Einführung in die 110-kV-Kabel-Innenterminierung
Ein 110-kV-Kabel-Innenabschluss ist eine wichtige Komponente in Hochspannungs-Energieübertragungssystemen. Es verbindet ein Hochspannungs-XLPE-Stromkabel mit elektrischen Geräten, die in einem Umspannwerk installiert sind, Transformatorraum, oder einer geschlossenen elektrischen Anlage. Abhängig von der Projektgestaltung, Der Abschluss kann an eine gasisolierte Schaltanlage angeschlossen werden (GIS), luftisolierte Schaltanlage (AIS), ein Leistungstransformator, oder ein anderes kompatibles Hochspannungsgerät.
Mit dem Ausbau städtischer Stromnetze und der zunehmenden Verbreitung unterirdischer Übertragungssysteme, 110KV-Innenkabelendverschlüsse spielen eine wichtige Rolle bei der zuverlässigen Stromübertragung. Im Vergleich zu herkömmlichen Außeninstallationen, Indoor-Kabelanschlüsse können in geschlossene Elektroanlagen integriert werden, Sie tragen dazu bei, die Raumnutzung zu verbessern und die Ausrüstung vor direkter Einwirkung von Umwelteinflüssen zu schützen.
Jedoch, Nicht alle 110-kV-Innenkabelendverschlüsse haben den gleichen Aufbau. Einige verwenden eine Plug-in-Schnittstelle, während andere eine Buchsenverbindung oder eine spezielle Anschlussbaugruppe verwenden, die für ein bestimmtes elektrisches Gehäuse entwickelt wurde. Isoliermaterialien können Silikonkautschuk enthalten, Epoxidharz, Porzellan, oder andere qualifizierte Materialien, je nach Anwendung.
Bei der Auswahl eines 110-kV-Kabelabschlusses für eine neue Umspannstation ist es wichtig, diese Unterschiede zu verstehen, ein unterirdisches Energieprojekt, oder eine bestehende Hochspannungsanlage.
Was ist ein 110-kV-Innenkabelabschluss??
Ein 110-kV-Innenkabelabschluss dient dazu, den Leiter eines Hochspannungskabels mit elektrischen Geräten zu verbinden und dabei die erforderliche Isolationsleistung aufrechtzuerhalten.
In einem typischen XLPE-Kabelsystem, Der Leiter ist von einer Isolierung aus vernetztem Polyethylen umgeben, gefolgt von einer halbleitenden Schicht, metallischer Schirm, und Außenmantel. Am Kabelende, Die Isolierung und die Metallabschirmung müssen sorgfältig vorbereitet werden, um eine kontrollierte elektrische Verbindung herzustellen.
Der Abschluss erfüllt mehrere wesentliche Funktionen.
Erste, Es steuert das elektrische Feld um das Ende der Kabelisolierung. Ohne wirksame Stresskontrolle, Am Ende des Metallschirms kann es zu übermäßiger elektrischer Spannung kommen, Dadurch erhöht sich das Risiko einer Teilentladung und eines Isolationsversagens.
Zweite, Es sorgt für die Isolierung zwischen dem unter Spannung stehenden Leiter und geerdeten Bauteilen. Die Isolationsstruktur muss der angegebenen Betriebsspannung und den erforderlichen elektrischen Prüfwerten standhalten.
Dritte, Der Abschluss sorgt für eine zuverlässige Leiterverbindung zum Empfangsgerät. Es muss außerdem den mechanischen Anforderungen der Installation gerecht werden und die Kompatibilität mit der Geräteschnittstelle gewährleisten.
Aus diesem Grund, Entsprechend der Kabelabmessungen muss ein 110-kV-Kabelabschluss gewählt werden, Gerätedesign, Nennspannung, und Projektspezifikation statt Spannung allein.
