Steuerleitungen in Elektroinstallationen – Zweck, Bauart, Anwendung

Kabelprodukte in Stromnetzen dienen der Übertragung von Elektrizität über eine Distanz. Sie werden als direkte Stromleitungen von Energieflüssen oder zum Betrieb von Stromkreisen in Steuerungs-, Schutz-, Automatisierungs- und Signalsystemen verwendet.

Stromkabel arbeiten hauptsächlich mit Hochspannungsströmen bis 35, 110 kV und mehr oder im Netz von 0,4 kV. Sie werden speziell für eine bestimmte Spannungsart entwickelt und hergestellt. Referenzmodelle werden für andere Zwecke verwendet.

Zweck der Steuerkabel

Es ist nicht an Stromketten angeschlossen, sondern an deren Versorgungssysteme, in denen keine erhöhte Leistung übertragen wird. Ihre maximale Betriebsspannung ist in der Regel auf 380 oder in manchen Fällen 1000 Volt begrenzt.

Diese Bestimmung hilft, die Unterteilung der elektrischen Umspannwerksausrüstung zu verstehen in:

• Primärstromkreise;

• sekundäre Dienstleistungsketten.

Beispielsweise gehören in der Schaltanlage eines 110-kV-Umspannwerks alle Energieanlagen zu einem Primärkreislauf, der elektrische Energie direkt verteilt, empfängt und überträgt.

Die Sekundärkreise sind an Strom- und Spannungsmesswandler angeschlossen, um die im Primärkreis ablaufenden Vorgänge zu berücksichtigen, sowie an Magnetspulen und Steuerspulen von Leistungsschaltern, deren Hilfskontakte und Verstärker von Trennschaltern, Trennern und anderen Geräten.

Alle Sekundärgeräte sind in Stromkreisen über Kabel miteinander verbunden, die sich auf der Oberfläche von Gebäudestrukturen, in speziellen Kabelrinnen und -kanälen, im Boden oder im Freien befinden.

Diese Kabel heißen Steuerung... Erklärt ihren Zweck – Bereitstellung der Steuerung der im Primärkreislauf ablaufenden technologischen Prozessalgorithmen.

Mit Hilfe von Steuerkabeln werden elektrische Signale durch Schaltkreise übertragen:

• Messungen der wichtigsten Parameter elektrischer Energie;

• Steuerung von Stromkreisanlagen,

• Automatisierung und Schutz des elektrischen Systems;

• sonstige Geräte zur Grundausstattung.

Wie Steuerkabel verwendet werden

Das Foto unten zeigt den Abschluss des Steuerkabelendes vom Klemmenkasten eines 330-kV-HV-Messtransformators.

Um es vor Umwelteinflüssen zu schützen, werden Metallband und Wellrohr verwendet. Alle in bestehenden Elektroinstallationen verlaufenden Steuerleitungen werden mit speziellen Etiketten gekennzeichnet und mit unauslöschlicher Tinte signiert. Dies erleichtert die Arbeit und die Suche nach möglichen Störungen im Betrieb erheblich.

Auf der Rückseite werden Steuerkabel in Verteilerklemmen, Kästen und Kästen installiert, wie auf dem folgenden Foto für 330-kV-Geräte gezeigt.

Das gleiche Prinzip wird in Stromkreisen mit anderen Spannungen, beispielsweise 110 kV, beobachtet.

Steuerkabel von den Hauptstromversorgungsgeräten werden durch spezielle Rinnen oder Kanäle verlegt und speisen ihre Stromkreise in Endknoten ein, die bei allen Wetterbedingungen einen zuverlässigen Betrieb des Stromkreises im Freien gewährleisten.

Nach der Montage der Stromkreise an den Klemmen der Verteilerschränke werden wieder folgende Steuerkabel verwendet, die je nach Schema und Projekt direkt auf den Schalttafeln verbleiben.

Eine Variante ihrer Verbindung zu den Panels für Relaisschutz und Automatisierung ist auf dem nächsten Foto dargestellt.

