Didžioji dalis aukštos įtampos elektros linijų perdavimo įtampos siekia daugiau nei 10 kV, o kai kuriose linijose gali būti 110 kV, 500 kV ar net 1/2 mln. voltų. norint suteikti tokiam linijos paketui izoliaciją, įprastų laidų izoliacijos storis toli gražu nėra pakankamas. Mes dažnai jungiame laidus, kai įtampa tik 220 V, kol plonas izoliacijos sluoksnis apsaugo nuo kontaktų su ugnimi ir elektros smūgio. Tačiau aukštos įtampos įranga kelia žymiai didesnius reikalavimus izoliacijai ir saugumui.
Kodėl izoliuotos linijos ir izoliacijos sluoksnių storis yra būtini?
Naujausios taisyklės 1 kV ir didesnės įtampos lygio apibrėžimu laikomos „aukštąja įtampa“. Oro linijų miestuose (gatvių stulpai natūralioje aplinkoje) iš esmės yra 10 kV linijos, o izoliuotų linijų atveju izoliacijos sluoksnio storis didėja gerokai. Tačiau 110 kV ir aukštesnės įtampos linijų perėjimas į izoliuotas linijas lemia dideles išlaidas ir technines sunkumus, ypač šilumos sklaidos trūkumą. Todėl savikaina gali būti bent 3-5 karto didesnė, o investicijos į elektros energiją ribotos.
Izoliacijos tikslas yra užtikrinti saugų, patikimą laidų darbą, kai atmosfera tampa elektros izoliatoriumi ir kabelio gyslos atskirtos nuo žemės ar pastatų. Oro įtaka veikia kaip papildomas izoliatorius, tačiau tuo pačiu metu orai gali būti gedimų priežastimis, todėl būtini atitinkami izoliacijos ir montavimo reikalavimai.
Izoliatoriaus vaidmuo ir veikimo principas
Izoliatoriai yra sudedamosios dalys, kurios priešais aukštą slėgį laikosi nuo oro ir užtikrina, kad perlaidų metu nevyksta trumpieji įkrovimai ar nepagrįstas elektros nutekėjimas. Oro tankis ir atmosferos sąlygos leidžia normaliomis sąlygomis įprastinę izoliaciją atlaikyti didelį įtampą, pvz., 3 kV/mm gedimo įtampą oro sąlygomis. Tačiau, kai kalbama apie 110 kV ir aukštesnės įtampos linijas, izoliacijos storis ir kokybė tampa kritiniai, kad būtų išvengta gedimų ir nelaimių.
Izoliacijos ir medžiagų pasirinkimo svarba
Izoliacija ir gnybtų junginiai turi būti įrengti taip, kad užtikrintų patikimą kontaktą ir vienodą srovės pasiskirstymą. Pramonėje ir tinklų statyboje naudojamos kelios pagrindinės izoliacijų medžiagos:
- XLPE - tinklinis polietilenas, plačiai naudojamas laidų ir kabelių izoliacijai dėl didesnio leistinąją srovę, aukštesnės temperatūros tolerancijos ir geresnio atsparumo degumui.
- PVC - polivinilchloridas, plačiai naudojamas tiek laidininko, tiek išorinio apvalkalo izoliacijai; gali būti modifikuotas priedais siekiant padidinti darbinę temperatūrą, bet turi ribotą atsparumą degimui lyginant su halogenų neturinčiomis medžiagomis.
- Behalogeniniai polimerai (LSZH) - mažas dūmingumas ir mažas toksiškumas, ypač svarbu visuomeninėms patalpoms, požeminėms perėjoms, metroms; dažnai su oranžine išorine apdaila, kad atskirtų kategorijas.
- Halogenai neturinčios medžiagos - tinka šviesesnėms ar ypatingoms sąlygoms, kai reikia užtikrinti mažą dūmingumą ir mažą toksiškumą gaisro metu.
