Запись о проекте · Казахстан · Насосная станция речного порта · Погружной насос с питанием от VFD

Замена кабеля для погружного насоса среднего напряжения в речном порту в Казахстане: 180 м кабеля 6/10 кВ одной длиной

Насосной станции речного порта в Павлодаре (Казахстан) потребовалась замена кабеля для погружного насоса среднего напряжения: погружной насос 6000 В питается от преобразователя частоты (VFD) среднего напряжения через фильтр du/dt. TEBAOFLEX поставила 180 м кабеля (N)TSCGEWCUEUS 6/10 кВ S3×50+2×25/2+S(4×0.5), заказанного одной непрерывной длиной на одном барабане без соединений. Кабель имеет три силовые жилы 50 мм², две заземляющие жилы 12.5 мм², две витые пары управления под общим экраном, общую оплетку из луженой меди и красную резиновую оболочку, а также согласованный максимальный наружный диаметр 54 мм, чтобы подходить к кабельному вводу насоса. Критерии заводских приемо-сдаточных испытаний, согласованные с покупателем, включают частичные разряды не более 10 пКл при 1.73 U₀, а барабан отгружен.

Проект вкратце

Что включает замена кабеля для погружного насоса среднего напряжения?

Замена кабеля для погружного насоса среднего напряжения — это новый кабель, изготовленный с теми функциями жил и тем номинальным напряжением, которые нужны насосу, и с диаметром, который принимает его кабельный ввод, чтобы он подключался к тем же цепям двигателя, заземления и управления и уплотнялся в том же кабельном вводе. Для этого насоса 6000 В в Казахстане заказ предусматривал три силовые жилы 50 мм², две заземляющие жилы, экранированный элемент управления для цепей мониторинга или управления насоса, номинальное напряжение 6/10 кВ и максимальный наружный диаметр 54 мм.

Насос работает от преобразователя частоты, поэтому по кабелю передается не только мощность промышленной частоты. Быстрые коммутационные импульсы преобразователя проходят по линии длиной 180 м и отражаются на двигателе, поэтому на выходе преобразователя установлен фильтр du/dt, а сигналы мониторинга или управления насоса проходят по тому же кабелю, что и эти силовые жилы. Общая оплетка из луженой меди и оплетка, общая для двух пар управления, предназначены для такого сочетания. Та же конструкция представлена как продукт, вместе с ее предварительными расчетными значениями, на странице кабеля питания и управления для насосов (N)TSCGEWCUEUS 6/10 кВ.

Анализ существующего кабеля: силовые жилы, заземляющие проводники и элемент управления

Фотографии существующего кабеля на этом погружном насосе 6000 В, сделанные заказчиком, показывают компоновку, которой должен был соответствовать кабель для замены от TEBAOFLEX. Существующий кабель имеет три силовые жилы среднего напряжения, оконцованные кабельными наконечниками, два желто-зеленых заземляющих проводника и белую жилу с надписью CONTROL ELEMENT, в которой проходят провода управления, — все под черной внутренней оболочкой, оплеткой из медных проволок и красной наружной оболочкой. Кабель для замены сохраняет те же функции жил в конструкции того же типа.

Одно отличие видно на оконцевании. На существующем оконцевании заземляющие соединения выполнены желто-зелеными проводниками. В конструкции (N)TSCGEWCUEUS две заземляющие жилы 12.5 мм² покрыты полупроводящей резиной, поэтому при вскрытии внутренней оболочки они выглядят черными; монтажнику следует учесть это при разделке новых концов кабеля.

Конструкция кабеля для замены 6/10 кВ, слой за слоем

Кабель для замены (N)TSCGEWCUEUS 6/10 кВ имеет три гибкие силовые жилы 50 мм² из луженой меди, каждая с полупроводящим экраном по токопроводящей жиле, изоляцией EPR и полупроводящим экраном по изоляции. Рядом с ними расположены две заземляющие жилы 12.5 мм² из луженой меди, покрытые полупроводящей резиной, и элемент управления из двух витых пар жил 0.5 мм² под одной общей оплеткой из луженой меди. Завершают конструкцию внутренняя оболочка GM1b, общая оплетка из луженых медных проволок и красная наружная оболочка 5GM5 из полихлоропрена.