Haupttypen von 110-kV-Kabelendverschlüssen für Innenräume
Kabelendverschlüsse für den Innenbereich können nach der angeschlossenen Ausrüstung klassifiziert werden, Isolationsanordnung, und mechanische Schnittstelle. Diese Klassifizierungen überschneiden sich, da eine einzelne Terminierung zu mehr als einer Kategorie gehören kann.
1. 110kV-GIS-Kabelabschluss
Ein 110-kV-GIS-Kabelabschluss verbindet ein XLPE-isoliertes Kabel mit einer gasisolierten Schaltanlage. GIS-Geräte platzieren ihre unter Spannung stehenden Komponenten in einem geerdeten Metallgehäuse, das ein Isoliermedium enthält, wie SF₆-Gas oder eine zugelassene Alternative.
GIS-Kabelendverschlüsse werden häufig in kompakten Umspannwerken verwendet, unterirdische Umspannwerke, städtische Stromnetze, und Industrieanlagen, in denen der Installationsraum begrenzt ist.
Der Abschluss stellt eine koordinierte Schnittstelle zwischen der festen Isolierung des Kabels und dem Isolationssystem im Inneren des GIS-Fachs dar. Abhängig von der Ausstattungsausführung, Für die Verbindung kann eine Epoxidharz-Buchse verwendet werden, eine Plug-in-Schnittstelle, oder eine andere herstellerspezifische Vereinbarung.
Zu den Hauptvorteilen der GIS-Kabelendverschlüsse gehört die kompakte Installation, Schutz interner stromführender Komponenten, und Eignung für geschlossene elektrische Umgebungen.
Trotzdem, GIS-Schnittstellen sind nicht universell austauschbar. Der Abschluss muss den Schnittstellenabmessungen des GIS-Herstellers entsprechen, Leiterverbindungsmethode, elektrische Nennwerte, und Dichtungsanforderungen.
2. 110kV-Transformator-Kabelabschluss
Ein 110-kV-Transformatorkabelabschluss verbindet ein Hochspannungskabel mit der Hochspannungsseite eines Leistungstransformators.
Diese Art des Abschlusses wird in Umspannwerken verwendet, in denen Erdkabel oder direkt erdverlegte Kabel Transformatoren versorgen. Abhängig von der Transformatorausführung, Das Kabel kann über eine spezielle Kabelbox angeschlossen werden, eine isolierte Buchse, oder eine spezielle Plug-In-Schnittstelle.
Der Abschluss muss mit der Klemmenanordnung des Transformators kompatibel sein, Kabelleiterabmessungen, und Isolationsanforderungen.
Transformatorkabelverbindungen können für ölgefüllte Räume ausgelegt werden, Trockenschnittstellen, oder andere herstellerspezifische Vereinbarungen. daher, Es ist wichtig, zwischen dem Kabelabschluss selbst und der externen Durchführung des Transformators zu unterscheiden.
Für Transformator-Ersatzprojekte, Käufer sollten den Transformatorhersteller bestätigen, Modell, Terminalzeichnung, Kabeleinführungsanordnung, Informieren Sie sich vor der Bestellung eines Abschlusses über die erforderlichen elektrischen Nennwerte.
3. 110kV-AIS-Kabelabschluss
Eine luftisolierte Schaltanlage (AIS) Das System nutzt Luft als wichtigstes äußeres Isolationsmedium zwischen unter Spannung stehenden Komponenten und geerdeten Strukturen.
In einer AIS-Umspannstation, Ein Hochspannungskabel kann in einem geschlossenen Gerätebereich enden oder an eine dafür vorgesehene Hochspannungs-Anschlussstruktur angeschlossen werden. Das geeignete Abschlussdesign hängt vom Gerätelayout und den Anforderungen des Herstellers ab.
Im Gegensatz zu einer GIS-Terminierung, die an eine versiegelte, gasisolierte Schnittstelle angeschlossen ist, Ein AIS-Kabelabschluss muss die erforderlichen Isolationsabstände bieten und den elektrischen Belastungen standhalten, die mit seiner luftisolierten Anordnung einhergehen.