Behalogeniniai kabeliai yra mažo dūmingumo ir mažiau kenksmingi sveikatai; jie tinka visuomeniniams pastatams ir po žeme esančioms krossing perėjoms. Specialios paskirties LSZH kabeliai su aiškia oranžine spalva laikomi svarbia priemone užtikrinti saugų evakuaciją gaisro metu (FE180 reikalavimai, E30 ar E90 srovės vientisumo laikymas). Tačiau behalogeniniai laidai yra kietesni ir gali būti sunkiau įrengti nei PVC/XLPE variantai.
Įtampų skirtumai ir izoliacijos dizaino sprendimai
Skiriamieji dalykai tarp aukštos įtampos (HV) ir įprastos namų instaliacijos yra izoliacijos sluoksnio storis, šilumos išsklaida ir šilumos laidumo gebėjimas. Kai kurios svarbios nuostatos:
- Aukštos įtampos izoliuotų laidų gyslų įšilimo temperatūros ribos: XLPE izoliuotų kabelių leistinąji laikomi iki +90 °C, PVC izoliuotų kabelių - iki +70 °C; modifikavus PVC mišinius, galima padidinti iki +90 °C, o kai reikia - iki +250 °C.
- Šilumos generavimas priklauso nuo srovės ir laidininko skerspjūvio; didesnė srovė reiškia daugiau šilumos ir aukštesnę leistinąją temperatūrą.
- Tik įdiegtos ir tinkamai parinktos izoliacinės medžiagos užtikrina saugų kontaktą tarp laidininkų ir jų izoliacijos, ypač esant didelėms reikšmėms ir sudėtingoms sąlygoms.
Kabelių izoliacijos efektyvumas ir degimo testai
Izoliacijos testavimas dažnai atliekamas siekiant įvertinti degimo atsparumą ir izoliacijos varžą. Yra skirtingi testavimo metodai ir srovės/įtampos lygiai, naudojami priklausomai nuo kabelio tipo ir eksploatavimo sąlygų. Svarbu užtikrinti, kad izoliacijos varža liktų pakankamai didelė vykdant testus, o po bandymo prietaisas būtų visiškai išsikrovęs, kad būtų sumažinti gedimo rizikai.
Praktiniai kriterijai kabelio pasirinkimui
Renkantis kabelį ar laidą, būtina įvertinti:
- Voltage level (įtampa): ar tai 220 V, 380 V ar aukštesnės įtampos tinklai; atitinkamai parinkti skerspjūvį ir izoliaciją.
- Modelio klasė: paprastai žymimi raidiniu pavadinimu (skirtinas laidai ir kabeliams); pasirinkti su atsarga ir CE atitikties deklaracijomis;
- Medžiagos: XLPE vs PVC vs be-halogeniniai variantai; atsižvelgti į aplinkos sąlygas, mechaninę apkrovą, degimo riziką ir dūmingumą.
- Montavimo būdas: atviroji arba paslėpta instaliacija; vamzdžiai, dėžės ar laidus uždaruose kanaluose; išorinius laidus galima daug kartų pertraukti, bet vidaus izoliacijai reikia ypač atsargumo.
- Aukštos įtampos linijų iškėlimas: būtina laikytis atstumų nuo žemės ar pastatų, užtikrinti tinkamą oro tarpsnį ir saugų atstumą tarp tarpų, užpildytų oru.
Įrengimo ir eksploatavimo aspektai
Laido įrengimo metu svarbu užtikrinti, kad būtų tinkamai apsaugotos jungtys, laidininkai, ir gnybtai. Izoliacinės medžiagos ir apvalkalai turi būti pasirenkami taip, kad užtikrintų kontaktų patikimumą ir tolygų srovės pasiskirstymą.
Švino laidų ir apvijų jungimo metu būtinos priemonės apsaugotų nuo izoliacijos pažeidimo bei užtikrintų jungčių izoliaciją. Vykdant montavimo darbus, būtina laikytis saugos reikalavimų, užtikrinti, kad įranga būtų išjungta ir energija išsikrovusi.