1. Силовой проводник: гибкий, из луженой меди, тонкопроволочный, 50 мм² (три жилы)
2. Экран по токопроводящей жиле: полупроводящая смесь поверх проводника
3. Изоляция: резиновая смесь EPR
4. Экран по изоляции: полупроводящий слой с обмоткой полупроводящей лентой
5. Заземляющая жила: луженая медь, 12.5 мм², покрыта полупроводящей резиной (две жилы, вместе 25 мм²)
6. Элемент управления S(4×0.5): четыре жилы 0.5 мм² из луженой меди с изоляцией EPR в виде двух витых пар под одной общей оплеткой из луженых медных проволок
7. Внутренняя оболочка: резиновая смесь типа GM1b
8. Общий экран: оплетка из луженых медных проволок
9. Наружная оболочка: полихлоропреновая резина (PCP) типа 5GM5, красная

(N) перед обозначением указывает на конструкцию, выполненную с опорой на серию DIN VDE 0250, в данном случае на DIN VDE 0250-813; это не знак сертификации VDE. Буквы подобных обозначений расшифрованы — в той мере, в какой их определяет система обозначений VDE, — в нашем руководстве по чтению обозначений кабелей VDE.

Что означает S3×50+2×25/2+S(4×0.5) на этом кабеле для насоса?

S3×50+2×25/2+S(4×0.5) перечисляет жилы кабеля: S3×50 — три силовые жилы 50 мм², 2×25/2 — заземляющий проводник 25 мм², разделенный на две жилы по 12.5 мм², а S(4×0.5) — экранированный элемент управления из четырех жил 0.5 мм². Покупатель по этому казахстанскому заказу попросил TEBAOFLEX подтвердить заземляющую и управляющую части, и TEBAOFLEX подтвердила, что две заземляющие жилы имеют сечение по 12.5 мм², вместе 25 мм², и что четыре жилы управления образуют две витые пары под общим экраном из луженой меди.

Тот же элемент управления иногда записывают как S(2×2×0.5), что прямо указывает на две пары; в переписке по этому заказу встречаются обе формы. Разделение заземляющего проводника на две жилы позволяет разместить их в промежутках между круглыми силовыми жилами, благодаря чему кабель остается круглым и гибким. Скрутка каждой пары управления и экранирование группы пар снижают помехи, наводимые в сигналах управления соседними силовыми жилами, что особенно важно для насоса с питанием от VFD.

Зачем кабелю для погружного насоса изоляция EPR и оболочка из полихлоропрена

Лист параметров этого заказа (N)TSCGEWCUEUS 6/10 кВ предусматривает изоляцию EPR с полупроводящими резиновыми экранами, внутреннюю оболочку из резины GM1b и красную наружную оболочку из полихлоропрена (PCP) 5GM5. EPR обеспечивает высокую электрическую прочность и стабильные характеристики при работе во влажной среде, а в листе оболочка из PCP описана как стойкая к воде, маслу, озону, ультрафиолетовому излучению, истиранию и раздиру. Оловянное покрытие защищает медные жилы от окисления и коррозии в воде и сохраняет надежность опрессованных и паяных оконцеваний.

В том же листе в качестве справочных стандартов испытаний названы IEC 60332-1-2 по распространению пламени, IEC 60811-404 по маслостойкости и IEC 60811-403 по озоностойкости, а также указано, что кабель не является безгалогенным, поскольку наружная оболочка выполнена из полихлоропреновой смеси. Станции, которой нужен безгалогенный кабель, нужна другая оболочка, и это следует указать в запросе. Почему в гибких кабелях применяется изоляция EPR, а не XLPE, объясняется в нашем руководстве по изоляции EPR.

Подойдет ли кабель для замены к кабельному вводу насоса? Предел 54 мм

Кабель для замены 6/10 кВ для этого погружного насоса 6000 В должен был уплотняться в существующем кабельном вводе насоса, поэтому покупатель установил максимальный наружный диаметр 54 мм. Лист параметров заказа для этого кабеля (N)TSCGEWCUEUS 6/10 кВ давал расчетный диапазон 54–58 мм. Покупатель спросил, можно ли подтвердить максимум 54 мм или какая уплотнительная втулка кабельного ввода потребуется для кабеля большего диаметра, и TEBAOFLEX подтвердила диаметр готового кабеля не более 54 мм как пункт заводских приемо-сдаточных испытаний.

Уплотнение кабельного ввода обжимает оболочку кабеля в узком диапазоне диаметров. Слишком толстый кабель не пройдет через уплотнительную втулку; слишком тонкий может не обеспечить уплотнение. Именно поэтому диаметр был согласован до заказа как максимум 54 мм и сделан пунктом заводских приемо-сдаточных испытаний, а не оставлен в виде номинального значения; обеспечивает ли ввод уплотнение на поставленном кабеле, должны подтвердить владелец насоса и его монтажная организация.

