/ / EHV / HV Erdkabelmantel Erdung (Teil 2/2)

EHV / HV Erdkabelmantel Erdung (Teil 2/2)

Fortsetzung vom vorherigen Teil: EHV / HV-Kabelmantelung (Teil 1/2)

Zubehör für HT-Kabelummantelung

1. Funktion der Link Box?

Link-Box

Link-Box


Link Box ist elektrisch und mechanisch eines der integralen Zubehörteile von HV Underground Erdkabel Bonding-System, verbunden mit HV-XLPE-LeistungKabelsysteme. Verbindungskästen werden bei Kabelverbindungen und Abschlüssen verwendet, um einen einfachen Zugang zu den Schirmunterbrechungen zu Testzwecken zu ermöglichen und den Spannungsaufbau an der Hülle zu begrenzen.

BlitzFehlerströme und Schaltvorgänge könnenÜberspannungen am Kabelmantel verursachen. Die Verbindungsbox optimiert das Verlustmanagement im Kabelschirm bei beidseitig geerdeten Kabeln. Bei HT-Kabeln ist das Bonding-System so ausgelegt, dass die Kabelummantelungen gebondet und geerdet sind oder mit SVL so beschaffen sind, dass die umlaufenden Mantelströme eliminiert oder reduziert werden.

Link Boxes werden mit verwendet Kabelverbindungen und Abschlüsse, um einen einfachen Zugang zum Schild zu ermöglichenbricht zu Testzwecken und zur Begrenzung des Spannungsaufbaus an der Hülle. Die Verbindungsbox ist Teil eines Bonding-Systems, das zur Verbesserung der Strombelastbarkeit und zum Schutz des Menschen wesentlich ist.


2. Mantelspannungsbegrenzer (SVL)

SVL ist eine Schutzvorrichtung zum Begrenzen von Induktionsspannungen, die aufgrund eines Kurzschlusses im Verbundkabelsystem auftreten.

Es ist notwendig, SVLs zwischen den metallischenBildschirm und Boden in der Linkbox. Die Schirmtrennung der Stromkabelverbindung (isolierte Verbindung) wird vor möglichen Schäden durch induzierte Spannungen durch Kurzschluss / Ausfall geschützt.

Art der Mantelverbindung für HT-Kabel

Für LT / HT-Kabelschirme gibt es normalerweise drei Arten von Verbindungen:

  1. Single Point Bonded
    1. Einseitiges Single Point Bonded System.
    2. Geteiltes Single Point Bonded System.
  2. Beide Enden gebundenes System
  3. Kreuzverbundenes System
</ li> </ ol>