Be to, būtina užtikrinti, kad kabeliai būtų tinkamai parenkami pagal šviesos salygas ir mechaninę apkrovą. Aliuminio laidai turi būti laikomi specialiai tam pritaikytose vietose, kad būtų išvengta aliuminio slydimo iš laikiklių ir blogo kontakto. Variniai laidai dažniausiai laikomi patikimesniu pasirinkimu dėl didesnio laidžiojo efektyvumo ir mažesnio oksidacijos rizikos.
Gamybos ir testavimo standartai
Gamyboje ir testavimuose būtina laikytis tarptautinių standartų ir CE atitikties deklaracijų, RoHS bei REACH ženklinimo. PVC ir XLPE pasirinkimas, halogen-halin gelbstintys sprendimai, be-halogeniniai variantai - visi turi būti patikrinti atitinkamose standarto sąlygose, kad užtikrinti saugų ir patikimą eksploatavimą.
Praktiški patarimai ir įrankių naudojimas
Nuėmimo įrankiai ir izoliacijos mechanizmai skirti sumažinti riziką pačiam darbui ir užtikrinti patikimą kontaktą. Įrankiai turėtų būti specialiai pritaikyti konkretiems laidų skerspjūviams, o rankų įgūdžiai - išmanyti, kaip išrišti laidus nepažeidžiant gyslų. Dažnai pasirenkami tie patys metodai:
- Peilis - naudojamas atsargiai, laikant įrankį taip, kad pjovimas būtų plokštumoje ir nepažeistų šerdies ar kitų sluoksnių.
- Šoniniai pjaustuvai - pasirenkami pagal skerspjūvį ir padeda išvengti šerdies pažeidimo.
- Termocheminiai metodai - naudingi ploniems laidams ar senoms išorioms dangoms, kai mechaninis nuėmimas yra rizikingas.
- Striptizo įrankiai - automatizuoja procesą ir sumažina mechaninę žalą laidininkui.
Taip pat naudinga įtraukti praktinį metodų palyginimą: skirtingos operacijų sąlygos reikalauja skirtingų įrankių ir procesų. Specialūs nuėmikliai su pritaikytomis kryptimis ir skerspjūviais užtikrina saugų ir greitą nuėmimą įvairiems laidams.
Santrauka apie pavojus ir saugą
Elektriniai gedimai dažnai atsiranda dėl netinkamos instaliacijos arba naudotų laidų izoliacijos pažeidimų, todėl labai svarbu pasirinkti tinkamas izoliacines medžiagas, laikytis gamintojo nurodymų ir užtikrinti saugų montavimą. Niekada nereikėtų naudoti pažeistos izoliacijos ar laidų be tinkamos izoliacijos; prieš darbą įjungti energiją ir užtikrinti, kad darbo vieta būtų saugi.
Konkrečių rekomendacijų rinkinys
- Rinktis kabelius ir laidus pagal įtampą, fazių skaičių ir aplinkos sąlygas (drėgmė, temperatūra, mechaninė apkrova).
- Pasirinkti XLPE/LSZH arba be-halogeninius variantus, kai būtina mažas dūmingumas ir didesnis degimo atsparumas; atsižvelgti į montavimo vietą ir spalvų ženklinimą.
- Naudoti teisingo skerspjūvio kabelius: 1 kW apkrovai reikia apie 1,57 mm2 gyslos skerspjūvio; pasirinkti didesnį, jei reikia papildomos galios ateityje.
- Prieš tiesdami kabelius, gaukite kompetentingos įstaigos leidimą ir užtikrinkite, kad kabelis bus įtvirtintas taip, kad nekeltų mechaninių pažeidimų.
tags: #kokie #reikalavimai #keliami #apviju #laidu #izoliacijai