Подземный кабель и воздушная линия электропередачи защищаются совершенно разными способами. Один полагается на сплошной заземленный экран и твердый диэлектрик; другой — на воздух, расстояние и изоляторы, которые могут мгновенно перегорать и восстанавливаться.

В месте их соприкосновения выявляется несоответствие. Входящая волна от воздушной линии достигает точки, где трасса уходит под землю, находит кабель, который не может перескочить и восстановиться, и концентрирует свою энергию именно там, где происходит изменение.

Именно поэтому в точке перехода уделяется особое внимание ограничителям перенапряжения, тщательному заземлению и другим аспектам проектирования, даже на тех участках, где ничто другое не рассматривается как нечто особенное.

Почему на этом перекрестке необходим ограничитель перенапряжения

Бегущая волна — это движущееся возмущение вдоль проводника, и она справляется со всем, что встречает, разделяя свою энергию между тем, что продолжает распространяться вдоль линии, и тем, что отражается от разрыва.

Переход от воздушного кабеля к подземному представляет собой существенный разрыв. Импеданс двух типов кабелей различается, и, соответственно, волновое сопротивление изменяется, а результирующее напряжение в точке перехода зависит от баланса между ними.

Воздушная линия электропередачи относительно легко выдерживает перенапряжение. Пробой изолятора виден, самопроизвольно устраняется и подлежит ремонту. Подземный кабель такой возможности не имеет: его изоляция сплошная, и любой пробой является необратимым.

Переходный период, будучи частью обоих миров, но не принадлежа полностью ни к одному из них, в конечном итоге принимает на себя самые негативные последствия, не имея при этом защитных механизмов, характерных для верхней стороны.

Ограничитель перенапряжения на переходном участке ограничивает напряжение, достигающее кабеля, отводя энергию входящей волны в землю до того, как изоляция сможет её выдержать.

Что необходимо для переходного пункта

При хорошо продуманном переходе между воздушным и кабельным телевидением обычно присутствуют пять элементов.

Определенный защитный уровень

Необходимо указать импульсное напряжение, которое должен выдерживать конец кабеля, поскольку именно на этом значении строится вся система управления.

Задерживатель с соответствующим назначением

Номинальное напряжение, энергоемкость и требования к непрерывной работе определяются сетью и заземлением, а не значениями по умолчанию, указанными в каталоге.

Кратковременное, прямое соединение с землей

Провод между разрядником и его заземляющим контактом пропускает высокочастотный ток и добавляет напряжение, поэтому его длина имеет значение.

Заземляющий электрод с известной формой

Сопротивление заземления в месте перехода является частью защиты, и конструкция, в которой это не указано, не может быть проверена.

Разъем кабеля, способный выдерживать нагрузку

Детали оконечного соединения, пайка экрана и ограничение напряжения оболочки на конце кабеля — все это относится к одному и тому же расчету.

Координация изоляции — это процесс выбора разрядника, изоляции кабеля и заземления таким образом, чтобы каждый уровень располагался в правильном порядке при одном и том же воздействии.

Два вида воздействия

Оба варианта заканчиваются неудачей по-разному, и эти различия объясняют, почему для переключения требуется собственная схема.

Поэтому сбой на этапе переключения, как правило, обходится несоразмерно дорого по сравнению с его физическими размерами.

Бегущая волна приходит вдоль воздушной линии электропередачи, достигает точки перехода и отражается или продолжает движение в зависимости от того, с чем она сталкивается, поэтому геометрия стыка между двумя маршрутами имеет такое большое значение.

Где могут быть допущены ошибки при установке ограничителя перенапряжения

Повторяющиеся неисправности в точках переключения редко бывают незаметными.

• Разрядник, установленный на столбе, с длинным заземляющим проводом, идущим вниз и в сторону от конца кабеля.
• Кабель, на конце которого, без каких-либо ограничений по напряжению оболочки, расположен на длинном экране.
• Соединение между экраном и заземляющим электродом было забыто при засыпке котлована.
• Переходной столб, добавленный или перемещенный во время строительства без повторной проверки координат.
• Заземляющий электрод был установлен, но его параметры так и не были измерены, поэтому расчетные значения не были подтверждены.

