Opis realizacji · Litwa · Samochody pomiarowe & lokalizacja uszkodzeń

Silikonowy kabel probierczy wysokiego napięcia do samochodu pomiarowego — Litwa

Samochód pomiarowy potrzebował zamiennego silikonowego kabla probierczego wysokiego napięcia: 8.7/15 kV AC w pracy ciągłej, 125 kV DC krótkotrwale, w pełni ekranowanego i na tyle giętkiego, aby nawijał się na bęben o średnicy 230 mm, który cztery do sześciu razy dziennie jest wyciągany, wleczony po ziemi i zwijany z powrotem. TEBAOFLEX dostarczył niestandardową ekranowaną konstrukcję silikonową o średnicy zewnętrznej 22 mm, wykonaną z limitem wyładowań niezupełnych 5 pC przy 20 kV AC.

Zapis projektowy

Czego samochód pomiarowy naprawdę wymaga od swojego kabla WN

Samochód pomiarowy to laboratorium lokalizacji uszkodzeń na kołach. W środku znajdują się generator fali udarowej, źródło napięcia probierczego DC lub VLF, reflektometr czasowy i mostek, a całość łączy się z kablem ułożonym w ziemi przez jeden giętki ekranowany przewód rozwijany z bębna. Procedury lokalizacji uszkodzeń — TDR dla uszkodzeń o małej rezystancji, metody odbicia łuku i prądu udarowego dla przebić o dużej rezystancji, metoda zaniku dla uszkodzeń ujawniających się dopiero przy wysokim napięciu oraz wypalanie — wszystkie przesyłają swoją energię przez ten jeden kabel.

Producenci sprzętu publikują bardzo dużo o przyrządach i niemal nic o tym kablu. Podczas tego projektu szukaliśmy i znaleźliśmy broszury samochodów, mostków, generatorów udarowych i oprogramowania — i praktycznie żadnej opublikowanej specyfikacji przewodu, który łączy je ze światem. Ta luka jest powodem, dla którego powstał ten opis.

Dlaczego nie dało się po prostu zamówić ponownie starego kodu typu

Zapytanie przyszło jako dawne odniesienie do typu Pirelli z napięciem znamionowym 6/6 kV i dopiskiem 120 kV DC. Ten kod nie odpowiada już niczemu, co da się zamówić: Pirelli Cables and Systems stało się firmą Prysmian w 2005 roku, a ekranowane gumowe kable probiercze z tamtego okresu dawno zniknęły z aktualnych katalogów. Sprawny samochód pomiarowy tymczasem nie przejmuje się tym, jak kabel się nazywa.

Zrobiliśmy więc to, co w takiej sytuacji trzeba zrobić: odłożyliśmy kod typu i odtworzyliśmy specyfikację na podstawie warunków pracy. Napięcie znamionowe, wytrzymałość krótkotrwała, układ ekranowania, limit wyładowań niezupełnych, średnica zewnętrzna, promień gięcia, materiał powłoki. Każda z tych pozycji to wartość, którą klient może sprawdzić względem własnego sprzętu; wycofany kod typu nią nie jest.

Czy kabel jest wolny od wyładowań niezupełnych?

To było pierwsze pytanie klienta, a szczera odpowiedź brzmi: “wolny od wyładowań niezupełnych” nie jest stanem, w jakim można sprzedać kabel — jest to deklarowany poziom przy deklarowanym napięciu. Zgodnie z praktyką IEC 60270 pomiar zawsze mieści się powyżej pewnego tła, więc liczy się granica badania rutynowego. Nasza wynosi ≤ 5 pC przy 20 kV AC, mierzone na każdym bębnie.

Pięć pikokulombów przy 20 kV to ostry wymóg dla giętkiej konstrukcji o średnicy 22 mm i jest osiągalny wyłącznie dzięki ekranowaniu. Warstwa półprzewodząca na żyle wygładza skręt, dzięki czemu izolacja nie odwzorowuje kształtu poszczególnych drutów; warstwa półprzewodząca na izolacji spełnia to samo zadanie od zewnątrz, pod oplotem. Wystarczy usunąć jedną z nich, a pole skupia się na każdej nierówności — czyli dokładnie tam, gdzie zaczynają się wyładowania i gdzie następnie powstaje drzewienie elektryczne.

Czy kabel o średnicy 22 mm nawinie się na rdzeń bębna o średnicy 230 mm?

Krótka odpowiedź: tak, przy czym zostało to sprawdzone na próbce, a nie wywiedzione z tabeli — ponieważ obie liczby są sobie bliskie. Rdzeń, na który nawija się pierwsza warstwa, ma 230 mm średnicy, co utrzymuje tę warstwę na promieniu 115 mm, czyli około 5.2 × średnicy zewnętrznej wynoszącej 22 mm. Roboczy minimalny promień gięcia, jaki publikujemy dla tej konstrukcji, wynosi 6 × D, czyli 132 mm. Wartości te różnią się od siebie o mniej więcej 13%, a żadna karta katalogowa nie rozstrzyga sporu o 13%.