AIS-bezogene Kabelabschlüsse können Porzellan- oder Verbundisolatoren verwenden, je nach Ausführung. In einigen Installationen, Der Kabelabschluss muss im Freien erfolgen, auch wenn die Schaltanlage oder die Steuerausrüstung im Innenbereich untergebracht ist.
Folglich, Die tatsächliche Installationsumgebung sollte bestätigt werden, bevor ein AIS-Kabelabschluss als Produkt für den Innenbereich klassifiziert wird.
4. 110kV-Trockenkabelabschluss
Ein trockener Kabelabschluss nutzt ein festes Isolationssystem, ohne dass Isolieröl im Anschlussdesign erforderlich ist.
Abhängig vom Produkt, Sein Isolierkörper kann Silikonkautschuk enthalten, Epoxidharz, oder andere qualifizierte Materialien. Für kompatible GIS-Anschlüsse können Trockenbauweisen verwendet werden, Transformatorschnittstellen, und andere spezielle Hochspannungsanwendungen.
Zu ihren Vorteilen kann unter anderem ein geringeres Risiko von Öllecks gehören, eine kompakte Isolationsanordnung, und vereinfachte Wartung im Zusammenhang mit der Eliminierung der Flüssigkeitsisolierung von der Abschlussbaugruppe.
Jedoch, Der Begriff „Trockentyp“ beschreibt die Isolationsanordnung und nicht die angeschlossenen Geräte. Ein trockener GIS-Abschluss ist immer noch ein GIS-Abschluss, während ein Trockentransformatorabschluss für eine Transformatorschnittstelle konzipiert ist.
Kunden sollten daher bei der Angebotsanfrage sowohl die Abschlussstruktur als auch deren beabsichtigte Anwendung bestätigen.
5. 110kV-Steckkabelabschluss
Ein steckbarer Kabelabschluss verwendet eine spezielle Schnittstelle, die den Anschluss des Kabelabschlusses an eine kompatible Buchse oder Buchse ermöglicht.
Die Verbindung umfasst in der Regel einen Isolierkörper, Leiterverbinder, Struktur zur Steuerung des elektrischen Feldes, und mechanische Schnittstelle. Je nach Ausführung, Die Schnittstelle kann leitende und halbleitende Komponenten enthalten, die dazu beitragen, die beabsichtigte elektrische Feldverteilung aufrechtzuerhalten.
Steckanschlüsse können in geeigneten GIS- und Transformatoranwendungen verwendet werden, wenn das Gerät über eine kompatible Schnittstelle verfügt.
Ihre Hauptvorteile liegen in der kompakten Montage und einer definierten Anschlussanordnung. Sie können im Vergleich zu umfangreicheren vor Ort montierten Anordnungen auch bestimmte Installationsverfahren vereinfachen.
Jedoch, Ein für 110 kV ausgelegter Steckabschluss kann nicht automatisch mit jedem 110-kV-GIS oder Transformator verwendet werden. Die Schnittstellenabmessungen, Isolationsanordnung, Leitergröße, und elektrische Nennwerte müssen alle überprüft werden.
6. 110kV-Epoxid-Kabelabschluss mit Buchse
Bei einem Abschluss mit Epoxidharz-Buchse wird eine Epoxidharz-Buchse oder eine isolierende Schnittstelle verwendet, um mechanische Unterstützung und elektrische Isolierung zwischen der Kabelverbindung und der elektrischen Ausrüstung bereitzustellen.
Epoxidharzdurchführungen werden häufig mit GIS-Kabelschnittstellen in Verbindung gebracht, Die tatsächliche Anwendung hängt jedoch vom Gerätedesign ab.
Die Durchführung ist Teil des abgestimmten Isolationssystems. Seine Dimensionen, leitfähige Komponenten, Die Anschlussanordnung muss mit der zugehörigen Kabelabschluss- und Empfangsausrüstung übereinstimmen.
