Cables de control en instal·lacions elèctriques: finalitat, tipus de construcció, aplicació

Els productes de cable a les xarxes elèctriques s'utilitzen per transmetre electricitat a distància. S'utilitzen com a línies elèctriques directes de fluxos d'energia o per al funcionament de circuits en sistemes de control, protecció, automatització, senyalització.

Els cables d'alimentació funcionen principalment amb corrents d'alta tensió de fins a 35, 110 kV i més, o en una xarxa de 0,4 kV. Estan dissenyats i fabricats especialment per a un tipus de tensió específic. Els models de referència s'utilitzen per a altres finalitats.

Finalitat dels cables de control

No està connectat a cadenes elèctriques, sinó als seus sistemes de servei, en els quals no es transmet cap augment de potència. La seva tensió de funcionament màxima sol estar limitada a 380 o en alguns casos a 1000 volts.

Aquesta disposició ajuda a entendre la divisió dels equips de la subestació elèctrica en:

• circuits d'alimentació primària;

• cadenes de serveis secundaris.

Per exemple, a l'aparell de commutació d'una subestació de 110 kV, tots els equips de potència pertanyen a un bucle primari que distribueix, rep i transmet directament l'energia elèctrica.

Els circuits secundaris es connecten a transformadors de mesura de corrent i tensió per tenir en compte els processos que tenen lloc en el circuit primari, així com a solenoides i bobines de control dels interruptors de potència, els seus contactes auxiliars i repetidors de seccionadors, separadors i altres dispositius.

Tots els equips secundaris es connecten entre si en circuits elèctrics mitjançant cables que es troben a la superfície de les estructures de l'edifici, en safates i canals especials de cables, a terra o a l'exterior.

Aquests cables s'anomenen control... Explica la seva finalitat: proporcionar control dels algorismes de processos tecnològics que es produeixen al bucle primari.

Amb l'ajuda de cables de control, els senyals elèctrics es transmeten a través de circuits:

• mesures dels principals paràmetres de l'energia elèctrica;

• control dels equips del circuit de potència,

• automatització i protecció del sistema elèctric;

• altres dispositius que serveixen equips bàsics.

Com s'utilitzen els cables de control

La foto següent mostra la terminació de l'extrem del cable de control de la caixa de terminals d'un transformador d'instruments d'alta tensió de 330 kV.

Per protegir-lo de la influència del medi ambient, s'utilitzen cintes metàl·liques i tubs corrugats. Tots els cables de control que circulen a les instal·lacions elèctriques existents estan marcats amb etiquetes especials i signats amb tinta indeleble. Això facilita molt el treball i la recerca de possibles disfuncions durant el funcionament.

Al revers, els cables de control s'instal·len en terminals de distribució, caixes, caixes, tal com es mostra a la foto següent per a equips de 330 kV.

El mateix principi s'observa en circuits amb altres tensions, per exemple 110 kV.

Els cables de control dels equips d'alimentació principal es col·loquen a través de safates o canals especials, alimenten els seus circuits als nodes terminals, que garanteixen un funcionament fiable del circuit a l'aire lliure en totes les condicions meteorològiques.

Després de muntar els circuits elèctrics als terminals dels armaris de distribució, es tornen a utilitzar els següents cables de control, que surten directament sobre els panells d'acord amb l'esquema i el projecte.

A la següent foto es mostra una variant de la seva connexió als panells de protecció i automatització de relés.

Ells:

• deixar un canal de cable especial en dos fluxos separats;

• distribuït als costats esquerre i dret del panell;

• uniformement, uniformement espaiats sobre tota l'àrea;

• es dirigeixen als blocs de terminals;

• tallar a una certa alçada;

• estan marcats de la mateixa manera.

Una disposició similar dels cables de control en els circuits que connecten entre diferents objectes d'equips elèctrics s'aplica als circuits lògics estès de les connexions elèctriques. El dibuix mostra un fragment del funcionament d'una part similar dels circuits de corrent del nucli per mesurar HV 110 kV.

Això mostra:

• triangles negres: instal·lació terminal de transformadors de mesura situats a una alçada;

• triangles blancs: terminals d'un armari de distribució extern;

• cercles: terminals del panell de protecció del relé. En el nostre cas, té un número de sèrie: #108.