1. Einzelpunkt-Verbundsystem

1a. Einseitig gebundenes System

Single-Point-Verbundsystem

Single-Point-Verbundsystem

  • Ein System ist Single-Point-Bonding, wenn die Anordnungen so sind, dass die Kabelummantelungen keinen Pfad für den Fluss von Zirkulationsströmen oder externen Fehlerströmen bieten.
  • Dies ist die einfachste Form der Spezialverklebung. Die Ummantelungen der drei Kabelsektionen sind miteinander verbunden und geerdet ein Punkt nur entlang ihrer Länge. An allen anderen Stellen gibt es eine Spannungzwischen Mantel und Erde und zwischen Schirmen benachbarter Phasen des Kabelkreises, der an der vom Erdschluss am weitesten entfernten Stelle maximal ist.
  • Diese induzierte Spannung ist proportional zum KabelLänge und Strom. Einpunkt-Bonding kann nur für begrenzte Routenlängen verwendet werden, aber im Allgemeinen begrenzt das akzeptierte Schirmspannungspotential die Länge
  • Die Hüllen müssen daher ausreichend seinvom Boden isoliert. Da es außer durch den Hüllenspannungsbegrenzer keinen geschlossenen Hüllkreis gibt, fließt der Strom normalerweise nicht in Längsrichtung entlang der Hüllen, und es tritt kein Hüllstromverlust auf.
  • Unterbrechung im Kabelschirm, kein Umlaufstrom.
  • Null Volt am geerdeten Ende, stehende Spannung am nicht geerdeten Ende.
  • Optionaler PVC-isolierter Erdungsdurchgangskontaktleiter, der erforderlich ist, um den Pfad für den Fehlerstrom bereitzustellen, wenn die Rückkehr von der Erde unerwünscht ist, beispielsweise in einer Kohlenmine.
  • SVL am ungeerdeten Ende installiert, um die Kabelisolierung bei Störungen zu schützen
  • Die induzierte Spannung ist proportional zur Länge des Kabels und der Stromstärke im Kabel.
  • Null Volt in Bezug auf die Erdnetzspannung am geerdeten Ende, stehende Spannung am nicht geerdeten Ende.
  • Der Umlaufstrom im Erddurchgangsleiter ist nicht signifikant, da die Magnetfelder der Phasen teilweise ausgeglichen sind.
  • Die Höhe der Stehspannung hängt von der Größe der Stromflüsse im Kern ab, viel höher bei einem Erdschluss.
  • Hochspannung am ungeerdeten Ende kann zu Lichtbogenbildung und Beschädigung der äußeren PVC-Hülle führen.
  • Die Spannung auf dem Bildschirm während eines Fehlers hängt auch vom Erdungszustand ab.

Stehspannung am ungeerdeten Ende im Erdschlusszustand:

  • Während eines Erdschlusses im Stromnetz wird derNullstrom, der von den Kabeladern getragen wird, könnte über die verfügbaren externen Pfade zurückkehren. Ein Erdschluss in unmittelbarer Nähe des Kabels kann zu einem großen Anstieg des Erdpotentials zwischen den beiden Enden des Kabelsystems führen, was eine Gefahr für Personal und Ausrüstung darstellt.
  • Aus diesem Grund, Einzelpunkt-Bondkabel-Installationen benötigen einen parallelen Erdleiter, an beiden Enden der Kabelstrecke geerdet undsehr nahe an den Kabeladern installiert, um den Fehlerstrom bei Erdfehlern zu führen und den Spannungsanstieg des Mantels bei Erdfehlern auf ein akzeptables Niveau zu begrenzen.
  • Der parallele Masseleitungsleiter istIn der Regel isoliert, um Korrosion zu vermeiden, und transponiert, wenn die Kabel nicht vertauscht werden, um Kreisströme und Verluste unter normalen Betriebsbedingungen zu vermeiden.
  • Die Spannung am ungeerdeten Ende während eines Erdschlusses besteht aus zwei Spannungskomponenten. Induzierte Spannung aufgrund eines Fehlerstroms im Kern.

Vorteile

  • Kein Umlaufstrom
  • Keine Heizung im Kabelschirm.
  • Wirtschaftlich.

Nachteile

  • Stehspannung am ungeerdeten Ende.
  • Benötigt SVL, wenn die Stehspannung während des Fehlers zu groß ist.
  • Benötigt zusätzlicher Schutzleiter für Fehlerstrom, wenn der zurückgeleitete Erdstrom unerwünscht ist. Höhere Magnetfelder um das Kabel im Vergleich zu einem fest verbundenen System.
  • Die stehende Spannung am Kabelschirm ist proportional zur Länge des Kabels und zur Stromstärke im Kern.
  • In der Regel für Kabelabschnitte kleiner als geeignet 500 m oder eine Trommellänge.

1b. Split Single Point-Bonding-System

Split-Punkt-Verbundsystem

Split-Punkt-Verbundsystem


  • Es ist auch bekannt als Einpunkt-Bonding-System mit doppelter Länge.
  • Der Kabelschirmdurchgang ist am Mittelpunkt unterbrochen und SVLs müssen an jeder Seite der Isolationsfuge angebracht werden.
  • Andere Anforderungen sind identisch mit einem Einzelpunkt-Bonding-System wie SVL, Earth Continuity Conductor, Transposition von Earth Continuity Conductor.
  • Wirksam zwei Abschnitte der Einzelpunktverklebung.
  • Kein umlaufender Strom und Null Volt an den geerdeten Enden, stehende Spannung an der Teilungsfuge.