Может ли погружной насос 6 кВ с питанием от VFD работать через 180 м этого кабеля?

Для двигателя погружного насоса 6000 В, питаемого от VFD среднего напряжения с фильтром du/dt, номинальное напряжение этого кабеля (N)TSCGEWCUEUS 6/10 кВ (U₀/U 6/10 кВ, Um 12 кВ) покрывает цепь двигателя: его номинальное напряжение между жилой и землей U₀ равно полному линейному напряжению 6 кВ. Будут ли преобразователь, фильтр и двигатель работать вместе на линии длиной 180 м, — вопрос расчета поставщика преобразователя частоты. Для этой проверки TEBAOFLEX передала покупателю емкость кабеля, 0.345 мкФ/км, и индуктивность, 0.371 мГн/км; для линии длиной 180 м это составляет около 0.062 мкФ и 0.067 мГн.

Если общая оплетка из луженой меди присоединена по всему периметру как со стороны преобразователя, так и со стороны насоса, она обеспечивает высокочастотным токам преобразователя обратный путь с низким импедансом внутри кабеля, а оплетка, общая для пар управления, снижает помехи, наводимые в цепи управления. Что означает покрытие оплетки и как соотносятся экраны-оплетки и спиральные экраны, объясняется в нашем руководстве по сравнению спирального экрана и экрана-оплетки. Значение 200 А является лишь справочным для 30 °C в свободном воздухе и должно быть скорректировано с учетом фактической трассы.

Почему заказ предусматривал одну непрерывную длину 180 м без соединений

Казахстанский заказ на этот кабель для погружного насоса 6/10 кВ предусматривал 180 м одной непрерывной длиной на одном барабане, без соединений, заводских сращиваний и отремонтированных участков. В кабеле для насоса среднего напряжения, который может находиться в воде, соединение — это место, куда может проникнуть вода и где может выйти из строя изоляция. TEBAOFLEX подтвердила, что все 180 м — полностью новый кабель одной длиной, и предложила письмо, подтверждающее, что кабель не содержит соединений.

Заводские испытания подкрепляют это утверждение, но сами по себе не могут его доказать. Силовой проводник или экран, разорванный насквозь, не прошел бы проверку сопротивления проводника или целостности экрана, а изоляция, поврежденная настолько, что происходит пробой или частичные разряды свыше 10 пКл при 1.73 U₀, не выдержала бы испытания напряжением или на частичные разряды. Качественно выполненный ремонт все же мог бы пройти эти испытания. TEBAOFLEX сообщила покупателю, что видеосъемка практически не может проследить 180 м кабеля от первого до последнего метра, поэтому предложила письмо об отсутствии соединений в дополнение к обещанным фотографиям и видео кабеля и его метровой маркировки, а также к протоколу испытаний.

Заводские приемо-сдаточные испытания кабеля для насоса 6/10 кВ: критерии, согласованные для этого заказа

Заводские приемо-сдаточные испытания, согласованные для этого кабеля для погружного насоса 6/10 кВ, охватывают частичные разряды (не более 10 пКл при 1.73 U₀), испытание силовых жил переменным напряжением 17 кВ в течение 5 минут, испытание погружением в воду с последующим испытанием напряжением и испытание элемента управления переменным напряжением 2 кВ в течение 5 минут. Они также охватывают целостность и сопротивление общей оплетки и экрана элемента управления, сопротивление проводника, наружный диаметр, маркировку оболочки и метровую маркировку, а также длину на барабане. TEBAOFLEX указала критерии по запросу покупателя, а покупатель перечислил результаты, которые хотел увидеть.

Барабан отгружен, и для него составлен протокол заводских испытаний. В этой записи приведены критерии, согласованные для заказа, а не измеренные значения, потому что именно их покупатель вписывает в заказ на кабель для насоса среднего напряжения и именно их затем обязан соблюдать завод.

Погружение в воду: критерий заказа и контрольное испытание

Критерий погружения в воду, указанный TEBAOFLEX для этого заказа, — 24 часа в чистой воде с последующим воздействием 17 кВ переменного тока в течение 5 минут, без пробоя и перекрытия. В серийном производстве TEBAOFLEX изолированные жилы после наложения изоляции выдерживаются в цехе не менее 16 часов, а затем погружаются в воду не менее чем на 1 час перед испытанием переменным напряжением. Укажите в запросе время погружения, которого требует ваша спецификация, чтобы его внесли в программу испытаний.