Für Hochspannungsanwendungen, Das Schnittstellendesign ist besonders wichtig, da ein falscher Anschluss die Isolationsabstände beeinträchtigen kann, elektrische Feldverteilung, und mechanische Zuverlässigkeit.
Bevor Sie diese Art der Kündigung auswählen, Kunden sollten sich die Zeichnung der Geräteschnittstelle besorgen und sich vergewissern, ob die Epoxiddurchführung mit der GIS-Ausrüstung geliefert wird oder im Kabelabschlusspaket enthalten ist.
Porzellan- und Verbundisolatorstrukturen
Zusätzlich zur Klassifizierung nach angeschlossenen Geräten, Kabelendverschlüsse für den Innenbereich können sich durch ihre Isoliermaterialien und ihren konstruktiven Aufbau unterscheiden.
7. Kabelabschluss in Porzellanausführung
Porzellanisolatoren werden seit langem in elektrischen Hochspannungsgeräten eingesetzt. Bei korrekter Konstruktion und Installation bieten sie eine gute elektrische Isolierung und mechanische Festigkeit.
Ein Porzellanabschluss kann verwendet werden, wenn das Gerätedesign ein starres Isoliergehäuse oder eine besondere Buchsenanordnung erfordert.
Mögliche Nachteile sind ein höheres Gewicht und die Gefahr einer Beschädigung durch mechanische Einwirkung. Handhabung, Transport, und die Installation muss daher den Anforderungen des Herstellers entsprechen.
Ob ein Porzellanabschluss für den Innenbereich geeignet ist, hängt von der konkreten Konstruktion und den bei der Installation vorhandenen Abständen ab.
8. Verbundkabelabschluss
Verbundisolationsstrukturen verwenden üblicherweise ein Polymergehäuse, oft mit Silikonkautschuk als äußerem Isoliermaterial und einem auf die erforderlichen mechanischen Belastungen ausgelegten Stützkern.
Im Vergleich zu Porzellan, Verbundstrukturen können ein geringeres Gewicht und eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Stößen bieten. Silikonkautschukoberflächen können unter geeigneten Umgebungsbedingungen auch nützliche hydrophobe Eigenschaften bieten.
Verbundwerkstoffe können in bestimmten Innenraum-Abschlussbaugruppen oder in Geräteschnittstellen verwendet werden, die ein Isoliergehäuse aus Verbundwerkstoff erfordern.
Jedoch, Nicht jeder Verbundabschluss ist für jede Innen- oder GIS-Anwendung geeignet. Der Stoff, Abmessungen, elektrische Leistung, und mechanische Schnittstelle müssen für die vorgesehenen Einsatzbedingungen geeignet sein.
Es ist auch wichtig, zwischen dem Isoliermaterial und der Abschlusskategorie zu unterscheiden: Ein zusammengesetzter Abschluss kann ein Transformatorabschluss sein, ein AIS-bedingter Abbruch, oder ein anderes spezielles Design.
Hauptkomponenten eines 110-kV-Innenkabelabschlusses
Obwohl das Design je nach Anwendung variiert, In 110-kV-Kabelabschlusssystemen sind häufig mehrere Komponenten zu finden.
Isolierkörper: Bietet die Hauptisolierung zwischen dem unter Spannung stehenden Leiter und geerdeten Komponenten.
System zur Steuerung des elektrischen Feldes: Kontrolliert die elektrische Spannung am Ende der Kabelisolierung und der Metallabschirmung.
Leiteranschluss: Stellt die elektrische Verbindung zwischen dem Kabelleiter und dem Empfangsgerät her.
Metallische Schirm- und Erdungskomponenten: Stellen Sie entsprechend der Auslegung des Kabelsystems den vorgeschriebenen Erdungs- und Fehlerstrompfad bereit.
Mechanische Unterstützung: Behält die erforderliche Position und Stabilität der Anschlussbaugruppe bei.