Vorteile

  • Kein zirkulierender Strom im Bildschirm.
  • Kein Heizeffekt im Kabelschirm.
  • Geeignet für längere Kabelquerschnitte im Vergleich zu Single Point-Bonding-Systemen und fest verklebten Single Core-Systemen
  • Wirtschaftlich.

Nachteile

  • An der Abschirmung und der Trennfuge für die Teilung besteht eine Stehspannung.
  • Erfordert SVL, um das ungeerdete Ende zu schützen.
  • Erfordert einen separaten Schutzleiter für den Nullstrom.
  • Nicht geeignet für Kabelstrecken über 1000 m.
  • Geeignet für 300 bis 1000 m lange Kabelabschnitte, doppelt so lang wie Einpunkt-Bonding-Systeme.

2. Beide End-Solid-Bonded-Systeme (einadriges Kabel)

Systeme mit beidseitiger Verbindung (Single-Core-Kabel)

Systeme mit beidseitiger Verbindung (Single-Core-Kabel)


  • Einfachste und häufigste Methode.
  • Kabelschirm ist beidseitig mit Erdgittern verbunden (via Linkbox).
  • Um die im Kabelschirm induzierten Spannungen zu beseitigen, ist die Hülle an beiden Enden des Kabelkreises zu verbinden (Erde).
  • Dadurch entfällt die ParalleleDurchgangsleiter, der in Einzelverbindungssystemen verwendet wird. Es entfällt auch die Notwendigkeit, SVL bereitzustellen, wie sie am freien Ende von Einpunkt-Bondkabel-Schaltkreisen verwendet werden
  • Signifikanter Umlaufstrom im Bildschirm Proportional zum Kernstrom und zur Kabellänge und -geschwindigkeit.
  • Wenn möglich, kann das Kabel in kompakter Dreiblattform verlegt werden.
  • Geeignet für Streckenlänge von mehr als 500 Meter.
  • Sehr kleine Stehspannung in der Größenordnung von einigen Volt.

Vorteile

  • Minimales Material erforderlich.
  • Am wirtschaftlichsten, wenn das Heizen kein Hauptproblem ist.
  • Bietet den Pfad für den Fehlerstrom und minimiert den Erdrückstrom und den EGVR am Kabelziel.
  • Benötigt keinen Bildschirmspannungsbegrenzer (SVL).
  • Weniger elektromagnetische Strahlung

Nachteile

  • Bietet den Pfad für den Umlaufstrom.
  • Heizeffekte im Kabelschirm, höhere Verluste. Möglicherweise muss das Kabel herabgesetzt werden oder es sind größere Kabel erforderlich.
  • Überträgt Spannungen zwischen Standorten, wenn an einem Standort ein EGVR vorhanden ist.
  • Kann Kabel in Kleeblattform verlegen, um Schirmverluste zu reduzieren.
  • Gilt normalerweise für kurze Kabelabschnitte von mehreren zehn Metern Länge. Der Umlaufstrom ist proportional zur Länge des Kabels und der Höhe des Laststroms.