Aquest diagrama mostra clarament que el cable de control connecta els circuits de corrent i els munta directament des dels bobinats dels transformadors de mesura als panells de protecció i automatització de relés mitjançant una connexió intermèdia: un armari de terminals de distribució.

En instal·lar el cable de control, es segueixen determinades regles per alimentar els cables a la columna de terminals i el seu marcatge, que és necessari per al manteniment preventiu periòdic i per realitzar mesures de control de corrent dels senyals elèctrics durant el funcionament.

Construcció del cable de control

L'estructura interna de cada model és lleugerament diferent de la resta de productes, tal com es mostra a la imatge següent per a dues modificacions diferents.

Però tots tenen elements comuns:

• cables conductors;

• capa aïllant al nucli;

• agregat;

• closca.

El cable de control, en funció dels requisits de les condicions de treball, es pot complementar amb:

• armadura;

• cinta de blindatge.

Característiques de fabricació del nucli conductor

És un element indispensable del cable i està fet de metall:

• alumini;

• composició de coure d'alumini;

• o mel.

El conductor es pot fer d'un sol cable sòlid o d'un gran nombre d'ells estirant-se per donar flexibilitat a l'estructura global. Els cables d'un sol nucli s'utilitzen per a cables que funcionen en condicions estacionàries que no estan subjectes a càrregues de flexió i torsió dinàmiques.

Per a les condicions de treball del cable en dispositius mòbils, els nuclis conductors dels dispositius mòbils estan fets de cables trenats. Els cables del nucli de coure que hi ha estan coberts amb una capa d'estany: estan enllaunats o romanen nets, sense cap recobriment protector.

Dins de la funda del cable de control, es pot utilitzar un nombre diferent de nuclis, que van de quatre a 61. Per a l'alumini, la secció transversal dels cables hauria de començar des de 2,5 mm quadrats i més. Però aquests productes es poden utilitzar exclusivament en subestacions amb una tensió de 110 kV o inferior.

Els equips secundaris de les subestacions amb una tensió superior a 220 kV i superior només es permeten connectar-se amb fils i cables de coure. L'alumini de baix rendiment no proporciona una alta fiabilitat en equips crítics. L'alumini està prohibit als seus circuits secundaris.

La secció transversal dels conductors de coure dels cables de control està estandarditzada de 0,75 a 10 mm2. Els diàmetres prims s'utilitzen en circuits de comunicació de baixa intensitat, telemecànica, telecontrol que no creen altes potències de senyal.

Per als sistemes de mesura d'alta precisió que són sensibles a pèrdues i caigudes de tensió al circuit, s'utilitzen diàmetres més grans de conductors de corrent.

El metall dels cables conductors està necessàriament cobert amb una capa dielèctrica, que exclou l'aparició de corrents de curtcircuit i fuites entre ells. El marcatge s'aplica a la capa d'aïllament:

1. el color de la closca;

2. o números.

En el primer mètode, s'utilitza un color o es poden crear ratlles de color addicionals. El marcatge numèric s'aplica amb freqüència, amb un espai entre números d'almenys 3,5 cm.

El gruix de la capa aïllant del nucli conductor té una resistència elèctrica que exclou la ruptura de la capa dielèctrica a la màxima tensió de funcionament i depèn directament de la seva secció transversal. Augmenta amb l'augment del diàmetre del fil.

Els cables aïllats es munten en un paquet comú i es trenquen per proporcionar un nombre estàndard de girs que permeten doblegar el cable d'acord amb el full de dades.

Classificació

Els cables de control es diferencien en:

1. metall del conductor;

2. material aïllant metàl·lic;

3. la forma del filferro;

4. material de closca;

5. recobriment protector.

La capa dielèctrica del metall base es pot aplicar mitjançant:

• goma d'esborrar;

• compost de PVC;

• polietilè autoextingut;

• polietilè de baixa densitat;

• polietilè vulcanitzat.

Els cables estan fets principalment de forma rodona, però en alguns casos tenen una forma plana.

El material de la closca pot ser:

• cautxú o no inflamable;

• Compost de PVC.

La jaqueta per a cables de control que treballen en condicions extremes està creada per:

• alumini;

• dirigir;

• cinta d'acer corrugat.

