电气装置中的控制电缆——用途、结构类型、应用

电力网络中的电缆产品用于远距离传输电力。它们用作能量流的直接电源线或用于控制、保护、自动化、信号系统中的电路操作。

电力电缆主要工作在高达 35、110 kV 及以上的高压电流下，或在 0.4 kV 的网络中工作。它们是专门为特定类型的电压设计和制造的。参考模型用于其他目的。

控制电缆的用途

它不是连接到动力链，而是连接到它们的服务系统，其中没有增加的功率被传输。它们的最大工作电压通常限制在 380 伏或在某些情况下为 1000 伏。

该规定有助于理解变电站设备分为：

• 初级电源电路；

• 二级服务链。

例如，在110kV变电站的开关柜中，所有电力设备都属于直接分配、接收和传输电能的一次回路。

次级电路连接到电流和电压测量变压器，以考虑初级电路中发生的过程，以及电源开关的螺线管和控制线圈、它们的辅助触点和隔离开关、分离器和其他设备的中继器。

所有二次设备通过位于建筑结构表面、特殊电缆槽和通道、地面或室外的电缆在电路中相互连接。

这些电缆被命名为控制... 解释了它们的用途——提供对主回路中发生的技术过程算法的控制。

在控制电缆的帮助下，电信号通过电路传输：

• 电能主要参数的测量；

• 电力电路设备的控制，

• 电气系统的自动化和保护；

• 服务于基本设备的其他设备。

控制电缆的使用方法

下图显示了从 330 kV 高压互感器的接线盒端接控制电缆端。

为了保护它免受环境的影响，使用了金属带和波纹管。在现有电气装置中运行的所有控制电缆都标有特殊标签并用不可擦除的墨水签名。这极大地促进了工作和在操作过程中查找可能的故障。

在背面，控制电缆安装在配电终端、箱、箱中，如下图330kV设备。

在具有其他电压（例如 110 kV）的电路中观察到相同的原理。

主供电设备的控制电缆通过特殊的托盘或通道敷设，将其电路馈送到终端节点，确保电路在室外全天候条件下可靠运行。

将电路组装到配电柜的端子后，再次使用以下控制电缆，根据方案和项目直接留在面板上。

下一张照片显示了它们与用于继电保护和自动化的面板的连接变体。

他们：

• 在两个独立的流中留下一个特殊的电缆通道；

• 分布在面板的左右两侧；

• 在整个区域均匀分布；

• 被定向到接线端子；

• 切割到一定高度；

• 以相同的方式标记。

在电气设备的不同对象之间连接的电路中控制电缆的类似布置适用于电气连接的扩展逻辑电路。该图显示了用于测量 HV 110 kV 的核心电流电路的类似部分的操作片段。

由此可见：

• 黑色三角形——位于一定高度的测量互感器的终端安装；

• 白色三角形——外部配电柜的端子；

• 圆圈——继电保护面板上的端子。在我们的例子中，它有一个序列号——#108。

该图清楚地表明，控制电缆连接电流电路，并通过中间连接 - 配电终端柜将它们从测量互感器的绕组直接组装到继电保护和自动化面板。

安装控制电缆时，应遵循一定的规则将电线引入端子柱及其标记，这对于定期预防性维护和在运行期间对电信号进行电流控制测量是必要的。

控制电缆结构

每个型号的内部结构都与其他所有产品略有不同，如下图所示为两种不同的修改。

但它们都有共同点：

• 导线；

• 铁芯上的绝缘层；

• 总计的;

• 壳。

控制电缆根据工况要求，可补充：

• 盔甲;

• 屏蔽胶带。

导电芯制造特点

它是电缆不可或缺的元素，由金属制成：

• 铝;