Dichtungskomponenten: Wo erforderlich, Aufrechterhaltung der Integrität der Geräteschnittstelle oder des geschlossenen Fachs.
Montage- und Installationszubehör: Kann Klammern enthalten, zugelassene Befestigungselemente, und andere Elemente, die für das Installationsdesign erforderlich sind.
Der genaue Lieferumfang ist je nach Hersteller unterschiedlich. Käufer sollten bestätigen, welche Komponenten im Abschlusspaket enthalten sind und welche vom GIS- oder Transformatorhersteller geliefert werden müssen.
Elektrische Leistung und geltende Normen
Ein 110-kV-Kabelabschluss muss die elektrischen und mechanischen Anforderungen der vorgesehenen Anwendung erfüllen.
Zu den wichtigen Leistungsmerkmalen gehört die Spannungsfestigkeit bei Netzfrequenz, Blitzstoßfestigkeit, Teilentladungsleistung, Zuverlässigkeit der Leiterverbindung, thermische Leistung, und Kurzschlussfähigkeit, sofern angegeben.
Für ein nominales 110-kV-Netzwerk, Die höchste Spannung für Geräte kann 123 kV betragen, abhängig vom anwendbaren Netzwerkstandard und den Projektanforderungen. Die tatsächliche Gerätebewertung und die erforderlichen Teststufen müssen anhand der genehmigten technischen Spezifikation bestätigt werden.
Relevante internationale Standards können Folgendes umfassen::
- IEC 60840 für extrudierte Energiekabel und deren Zubehör im jeweiligen Spannungsbereich.
- IEC 62271-1 für gemeinsame Spezifikationen für Hochspannungsschaltanlagen und -steuergeräte.
- IEC 62271-203 für gasisolierte metallgekapselte Schaltanlagen über 52 kV.
- IEC 62271-209 für Kabelverbindungen zu gasisolierten metallgekapselten Schaltanlagen über 52 kV.
- IEC 60270 für Hochspannungs-Teilentladungsmessungen.
Die geltenden Normen hängen vom Produkt und seinem Verwendungszweck ab. Ein Standard für Kabelzubehör, ein GIS-Ausrüstungsstandard, und ein GIS-Kabelverbindungsstandard erfüllen unterschiedliche Anforderungen und sollten nicht als austauschbar betrachtet werden.
Kunden sollten die entsprechenden Editionen bestätigen, Prüfanforderungen, Typprüfnachweise, und Abnahmekriterien mit dem Projektingenieur und Gerätehersteller.
Installationsanforderungen für 110-kV-Innenkabelendverschlüsse
Die ordnungsgemäße Installation ist für die langfristige Zuverlässigkeit eines Hochspannungskabelsystems von entscheidender Bedeutung.
Erste, Überprüfen Sie die Kabelleitergröße, Isolationsdurchmesser, metallische Schirmkonstruktion, und Daten des Kabelherstellers. Stellen Sie sicher, dass der ausgewählte Abschluss mit den tatsächlichen Kabelabmessungen übereinstimmt.
Zweite, Überprüfen Sie die Zeichnungen der Geräteschnittstelle. Für GIS- und Transformatoranschlüsse, Überprüfen Sie die Schnittstellenabmessungen, Leiterverbindungsmethode, mechanische Anordnung, und benötigtes Zubehör.
Dritte, Bereiten Sie das Kabel gemäß den genehmigten Installationsanweisungen vor. Entfernen des Außenmantels, metallischer Schirm, und halbleitenden Schichten erfordert eine sorgfältige Verarbeitung. Die Oberfläche der XLPE-Isolierung muss sauber und frei von Schnitten oder Verunreinigungen bleiben.
Vierte, Installieren Sie die Spannungskontrollkomponenten, Isolierkörper, und Stecker in der angegebenen Reihenfolge. Verwenden Sie nur zugelassene Werkzeuge, Materialien, und Befestigungsverfahren.