3. Cross-Bonding-Kabelsystem

Cross-Bond-Kabelsystem mit transponiertem

Cross-Bond-Kabelsystem mit transponiertem


  • Ein System wird vernetzt, wenn die Anordnungen dies sindderart, dass der Stromkreis eine elektrisch durchgehende Ummantelung bereitstellt, die vom geerdeten Abschluss zum geerdeten Abschluss verläuft, wobei jedoch die Ummantelungen so unterteilt sind, um dies zu ermöglichen Reduzieren Sie die Umlaufströme der Hülle.
  • Bei diesem Typ wird zwischen Schirm und Erde eine Spannung induziert, es fließt jedoch kein nennenswerter Strom.
  • Die maximal induzierte Spannung erscheint amVerbindungskästen für Cross-Bonding. Dieses Verfahren ermöglicht eine Kabelstromtragfähigkeit, die so hoch ist wie bei der Einzelpunktverbindung, jedoch längere Streckenlängen als letztere. Es erfordert Bildschirmtrennung und zusätzliche Linkboxen.
  • Für das Cross-Bonding wird die Kabellänge in drei ungefähr gleiche Abschnitte unterteilt. Jedes der drei magnetischen Wechselfelder induziert in den Kabelschirmen eine Spannung mit einer Phasenverschiebung von 120 °.
  • Das Cross Bonding erfolgt in den Linkboxen. Idealerweise ergibt die vektorielle Addition der induzierten Spannungen U (Rise) = 0. In der Praxis variieren die Kabellänge und die Verlegebedingungen, was zu einer geringen Restspannung und einem vernachlässigbaren Strom führt. Da es keinen Stromfluss gibt, entstehen im Bildschirm praktisch keine Verluste.
  • Die Summe der drei Spannungen ist Null, somit können die Enden der drei Abschnitte geerdet werden.
  • Summieren der induzierten Spannung in unterteilten Bildschirmen aus jeder Phase, was zur Neutralisierung der induzierten Spannungen in drei aufeinanderfolgenden kleineren Abschnitten führt.
  • Normalerweise eine Trommellänge (ca. 500 m) pro Nebenabschnitt.
  • Positionierungsposition und Kabelverbindungsposition sollten übereinstimmen.
  • Fest geerdet an den Stoßstellen der Hauptabschnitte.
  • Transponieren Sie die Kabelseele, um die Höhe der zu summierenden induzierten Spannungen auszugleichen.
  • Die Verbindungsbox sollte für jede Trennfuge und für eine ausgeglichene Impedanz in allen Phasen verwendet werden.
  • Induziertes Spannungsgrößenprofil entlang des Bildschirms eines Hauptabschnitts im Querverbindungskabel.
  • Nahezu null Umlaufstrom und -spannung an der entfernten Erde an den fest geerdeten Enden.
  • Zwei, um ein optimales Ergebnis zu erzielenEs gibt „Kreuze“. Eine ist die Transposition des Kabelkerns, die den Kabelkern kreuzt, und zweitens ist das Cross-Bonding der Kabelschirme effektiv keine Transposition des Schirms.
  • Cross Bonding des Kabelschirms: Es wird die induzierte Spannung im Bildschirm an jedem größeren Abschnittsstoß aufgehoben.
  • Übertragung von Kabeln: Es ist sicherzustellen, dass die zu summierenden Spannungen eine ähnliche Größe haben. Größere stehende Spannung am Schirm des äußeren Kabels.
  • An der Abschirmung sind Stehspannungen vorhanden, und die Mehrzahl der Profilverbindungen muss als isoliertes Abschirmsystem installiert werden.

Anforderung der Transponierung für Kabelkern

Cross-Bonding-System ohne transponiert

Cross-Bonding-System ohne transponiert


    </ p>
  • Wenn der Kern nicht transponiert ist, ist er nicht gut neutralisiert, was zu einigen Kreisströmen führt.
  • Das Kabel sollte transponiert werden, und der Schirm muss an jeder Position der Trennfuge zur optimalen Neutralisierung kreuzweise verbunden werden

Vorteile

  • Kein Erdschlussleiter erforderlich.
  • Nahezu null Umlaufstrom im Bildschirm.
  • Stehspannung im Bildschirm wird kontrolliert.
  • Technisch überlegener als andere Methoden.
  • Geeignet für Kabelfernverkehr.

Nachteile

  • Technisch kompliziert.
  • Teurer.