• 铝铜成分；

• 或蜂蜜。

导体可以由单根实心线制成，也可以通过拉伸由大量实心线制成，从而为整体结构提供柔韧性。单芯电线用于在不受动态弯曲和扭转载荷影响的固定条件下运行的电缆。

针对移动电缆的工作条件，移动设备的导电线芯均采用双绞线。其中的铜芯线覆盖有一层锡 - 它们经过镀锡或保持清洁，没有保护涂层。

在控制电缆的护套内，可以使用不同数量的线芯，从4芯到61芯不等。对于铝线，线的截面应从2.5平方毫米以上开始。但此类产品只能用于110kV及以下电压的变电站。

220kV及以上电压的变电站二次设备只允许用铜线电缆连接。低性能铝在关键设备中不能提供高可靠性。次级电路中禁止使用铝。

控制电缆的铜导线横截面标准化为 0.75 至 10 mm2。细直径用于不会产生高信号功率的低电流通信电路、远程机械、遥控。

对于对电路中的损耗和电压降敏感的高精度测量系统，使用更大直径的电流导体。

导线的金属必须覆盖有介电层，这排除了短路电流和它们之间泄漏的发生。标记应用于绝缘层：

1.外壳的颜色；

2. 或数字。

在第一种方法中，使用一种颜色，或者可以在其上另外创建彩色条纹。经常使用数字标记，数字之间的间距至少为 3.5 厘米。

导电芯上绝缘层的厚度具有排除介电层在最大工作电压下击穿的电气强度，直接取决于其横截面。它随着线径的增加而增加。

绝缘电线被组装成一个公共线束并绞合以提供标准的绞合数，从而使电缆能够按照数据表进行弯曲。

分类

控制电缆的不同之处在于：

1.导体的金属；

2、金属绝缘材料；

3、线材的形状；

4.外壳材质；

5.保护涂层。

基底金属上的介电层可以通过以下方式施加：

• 橡皮;

• 聚氯乙烯化合物；

• 自熄性聚乙烯；

• 低密度聚乙烯；

• 硫化聚乙烯。

电线主要制成圆形，但在某些情况下也有扁平形状。

外壳材料可以是：

• 橡胶或不易燃；

• 聚氯乙烯化合物。

在极端条件下工作的控制电缆护套由以下材料制成：

• 铝;

• 带领;

• 波纹钢带。

屏蔽罩和保护罩专为在四类增加的机械应力下运行的控制电缆而设计：

• 第一种电缆在室内、电缆管道和沟槽中工作，不会受到高拉力。他们的装甲是通过缠绕两条钢带并涂上防腐化合物制成的。

• 第二种类型旨在用于没有拉力的管道、隧道和房间。

• 第三种类型是在地下开采，在没有显着拉力的沟渠中。它们有双钢带装甲，由外壳保护 - PVC 软管。

• 第四种设计用于铺设在地面和通道中。它们不应承受高拉伸强度。装甲由两根覆盖有一层锌的钢丝组成，并由软管或 PVC 塑料盖从上方保护。

商标说明

电缆标有简明名称的目的，以提供有关其成分和特性的完整信息：

• 芯层和绝缘层材料；

• 壳的组成及其结构；

• 装甲及其涂层的存在；

• 导线的数量及其横截面。

带有大写字母的符号用于标记控制电缆：

• 字母«K»代表«控制»；

• 导体的金属用于：铝«A»； alumomed — «上午»; med — 缺少字母；

• 电线绝缘材料：橡胶 — «P»； PVC 化合物 — «B»；低密度聚乙烯 — «P»；自熄性聚乙烯 — «Ps»;

• 护套材料：波纹钢带 — «St»；轮胎 — «R»;不燃烧橡胶 — «H; PVC 化合物 — «B»；

• 线材形状：扁平 — «P»；圆——不作标记。

操作特性

环境温度的影响

当电流通过金属芯时 产生热量，这会影响绝缘层的特性和结构，使它们劣化，甚至造成绝缘层的击穿。因此，通过电缆的负载受到保护装置的监控，并被断路器限制为跳闸。

电缆的工作温度必须符合其工作技术条件中规定的参数。

在低环境温度下，许多类型的绝缘材料，尤其是基于聚乙烯的绝缘材料，会失去其塑料特性和柔韧性。即使在寒冷中轻微弯曲，它们也会破裂，覆盖一层裂纹并失去介电性能。

因此，在低于-5摄氏度的温度下，禁止安装和敷设控制电缆，甚至在冬季，甚至没有计划在街道上进行预防性维修工作。

如果有必要消除控制电缆在冻结期间发生的故障，则可以使用一种特殊的技术来准备和加热它们，方法是通过电线连接电流并控制其温度。

在恶劣的环境中工作

控制电缆的化学暴露受到其护套使用橡胶护套的限制，该橡胶护套具有柔韧且高度抗吸湿性。然而，这些东西：

• 更贵；

• 较易受热，不要让温度升到65度以上；

• 长时间使用会失去弹性。

暴露在光线下

长时间暴露在阳光下会损坏某些类型的电缆护套。使用装甲、铅和铝可以最好地保护它们免受这种影响。但现代橡胶和塑料制成的外壳不需要金属外壳来达到制造商声明的使用寿命参数。

机械拉伸载荷

当违反安装技术或由于各种原因土壤压力增加而在操作过程中可能会产生它们。为了抵消这些力，电缆被放置在由金属条制成的铠装中。

因此，控制电缆：

• 当需要在远距离的电路物体之间传输控制或其他信号时使用；

• 由对应于特定工作条件的不同结构和保护等级创建。