Sie:

• lassen Sie einen speziellen Kabelkanal in zwei separaten Streams;

• verteilt auf der linken und rechten Seite des Panels;

• gleichmäßig, gleichmäßig über die gesamte Fläche verteilt;

• sind auf die Klemmenblöcke gerichtet;

• auf eine bestimmte Höhe schneiden;

• sind in gleicher Weise gekennzeichnet.

Eine ähnliche Anordnung der Steuerkabel in den Stromkreisen, die sie zwischen verschiedenen elektrischen Geräten verbinden, gilt für die erweiterten Logikkreise der elektrischen Verbindungen. Die Zeichnung zeigt einen Ausschnitt des Betriebs eines ähnlichen Teils der Stromkreise des Kerns zur Messung von Hochspannung 110 kV.

Das zeigt:

• schwarze Dreiecke – Klemmeninstallation von Messtransformatoren in der Höhe;

• weiße Dreiecke – Anschlüsse eines externen Verteilerschranks;

• Kreise – Anschlüsse an der Relaisschutzplatte. In unserem Fall hat es eine Seriennummer – #108.

Dieses Diagramm zeigt deutlich, dass das Steuerkabel Stromkreise verbindet und diese über eine Zwischenverbindung – einen Verteilerklemmenschrank – direkt von den Wicklungen der Messtransformatoren zu den Relaisschutz- und Automatisierungstafeln zusammenfügt.

Bei der Installation des Steuerkabels sind bestimmte Regeln für die Zuführung der Drähte zur Klemmensäule und deren Kennzeichnung zu beachten, die für die regelmäßige vorbeugende Wartung und für die Durchführung von Stromkontrollmessungen elektrischer Signale während des Betriebs erforderlich sind.

Steuerkabelkonstruktion

Die interne Struktur jedes Modells unterscheidet sich geringfügig von allen anderen Produkten, wie in der Abbildung unten für zwei verschiedene Modifikationen dargestellt.

Aber sie alle haben gemeinsame Elemente:

• leitende Drähte;

• Isolierschicht auf dem Kern;

• Aggregat;

• Hülse.

Das Steuerkabel kann je nach Anforderungen der Arbeitsbedingungen ergänzt werden mit:

• Rüstung;

• Abschirmband.

Merkmale der leitfähigen Kernfertigung

Es ist ein unverzichtbares Element des Kabels und besteht aus Metall:

• Aluminium;

• Aluminium-Kupfer-Zusammensetzung;

• oder Schatz.

Der Leiter kann aus einem einzelnen massiven Draht oder aus einer großen Anzahl von Drähten durch Strecken hergestellt werden, um der Gesamtstruktur Flexibilität zu verleihen. Einadrige Drähte werden für Kabel verwendet, die unter stationären Bedingungen betrieben werden und keinen dynamischen Biege- und Torsionsbelastungen ausgesetzt sind.

Für den Einsatz von Kabeln in mobilen, mobilen Geräten bestehen die leitfähigen Adern aus verdrillten Drähten. Die darin enthaltenen Kupferkerndrähte sind mit einer Zinnschicht überzogen – sie sind verzinnt oder bleiben sauber, ohne Schutzbeschichtung.

Im Mantel des Steuerkabels kann eine unterschiedliche Anzahl von Adern verwendet werden, die von vier bis 61 reicht. Bei Aluminium sollte der Querschnitt der Adern ab 2,5 mm im Quadrat beginnen. Solche Produkte können jedoch ausschließlich in Umspannwerken mit einer Spannung von 110 kV oder weniger eingesetzt werden.

Die Sekundärausrüstung von Umspannwerken mit einer höheren Spannung von 220 kV und höher darf nur mit Kupferdrähten und -kabeln verbunden werden. Aluminium mit geringer Leistung bietet in kritischen Geräten keine hohe Zuverlässigkeit. Aluminium ist in ihren Sekundärkreisläufen verboten.