Bonding-Methodenvergleich

Erdungsmethode Stehspannung am Kabelende Ummantelungsspannungsbegrenzer erforderlich Anwendung
Single End Bonding

Ja

Ja

Bis zu 500 Meter
Double End Bonding

Nein

Nein

Kurze Verbindungen bis zu 1 km und Unterstationen, für HV-Kabel kaum geeignet, eher für MV- und LV-Kabel
Querverbindung

Nur an Kreuzungspunkten

Ja

Fernverbindungen, wo Verbindungen erforderlich sind

Mantelverluste je nach Art der Verklebung

  • Mantelverluste sind stromabhängige Verluste und werden durch die induzierten Ströme erzeugt, wenn Laststrom in Kabeladern fließt.
  • Die Mantelströme in einadrigen Kabeln betrageninduziert durch "Transformator" -Effekt; durch das Magnetfeld des Wechselstroms, der in einem Kabelleiter fließt, der Spannungen in der Kabelummantelung oder anderen parallelen Leitern induziert.
  • Die mantelinduzierten elektromotorischen Kräfte (EMF) erzeugen zwei Arten von Verlusten: Umlaufstromverluste (Y)1) und Wirbelstromverluste (Y2), so sind die Gesamtverluste in der Kabelummantelung Y = Y1 + Y2
  • Die Wirbelströme zirkulieren radial undIn Längsrichtung von Kabelmänteln werden ähnliche Prinzipien von Haut- und Näheeffekten erzeugt, d. h. sie werden durch die Leiterströme, Hüllzirkulationsströme und durch Ströme induziert, die in stromnahen stromführenden Leitern fließen.
  • Sie werden im Kabelmantel unabhängig vom Bondingsystem von einadrigen Kabeln oder von dreiadrigen Kabeln erzeugt
  • Die Wirbelströme sind im Allgemeinen kleinerGrößenordnung beim Vergleich mit Stromkreisen (Zirkulation) von fest verbundenen Kabelmänteln und kann außer bei großen Segmentleitern vernachlässigt werden und werden gemäß den in der IEC60287 angegebenen Formeln berechnet.
  • In der Kabelummantelung werden Umlaufströme erzeugt, wenn die Kabelummantelungen eine geschlossene Schleife bilden, wenn sie an den entfernten Enden oder Zwischenpunkten entlang der Kabeltrasse miteinander verbunden werden.
  • Diese Verluste werden als Mantelstrom bezeichnetVerluste und sie werden durch die Höhe des Stroms im Kabelleiter, die Frequenz, den mittleren Durchmesser, den Widerstand des Kabelmantels und den Abstand zwischen einadrigen Kabeln bestimmt.



Fazit

Es gibt viel Uneinigkeit darüber, ob dieDer Kabelschirm sollte an beiden Enden oder nur an einem Ende geerdet werden. Wenn nur an einem Ende geerdet, muss ein möglicher Fehlerstrom die Länge vom Fehler bis zum geerdeten Ende durchlaufen, wodurch der normalerweise sehr leichte Abschirmleiter einen hohen Strom auferlegt. Ein solcher Strom könnte die Abschirmung leicht beschädigen oder zerstören und erfordert das Ersetzen des gesamten Kabels und nicht nur des fehlerhaften Abschnitts.

Wenn beide Enden geerdet sind, würde sich der Fehlerstrom teilen und zu beiden Enden fließen, was die Belastung der Abschirmung verringert und folglich die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung verringert.

Mehrfacherdung, anstatt nur zu erdenAn beiden Enden ist einfach die Erdung des Kabelschirms oder der Ummantelung an allen Zugangspunkten wie Mannlöchern oder Zugkästen. Dies begrenzt auch die mögliche Beschädigung der Abschirmung auf nur den fehlerhaften Bereich.

</ p>

Verweise

  1. Mitton Consulting.
  2. EMElektrische
Bemerkungen:
</ article>
</ main>
</ div> </ div>