Endlich, Vervollständigen Sie den Geräteanschluss, Erdung, Inspektion, und spezifizierte Tests. Alle Hochspannungsarbeiten müssen von qualifiziertem Personal unter Einhaltung der genehmigten Sicherheits- und Inbetriebnahmeverfahren durchgeführt werden.
So wählen Sie den richtigen 110-kV-Kabel-Innenabschluss aus
Bei der Auswahl eines geeigneten Abschlusses müssen sowohl die elektrische Leistung als auch die Gerätekompatibilität berücksichtigt werden.
Der erste Schritt besteht darin, das Empfangsgerät zu identifizieren: GIS, Transformator, AIS-bezogene Ausrüstung, oder ein anderes Hochspannungsgerät.
Nächste, Bestätigen Sie die Abschlussstruktur, wie Trockentyp, Plug-in, Epoxid-Buchsentyp, porzellanartig, oder zusammengesetzter Typ. Diese Beschreibungen können sich überschneiden, Daher muss die vollständige Produktkonfiguration erstellt werden.
Der dritte Schritt besteht darin, die Kabelspezifikationen zu überprüfen, inklusive Leitermaterial, Querschnittsfläche, Isolationsdurchmesser, und metallische Bildschirmanordnung.
Der vierte Schritt besteht darin, die erforderliche Systemspannung zu überprüfen, höchste Spannung für Geräte, Isolationstestniveaus, Teilentladungsanforderungen, und andere projektspezifische Bedingungen.
Endlich, Bestätigen Sie den Lieferumfang, technische Zeichnungen, Installationsanweisungen, gültige Prüfberichte, und Qualitätsdokumentation.
Für Ersatzprojekte, Besonders wertvoll ist die Schnittstellenzeichnung des Erstausrüsters. Zwei Abschlüsse mit gleicher Nennspannung können dennoch inkompatible Schnittstellen haben.
Anwendungen von 110-kV-Innenkabelanschlüssen
110KV-Innenkabelendverschlüsse werden in einer Vielzahl von Energieinfrastrukturprojekten eingesetzt.
Städtische Umspannwerke nutzen häufig GIS-Geräte, um den erforderlichen Platzbedarf für die Installation zu reduzieren. Auch unterirdische Umspannwerke profitieren von kompakten Kabelanschlussanordnungen.
Industrieanlagen können 110-kV-Kabel verwenden, um eingehende Stromversorgungen mit Transformatoren und Hochspannungsschaltanlagen zu verbinden. Bei Projekten im Bereich der erneuerbaren Energien können Kabelanschlüsse in Innenräumen an Umspannwerken zur Netzanbindung verwendet werden, Abhängig von der Netzwerkkonfiguration.
Große Infrastrukturprojekte, einschließlich Eisenbahnen, Flughäfen, und Rechenzentren, Möglicherweise sind auch spezielle Hochspannungskabelverbindungen erforderlich.
In jeder Anwendung, Der Abschluss muss entsprechend dem Gerätedesign ausgewählt werden, verfügbaren Einbauraum, elektrische Anforderungen, und Wartungsstrategie.
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Um das richtige Produkt zu identifizieren, Kunden werden gebeten, die Kabelleitergröße anzugeben, Isolationsdurchmesser, Gerätehersteller, Schnittstellenzeichnung, erforderlichen Standards, und Einbaubedingungen.
Die Produktkonfiguration, verfügbare Testdokumentation, Der Lieferumfang sollte vor der Bestellung für jedes Projekt bestätigt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass der vorgeschlagene Abschluss mit der Empfangsausrüstung und den vorgesehenen Betriebsbedingungen kompatibel ist.
Dosense Cable ist ein Anbieter von Hochspannungskabeln und Kabelzubehör, Unterstützung von Kunden mit 110-kV-Kabelabschlusslösungen für geeignete Stromübertragungsanwendungen.
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