Der Querschnitt der Kupferleiter der Steuerkabel ist von 0,75 bis 10 mm2 genormt. Dünne Durchmesser werden in Kommunikationsschaltungen mit geringem Strom, in der Telemechanik und in der Fernsteuerung verwendet, die keine hohen Signalleistungen erzeugen.

Für hochpräzise Messsysteme, die empfindlich auf Verluste und Spannungsabfälle im Stromkreis reagieren, werden größere Durchmesser der Stromleiter verwendet.

Das Metall der leitenden Drähte ist notwendigerweise mit einer dielektrischen Schicht bedeckt, die das Auftreten von Kurzschlussströmen und Lecks zwischen ihnen ausschließt. Auf der Dämmschicht wird die Markierung angebracht:

1. die Farbe der Schale;

2. oder Zahlen.

Bei der ersten Methode wird eine Farbe verwendet oder es können zusätzlich Farbstreifen darauf erzeugt werden. Numerische Markierungen werden häufig angebracht, mit einem Abstand zwischen den Zahlen von mindestens 3,5 cm.

Die Dicke der Isolierschicht auf dem leitenden Kern weist eine elektrische Festigkeit auf, die den Durchbruch der dielektrischen Schicht bei maximaler Betriebsspannung ausschließt und direkt von deren Querschnitt abhängt. Sie nimmt mit zunehmendem Drahtdurchmesser zu.

Die isolierten Drähte werden zu einem gemeinsamen Bündel zusammengefügt und verdrillt, um eine Standardanzahl von Verdrillungen bereitzustellen, die es ermöglichen, das Kabel gemäß dem Datenblatt zu biegen.

Einstufung

Steuerkabel unterscheiden sich in:

1. Metall des Leiters;

2. metallisches Isoliermaterial;

3. die Form des Drahtes;

4. Schalenmaterial;

5. Schutzbeschichtung.

Die dielektrische Schicht auf dem Grundmetall kann wie folgt aufgebracht werden:

• Gummi;

• PVC-Verbindung;

• selbstverlöschendes Polyethylen;

• Polyethylen niedriger Dichte;

• vulkanisiertes Polyethylen.

Drähte haben überwiegend eine runde Form, in einigen Fällen haben sie jedoch auch eine flache Form.

Das Schalenmaterial kann sein:

• Gummi oder nicht brennbar;

• PVC-Verbindung.

Der Mantel für Steuerkabel, die unter extremen Bedingungen eingesetzt werden, wird hergestellt von:

• Aluminium;

• führen;

• gewelltes Stahlband.

Abschirmungen und Schutzhüllen sind für Steuerkabel konzipiert, die vier Klassen erhöhter mechanischer Beanspruchung ausgesetzt sind:

• Der erste Kabeltyp funktioniert im Innenbereich, in Kabelkanälen und Gräben, ohne dass er hohen Zugkräften ausgesetzt ist. Ihre Panzerung entsteht durch das Aufwickeln zweier Stahlstreifen und deren Beschichtung mit einer Korrosionsschutzmasse.

• Der zweite Typ ist für den Einsatz in Kanälen, Tunneln und Räumen ohne Zugkräfte vorgesehen.

• Der dritte Typ wird im Boden, in Gräben ohne nennenswerte Zugkräfte, ausgenutzt. Sie haben eine Panzerung aus doppelten Stahlbändern, geschützt durch eine Außenhülle – einen PVC-Schlauch.

• Der vierte Typ ist für die Verlegung im Erdreich und in Kanälen vorgesehen. Sie sollten keiner hohen Zugfestigkeit ausgesetzt werden. Die Panzerung besteht aus zwei Stahldrähten, die mit einer Zinkschicht überzogen und von oben durch einen Schlauch oder eine PVC-Kunststoffhülle geschützt sind.