Как проверяются целостность и сопротивление экранов

По обычной методике TEBAOFLEX наружные слои снимают с обоих концов кабеля, чтобы открыть общую оплетку из луженой меди и оплетку элемента управления. Каждый экран соединяют в петлю по всей длине и измеряют его целостность и сопротивление; измеренное сопротивление показывает, что экран непрерывен от конца до конца. TEBAOFLEX сообщила покупателю, что сопротивления экранов будут указаны как измеренные, а не расчетные значения, поскольку теоретически рассчитанное сопротивление оплетки неточно.

Частичные разряды при 1.73 U₀

Частичный разряд — это локальный электрический разряд, который лишь частично шунтирует изоляцию, обычно в газовом включении, на загрязнении или выступе либо в зазоре между изоляцией и полупроводящим экраном. Измеряемый как кажущийся заряд в пикокулонах (пКл), он выявляет дефекты, которые могут выдержать испытание выдерживаемым напряжением, но с годами разрушают изоляцию. IEC 60502-2 — стандарт IEC на кабели среднего напряжения для стационарной прокладки — предусматривает сопоставимое контрольное испытание экранированных жил на частичные разряды при 1.73 U₀ с чувствительностью измерения 10 пКл или лучше. Для этого гибкого кабеля для насоса уровень 10 пКл при 1.73 U₀ является критерием, указанным для заказа, а не заявлением о соответствии IEC 60502-2. TEBAOFLEX измеряет частичные разряды в экранированном испытательном помещении, что задокументировано фотографиями в кейсе кабеля 12/20 кВ для роторного экскаватора.

Что покупатель попросил показать перед приемкой барабана

Перед окончательной приемкой барабана с 180 м кабеля для насоса 6/10 кВ покупатель по этому казахстанскому заказу запросил протокол заводских испытаний именно этого барабана, фотографии и видео готового кабеля и барабана, а также фотографии маркировки оболочки и метровой маркировки. Он также запросил подтверждение непрерывной длины без соединений, измеренный наружный диаметр и результаты испытания напряжением, измерения частичных разрядов, сопротивления проводника, проверки целостности экрана и испытания погружением в воду. TEBAOFLEX также предложила образец поперечного сечения, вырезанный из готового кабеля.

1. Протокол испытаний именно этого барабана, с измеренными значениями рядом с каждым критерием, а не типовое испытание другого кабеля.
2. Фотографии и видео готового кабеля и барабана, включая надпись на оболочке и метровую маркировку.
3. Подтверждение длины без соединений; TEBAOFLEX предложила письмо с этим подтверждением, поскольку видео не может проследить все 180 м.
4. Измеренный наружный диаметр, в сравнении с пределом 54 мм для кабельного ввода.
5. Образец поперечного сечения готового кабеля, предложенный TEBAOFLEX, чтобы конструкцию можно было сверить с чертежом.
6. Простой окончательный чертеж поперечного сечения; покупатель не запрашивал конфиденциальных сведений о производстве.

TEBAOFLEX также пригласила покупателя посетить завод и проверить кабель. Покупателю, который хочет присутствовать на испытаниях, следует указать это в запросе вместе с документами, требуемыми при поставке.

Оригинальный кабель насоса или кабель для замены: что должно быть указано в коммерческом предложении

По запросу покупателя TEBAOFLEX согласилась описать этот кабель 6/10 кВ в коммерческом предложении как «кабель для замены, изготовленный Jiangsu TEBAOFLEX для насоса Xylem Flygt» и указать точное обозначение — TEBAOFLEX (N)TSCGEWCUEUS 6/10 кВ S3×50+2×25/2+S(4×0.5) мм². Покупатель также попросил привязать коммерческое предложение к окончательному утвержденному техническому паспорту и чертежу поперечного сечения. TEBAOFLEX не является производителем оригинального кабеля насоса.

Такая формулировка защищает обе стороны. Документ о закупке с такой формулировкой показывает кабель для замены от названного производителя, а привязка коммерческого предложения к утвержденному техническому паспорту и чертежу поперечного сечения, как просил покупатель, основывает техническое согласование на этих документах и согласованных критериях испытаний, а не на номере детали. Если насос также использует систему мониторинга, жилы управления тоже нужно подобрать под нее; как соотносятся оригинальные конструкции SUBCAB для такой проверки, рассматривается на нашей странице обзора кабеля Flygt SUBCAB MAS 800.

Что прислать нам для коммерческого предложения на кабель для насоса среднего напряжения

Вопросы о кабеле для погружного насоса среднего напряжения

Пришлите данные насоса и кабеля, чтобы получить коммерческое предложение →