Els blindatges i les cobertes protectores estan dissenyats per a cables de control que funcionen en quatre classes d'esforç mecànic augmentat:

• El primer tipus de cable treballa a l'interior, en conductes de cables i rases, sense estar sotmès a forces de tracció elevades. La seva armadura es crea enrotllant dues tires d'acer i recobrint-les amb un compost anticorrosió.

• El segon tipus està destinat a ser utilitzat en conductes, túnels i sales sense forces de tracció.

• El tercer tipus s'explota a terra, en trinxeres sense forces de tracció significatives. Tenen una armadura de dobles tires d'acer, protegides per una coberta exterior: una mànega de PVC.

• El quart tipus està dissenyat per col·locar-se a terra i canals. No han d'estar sotmesos a una alta resistència a la tracció. L'armadura està formada per dos cables d'acer coberts amb una capa de zinc i protegits des de dalt per una mànega o una coberta de PVC-plàstic.

Descripció de la marca

El cable està marcat amb la finalitat d'una designació concisa per proporcionar informació completa sobre la seva composició i característiques:

• materials de nucli i capes aïllants;

• la composició de la closca i la seva estructura;

• la presència d'armadura i el seu recobriment;

• el nombre de cables conductors i la seva secció transversal.

Els símbols amb lletres majúscules s'utilitzen per marcar els cables de control:

• la lletra «K» significa «control»;

• el metall del conductor està destinat a: alumini «A»; alumomed - «AM»; med — l'absència d'una carta;

• material d'aïllament de filferro: cautxú - «P»; compost de PVC - «B»; polietilè de baixa densitat - «P»; polietilè autoextingut - «Ps»;

• material de la funda: cinta d'acer corrugat — «St»; pneumàtic - «R»; goma que no crema — «H; compost de PVC - «B»;

• forma del filferro: plana — «P»; rodó — no marcar.

Característiques operatives

Efecte de la temperatura ambient

Quan un corrent elèctric travessa un nucli metàl·lic es genera calefacció, que pot afectar les propietats i l'estructura de la capa d'aïllament, deteriorar-les o fins i tot crear-ne una ruptura. Per tant, la càrrega que travessa el cable està controlada per dispositius de protecció i limitada a l'activació dels interruptors.

La temperatura de funcionament del cable ha de correspondre als paràmetres especificats en les condicions tècniques per al seu funcionament.

A baixes temperatures ambient, molts tipus d'aïllaments, especialment els basats en polietilè, perden les seves propietats plàstiques i flexibilitat. Fins i tot per una lleugera flexió al fred, s'esquerden, es cobreixen amb una capa d'esquerdes i perden les seves propietats dielèctriques.

Per tant, a temperatures inferiors als -5 graus centígrads, es prohibeix la instal·lació i la col·locació de cables de control i, a l'hivern, ni tan sols es preveuen treballs de reparació preventiva al carrer.

Si cal eliminar els errors de funcionament que es van produir als cables de control durant la congelació, hi ha una tecnologia especial per a la seva preparació i escalfament mitjançant la connexió de corrents a través dels cables amb control de la seva temperatura.

Treballar en un entorn agressiu

L'exposició química al cable de control està limitada per l'ús d'una funda de goma per a la seva funda, que és flexible i altament resistent a la higroscopicitat. Tanmateix, aquestes coses:

• és més car;

• més susceptibles a la calor i no permeten que la temperatura superi els 65 graus;

• perd elasticitat amb un ús prolongat.

Exposició a la llum

L'exposició prolongada a la llum solar pot destruir alguns tipus de cobertes de cable. Es protegeixen millor d'aquest efecte amb armadures, plom i alumini. Però les carcasses modernes de cautxú i plàstics no necessiten una carcassa metàl·lica per a aquest paràmetre de vida útil declarat pel fabricant.

Càrregues mecàniques de tracció

Es poden crear quan es viola la tecnologia d'instal·lació o durant el funcionament a causa de l'augment de la pressió del sòl per diverses raons. Per contrarestar aquestes forces, el cable es col·loca en una armadura feta de tires metàl·liques.

Així, el cable de control:

• s'utilitza quan cal transmetre senyals de control o altres entre objectes del circuit elèctric situats a distància;

• creades per diferents estructures i classes de protecció corresponents a determinades condicions de treball.