Beschreibung der Marke

Das Kabel ist mit dem Zweck einer prägnanten Bezeichnung gekennzeichnet, um vollständige Informationen über seine Zusammensetzung und Eigenschaften zu geben:

• Kern- und Isolierschichtmaterialien;

• die Zusammensetzung der Schale und ihre Struktur;

• das Vorhandensein einer Panzerung und ihrer Beschichtung;

• die Anzahl der leitenden Drähte und deren Querschnitt.

Zur Kennzeichnung von Steuerleitungen werden Symbole mit Großbuchstaben verwendet:

• der Buchstabe „K“ steht für „Kontrolle“;

• Das Metall des Leiters ist vorgesehen für: Aluminium „A“; alumomed – „AM“; med – das Fehlen eines Buchstabens;

• Drahtisolationsmaterial: Gummi – „P“; PVC-Verbindung – „B“; Polyethylen niedriger Dichte – „P“; selbstverlöschendes Polyethylen – „Ps“;

• Mantelmaterial: gewelltes Stahlband – „St“; Reifen – „R“; nicht brennender Gummi – «H; PVC-Verbindung – „B“;

• Drahtform: flach – „P“; rund – nicht markieren.

Betriebsmerkmale

Einfluss der Umgebungstemperatur

Wenn ein elektrischer Strom durch einen Metallkern fließt Wärme entsteht, was die Eigenschaften und Struktur der Dämmschicht beeinträchtigen, sie verschlechtern oder sogar zu einem Zusammenbruch führen kann. Daher wird die durch das Kabel fließende Last durch Schutzeinrichtungen überwacht und auf die Auslösung durch Leistungsschalter begrenzt.

Die Betriebstemperatur des Kabels muss den in den technischen Bedingungen für seinen Betrieb angegebenen Parametern entsprechen.

Bei niedrigen Umgebungstemperaturen verlieren viele Dämmstoffe, insbesondere solche auf Basis von Polyethylen, ihre plastischen Eigenschaften und Flexibilität. Schon bei leichter Biegung in der Kälte reißen sie, werden mit einer Rissschicht überzogen und verlieren ihre dielektrischen Eigenschaften.

Daher ist bei Temperaturen unter -5 Grad Celsius die Verlegung und Verlegung von Steuerleitungen verboten und im Winter sind vorbeugende Reparaturarbeiten auf der Straße gar nicht erst geplant.

Wenn es notwendig ist, Störungen zu beseitigen, die beim Einfrieren in den Steuerkabeln aufgetreten sind, gibt es eine spezielle Technologie für deren Aufbereitung und Erwärmung, indem Ströme durch die Drähte mit Kontrolle ihrer Temperatur verbunden werden.

Arbeiten Sie in einer aggressiven Umgebung

Die chemische Belastung des Steuerkabels wird durch die Verwendung einer Gummiummantelung begrenzt, die flexibel und äußerst hygroskopisch ist. Allerdings diese Dinge:

• ist teurer;

• anfälliger für Hitze und lassen Sie die Temperatur nicht über 65 Grad steigen;

• verliert bei längerem Gebrauch an Elastizität.

Lichteinwirkung

Längere Sonneneinstrahlung kann manche Arten von Kabelmänteln zerstören. Vor diesem Effekt sind sie am besten durch Panzerung, Blei und Aluminium geschützt. Moderne Gehäuse aus Gummi und Kunststoff benötigen für diesen vom Hersteller angegebenen Lebensdauerparameter jedoch kein Metallgehäuse.

Mechanische Zugbelastungen

Sie können bei Verstößen gegen die Installationstechnik oder im Betrieb durch erhöhten Bodendruck aus verschiedenen Gründen entstehen. Um diesen Kräften entgegenzuwirken, wird das Kabel in eine Panzerung aus Metallstreifen gelegt.

Somit ist das Steuerkabel:

• Es wird verwendet, wenn Steuer- oder andere Signale zwischen entfernt liegenden Objekten des Stromkreises übertragen werden müssen.

• entstehen durch unterschiedliche Strukturen und Schutzklassen, die bestimmten Arbeitsbedingungen entsprechen.