Каждый из этих элементов представляет собой соединение, а не компонент, поэтому детальный чертеж важнее, чем перечень оборудования.

Переходной столб обеспечивает изменение маршрута, а зачастую и размещение разрядника, поэтому его заземление и доступ к нему должны быть спроектированы совместно с кабелем.

Ограничитель перенапряжения на вершине столба и длинный заземляющий провод

Ситуация: На сельском фидере был установлен разрядник высоко на переходном столбе, а заземляющий провод тянулся на несколько метров вниз по столбу к электроду рядом с кабельным колодцем.

Вывод: Схема выглядела правильной на однолинейном чертеже, и характеристики компонентов соответствовали заявленным. Однако длина проводов приводила к увеличению напряжения во время быстрого события, поэтому на конце кабеля возникала большая нагрузка, чем предполагалось в ходе координационного анализа.

Решение: разрядник был перемещен ближе к оконечности кабеля, заземляющее соединение было укорочено и припаяно непосредственно к экрану кабеля в месте перехода, а также были измерены и зарегистрированы параметры электрода.

Результат: Пересмотренная схема соответствовала предположению, лежащему в основе параметров изоляции, и изменение оказалось недорогим, поскольку касалось не другого кабеля, а его конструкции и геометрии.

Сопротивление заземления в месте расположения разрядника является частью защиты, а не деталью, которую нужно измерять позже, поскольку его значение определяет напряжение, воздействующее на изоляцию.

Варианты размещения ограничителя перенапряжения

Место установки устройства влияет на то, какие воздействия испытывает конец кабеля.

Первый вариант не всегда возможен, и в тех случаях, когда это невозможно, расстояние до защищаемой точки должно учитываться при расчете, а не игнорироваться.

Заземление ограничителя перенапряжения

Разрядник работает за счет проведения тока, и то, что он проводит, должно достичь земли по кратчайшему возможному пути. Каждый метр провода увеличивает индуктивность, и каждая дополнительная индуктивность увеличивает напряжение во время протекания тока.

Это напряжение вычитается из защитного запаса, на который была рассчитана изоляция, поэтому длина и трассировка заземляющего соединения рассматриваются как часть проекта, а не как предпочтительный вариант монтажа.

В месте перехода экран кабеля и заземляющий электрод являются частью одного и того же пути. Соединение их на конце кабеля поддерживает одинаковый потенциал во время события, а отсутствие этого соединения приводит к тому, что изоляция оболочки несет разницу потенциалов, на которую она изначально не была рассчитана.

Измеренное сопротивление заземления становится числом, замыкающим контур, поскольку это единственный способ убедиться, что построенная система соответствует проектной.

Перед тем, как будет вытянут кабель

Четыре задачи, которые необходимо выполнить, пока карьер еще открыт и чертежи находятся в процессе согласования.

Подтвердите уровень защиты в письменной форме.

Заданное значение параметра следует зафиксировать, чтобы при последующей замене разрядника можно было сверить его с этим значением.

Установите положение заземляющего электрода.

Оно должно быть доступным, находиться вне зоны интенсивного движения и быть совместимым с трассой кабеля, выходящего из шахты.

Согласуйте способ склеивания экрана в конце.

Вопрос о том, будет ли экран приклеен и каким образом, решается до начала подготовки клемм.

Сфотографируйте композицию.

Фотография, на которой виден контакт с землей, сделанная до засыпки, ценится больше, чем абзац, написанный по памяти позже.

Что заносится в протокол

Документы, хранящиеся в переходный период, кратки и имеют непропорционально большую ценность.

• Тип разрядника, номинальные характеристики и серийный номер или номер партии.
• Измеренное сопротивление заземления и дата измерения.
• Схема соединения на конце кабеля, с фотографией.
• Положение перехода относительно схем маршрута.
• Любые изменения, внесенные в процессе строительства, и их причины.

Этого достаточно, чтобы восстановить защиту кабеля, не вскрывая котлован.

Что может и чего не может решать поставщик

Производитель кабеля может указать расчетный уровень импульса, который должна выдерживать изоляция, и механические пределы нагружаемом конце. Эти два показателя напрямую влияют на процесс координации.