Rozstrzyga próbka. Wysłaliśmy ją, a przed złożeniem zamówienia została wygięta ręcznie i nawinięta na własny bęben klienta — dla klientów, którzy nie mogą przyjechać do fabryki, nagrywamy to na wideo. Silikon pomaga tu w sposób, w jaki nie pomoże XLPE ani EPR: jest miękki, a jego sprężysty powrót sprawia, że ciasna pierwsza warstwa nie utrwala w kablu trwałej pamięci kształtu.

Z tej tabeli wynikają dwa wnioski inżynierskie. Po pierwsze, przedmiotem dyskusji jest wyłącznie warstwa najbardziej wewnętrzna — każdy kolejny zwój nawija się na większym promieniu, więc pełny bęben jest dla kabla łagodniejszy niż pusty. Po drugie, jeżeli projekt rzeczywiście musi zmieścić się w rygorystycznej wartości 6 × D na rdzeniu 230 mm, rozwiązaniem nie jest lepsza powłoka, lecz mniejszy przekrój żyły, a przez to mniejsze D. Wolimy powiedzieć to z góry, niż dostarczyć kabel pracujący na granicy swoich możliwości.

Silikon wleczony po ziemi, dwa razy przed obiadem

Klient przedstawił rzeczywiste warunki pracy bez upiększeń: kabel jest zdejmowany z bębna cztery do sześciu razy dziennie w różnych miejscach, ociera się o ziemię, wraca na bęben, a jutro to samo od nowa. To pytanie zasługuje na to, by najpierw padła niewygodna odpowiedź — zwykły silikon jest słabym materiałem pod względem odporności na ścieranie. Publikacje źródłowe dotyczące izolacji silikonowej oceniają jej odporność na ścieranie jako dostateczną i zalecają ją do instalacji stacjonarnych. Gdybyśmy zaoferowali tutaj standardową mieszankę silikonową, powłoka zawiodłaby jako pierwsza.

To, co dostarczyliśmy, nie jest standardową mieszanką. Silikon na powłoki kabli dzieli się na gatunki ogólnego przeznaczenia i gatunki specjalne opracowane pod kątem wytrzymałości na rozdzieranie, ścieranie i wielokrotne zginanie, a ta konstrukcja wykorzystuje powłokę w gatunku specjalnym wykonaną na zamówienie — z tej samej rodziny mieszanek, których używamy w konstrukcjach wysokotemperaturowych i bębnowych, dostrojoną do tego zadania. Kompromis jest uczciwy: płaci się więcej za kilogram mieszanki, a w zamian powłoka wytrzymuje warunki pracy, którym zwykły silikon by nie sprostał.

Ostatni wiersz jest tym, który czują ekipy w terenie. Przewód pamiętający bęben walczy z człowiekiem w studzience montażowej; przewód silikonowy leży tam, gdzie się go położy. W mokry wtorek jest to warte więcej niż jakakolwiek wartość z karty katalogowej.

Budowa, warstwa po warstwie

Siedem warstw i żadna z nich nie jest ozdobna. Dwie z nich istnieją wyłącznie po to, aby utrzymać gładki rozkład pola elektrycznego, a jedna wyłącznie po to, aby nacięcie nie zamieniło się w rozdarcie.

Gdzie jeszcze, poza lokalizacją uszkodzeń, stosuje się tę konstrukcję

Ten sam kabel odpowiada na całą rodzinę zadań, w których giętki, ekranowany przewód musi utrzymać wysokie napięcie probiercze i pozostać elektrycznie cichy.

Dlaczego nasza cena z dostawą się obroniła

Ekranowany silikonowy kabel probierczy wyprodukowany w Europie Zachodniej jest drogi i klient powiedział to przed nami. Zeszliśmy istotnie poniżej oferty europejskiej z czterech powodów strukturalnych, z których żaden nie jest rabatem:

To, na czym nie robimy oszczędności, to badania. Każdy bęben przechodzi rutynową próbę 35 kV AC i pomiar wyładowań niezupełnych, ponieważ tani przewód probierczy, który w terenie nie wytrzyma próby napięciowej, kosztuje więcej, niż kabel kiedykolwiek zaoszczędził.

Co sprawdzamy przy podobnym kablu do samochodu pomiarowego

Dwa parametry, które najbardziej zmieniają ofertę, to średnica rdzenia bębna i granica wyładowań niezupełnych. Wszystko inne ma zwykle komfortową odpowiedź.

Powiązane konstrukcje

Pytania dotyczące tego zastosowania

Dobierz z nami kabel WN do samochodu pomiarowego →