 10–35 кВ
2.1 Тип клеммного устройства
Существует множество типов штекеров для кабелей, которые, как правило, делятся на американские и европейские модели.
Основная функция кабельного разъема — подключение однофазного или трехфазного кабеля к распределительному шкафу, трансформатору, кольцевому сетевому шкафу, кабельной ответвительной коробке и другому электрооборудованию.
Составьте заглушку до и после как минимум одной заглушки, онтологию заглушки до и после заглушки в Т-образной трубчатой ​​конструкции, Т-образную трубку для перпендикулярного горизонтального и вертикального отверстий, заглушку, заглушку до и после заглушки, горизонтальную последовательность заглушек, соединенных вместе, Т-образный корпус вертикального отверстия с проволочными клеммами, верхняя часть линии клеммы для прижима оснащена давлением.
В горизонтальном сквозном отверстии передней и задней вилок расположено соединительное устройство, которое соединено с клеммой для прижима провода, а клемма для прижима провода соединена с кабелем.
Разъемы и передние и задние штекеры изготавливаются на заводе, обеспечивают гибкую передачу данных, имеют малый объем, компактную конструкцию, простой процесс монтажа, высокую безопасность, могут использоваться в распределительных шкафах, кабельных ответвлениях и других местах, подходят для внутренней и наружной установки.

Головка кабельного штекера имеет множество прозвищ: угловой соединитель, Т-образный соединитель, разъемный клеммный разъем и так далее.
Как правило, следует отдавать предпочтение напряжениям 10 кВ и 35 кВ, а модели применения обычно делятся на европейские и американские типы.
Основные различия между американской и европейской схемами расположения шин и кабельных выводов заключаются в горизонтальном расположении в Америке и вертикальном в Европе.
На рисунке ниже изображена Европа.

Головка европейского кабельного штекера соединяется с помощью экранирующего болта;
Подходит для кольцевых распределительных шкафов, кабельных распределительных коробок, входных и выходных клемм подстанций коробчатого типа (для сшитых силовых кабелей), а также для соединения труб с двойной сквозной изоляцией и резьбой.
Внешний слой имеет экранирующий полупроводниковый слой, к которому можно прикасаться для обеспечения личной безопасности;
Уникальная конусообразная структура эффективно рассеивает напряженность электрического поля и решает проблему повреждения экранирующего слоя кабеля;
Проблема напряжения электрического поля;
Возможность расширения, гибкая разборка и сборка, позволяет выполнить кабельное соединение типа «Т»;
Полная герметичность, полная теплоизоляция, полная защита, не требует обслуживания, защита от затопления, защита от загрязнения.