Производитель не может определить место установки ограничителя перенапряжения, длину его заземляющего провода или требуемое сопротивление заземления. Эти вопросы относятся к проектированию сети и к строительным работам вокруг опоры.

Если эти два аспекта объединяются на этапе запроса информации, в результате проекта получается кабель, заявленный уровень прочности которого соответствует устанавливаемой защите.

Там, где это не так, переход осуществляется на основе двух независимо обоснованных решений и без каких-либо расчетов, связывающих их, именно поэтому хорошо построенный кабель выходит из строя в первый же сезон штормов.

Входные данные запроса предложений (RFQ) для защиты переходного процесса.

Эти точки позволяют проверить соответствие конца кабеля, ограничителя перенапряжения и заземления вокруг них друг другу перед выполнением соединения.

• уровень устойчивости к импульсным воздействиям, на который рассчитан переход.
• Тип разрядника, номинальные характеристики и предполагаемое место установки
• длина и трасса заземления от устройства
• целевое сопротивление заземления и способ его проверки
• схема подключения экрана и напряжения оболочки на конце кабеля
• конструкция кабеля на конце, включая экран
• терминал и оборудование, к которому подключается конец кабеля.
• Протоколы испытаний и фотографии, которые владелец ожидает получить при передаче объекта.

Технические стандарты, такие как IEC 60502 , IEC 60228 и IEC 60332, могут согласовывать терминологию, касающуюся конструкции кабеля и испытаний. Однако окончательное решение по системе по-прежнему принимается на основе утвержденной проектной спецификации, применимых местных правил и решений квалифицированного проектного органа.

Кабельные опоры JINCHUIAN для перехода от надземных к подземным кабелям

Компания JINCHUAN Cable поставляет кабель с информацией об изоляции и экране, необходимой для координации работ по изоляции, и может подтвердить показатели устойчивости, применимые к заказанной конструкции.

Изучите ассортимент кабелей и особенности их производства , а затем обсудите детали перехода с концевым креплением кабеля.

Согласуйте схему расположения ограничителей перенапряжения до начала подготовки оконечного устройства, поскольку кабельный конец и защитное устройство над ним должны быть рассчитаны с учетом взаимного соответствия размеров.

Часто задаваемые вопросы

Почему точка перехода рассматривается отдельно?

Она соединяет два маршрута с разным сопротивлением импульсным перенапряжениям и разной устойчивостью к перенапряжениям, поэтому на ней наблюдается концентрация напряжения, которой не подвергается ни один из маршрутов по отдельности.

Для чего нужен ограничитель перенапряжения?

Проводимость начинается, когда напряжение превышает пороговое значение, и энергия отводится в землю, что ограничивает напряжение, достигающее конца кабеля.

Что такое координация теплоизоляции?

Это процесс выбора разрядника, уровня изоляции и заземления таким образом, чтобы каждый из них выдерживал одно и то же событие в правильной последовательности.

Имеет ли значение длина заземляющего провода?

Да, это так. Провод обладает индуктивностью, поэтому более длинное соединение увеличивает напряжение во время события и уменьшает запас прочности кабеля.

Следует ли приклеивать экран кабеля в месте его соединения?

В большинстве случаев экран припаивается к заземляющему электроду на конце кабеля, поэтому во время события обе стороны поднимаются одновременно, а не изоляция оболочки переносит разницу.

Как проверяется правильность проекта?

Путем измерения сопротивления заземления в точке установки, регистрации схемы расположения и сравнения ее с предположениями, использованными при координации работ.

Можно ли заменить кабель, чтобы снизить риск?

В пределах допустимых значений. Уровень изоляции заказанного кабеля является одним из параметров, но результат обычно определяется расположением, заземлением и длиной соединения.

Где следует установить разрядник?

Чем ближе к концу кабеля, тем короче защитный контур, и на конце кабеля будет действовать ограниченное напряжение.

Какие записи следует вести?

Тип и номинал разрядника, измеренное сопротивление заземления, схема заземления с фотографией, а также любые изменения, внесенные в процессе строительства.

Как компания JINCHHUAN Cable может поддержать разработку переходного проекта?

Компания JINCHUAN Cable может подтвердить характеристики изоляции и экранирования поставляемой конструкции, которые являются частью координационных расчетов для кабеля.