Cabos de comando em instalações elétricas — finalidade, tipos de construção, aplicação

Produtos de cabo em redes elétricas são usados ​​para transmitir eletricidade à distância. Eles são usados ​​como linhas diretas de fluxos de energia ou para a operação de circuitos em sistemas de controle, proteção, automação, sinalização.

Os cabos de energia funcionam principalmente com correntes de alta tensão de até 35, 110 kV e mais, ou em uma rede de 0,4 kV. Eles são especialmente projetados e fabricados para um tipo específico de tensão. Os modelos de referência são usados ​​para outros propósitos.

Finalidade dos cabos de controle

Ele está conectado não a cadeias de energia, mas a seus sistemas de serviço, nos quais nenhum aumento de energia é transmitido. Sua tensão operacional máxima é geralmente limitada a 380 ou, em alguns casos, 1000 volts.

Esta disposição ajuda a entender a divisão dos equipamentos elétricos da subestação em:

• circuitos de alimentação primária;

• cadeias de serviços secundários.

Por exemplo, no quadro de uma subestação de 110 kV, todos os equipamentos de potência pertencem a um loop primário que distribui, recebe e transmite diretamente a energia elétrica.

Os circuitos secundários são conectados a transformadores de medição de corrente e tensão para levar em consideração os processos que ocorrem no circuito primário, bem como a solenóides e bobinas de controle de chaves de potência, seus contatos auxiliares e repetidores de seccionadores, separadores e outros dispositivos.

Todos os equipamentos secundários são conectados entre si em circuitos elétricos por meio de cabos que se localizam na superfície das estruturas prediais, em eletrocalhas e calhas especiais, no solo ou ao ar livre.

Esses cabos são chamados de controle... Explica sua finalidade — fornecer controle de algoritmos de processo tecnológico que ocorrem no loop primário.

Com a ajuda de cabos de controle, os sinais elétricos são transmitidos através dos circuitos:

• medições dos principais parâmetros de energia elétrica;

• controle de equipamentos de circuito de energia,

• automação e proteção do sistema elétrico;

• outros dispositivos servindo equipamentos básicos.

Como os cabos de controle são usados

A foto abaixo mostra a terminação da extremidade do cabo de controle da caixa de terminais de um transformador de instrumento HV de 330 kV.

Para protegê-lo da influência do meio ambiente, são utilizadas fita metálica e tubo corrugado. Todos os cabos de controle que passam nas instalações elétricas existentes são marcados com etiquetas especiais e assinados com tinta indelével. Isso facilita muito o trabalho e a busca de possíveis avarias durante a operação.

No verso, os cabos de controle são instalados em terminais de distribuição, caixas, caixas, conforme foto a seguir para equipamentos de 330 kV.

O mesmo princípio é observado em circuitos com outras tensões, por exemplo 110 kV.

Os cabos de controle do equipamento de alimentação principal são colocados através de bandejas ou canais especiais, alimentam seus circuitos aos nós terminais, que garantem a operação confiável do circuito ao ar livre em todas as condições climáticas.

Após a montagem dos circuitos elétricos nos terminais dos quadros de distribuição, são novamente utilizados os seguintes cabos de controle, saindo diretamente nos painéis de acordo com o esquema e projeto.

Uma variante de sua conexão aos painéis para proteção e automação de relés é mostrada na próxima foto.

Eles:

• deixar um canal a cabo especial em dois fluxos separados;

• distribuídos nas laterais esquerda e direita do painel;

• uniformemente, uniformemente espaçados em toda a área;

• são direcionados para os blocos terminais;

• corte a uma certa altura;

• são marcados da mesma forma.

Uma disposição semelhante dos cabos de controle nos circuitos que eles conectam entre diferentes objetos de equipamentos elétricos se aplica aos circuitos lógicos estendidos das conexões elétricas. O desenho mostra um fragmento da operação de uma parte semelhante dos circuitos de corrente do núcleo para medir HV 110 kV.

Isso mostra:

• triângulos pretos - instalação terminal de transformadores de medição localizados em altura;

• triângulos brancos — terminais de um armário de distribuição externo;

• círculos — terminais no painel de proteção do relé. No nosso caso, tem um número de série — #108.

Este diagrama mostra claramente que o cabo de controle conecta os circuitos de corrente e os monta diretamente dos enrolamentos dos transformadores de medição para os painéis de proteção e automação do relé por meio de uma conexão intermediária - um gabinete terminal de distribuição.

Ao instalar o cabo de controle, algumas regras são seguidas para alimentar os fios na coluna do terminal e sua marcação, necessária para manutenção preventiva periódica e para realizar medições de controle de corrente de sinais elétricos durante a operação.

Construção do cabo de controle

A estrutura interna de cada modelo é ligeiramente diferente de todos os outros produtos, conforme mostrado na figura abaixo para duas modificações diferentes.

Mas todos eles têm elementos comuns:

• fios condutores;

• camada isolante no núcleo;

• agregar;

• concha.

O cabo de controle, dependendo dos requisitos das condições de trabalho, pode ser complementado com:

• armaduras;

• fita de blindagem.

Recursos de fabricação de núcleo condutivo

É um elemento indispensável do cabo e é feito de metal:

• alumínio;

• composição de cobre de alumínio;

• ou mel.

O condutor pode ser feito de um único fio sólido ou de um grande número deles, alongando-se para dar flexibilidade à estrutura geral. Fios unipolares são usados ​​para cabos que operam em condições estacionárias que não estão sujeitas a flexão dinâmica e cargas de torção.

Para as condições de trabalho do cabo em dispositivos móveis, os núcleos condutores de dispositivos móveis são feitos de fios trançados. Os fios do núcleo de cobre neles são cobertos com uma camada de estanho - eles são estanhados ou permanecem limpos, sem uma camada protetora.

Dentro da bainha do cabo de controle, pode ser usado um número diferente de núcleos, variando de quatro a 61. Para alumínio, a seção transversal dos fios deve começar em 2,5 mm quadrados e mais. Mas esses produtos podem ser usados ​​​​exclusivamente em subestações com tensão de 110 kV ou inferior.

O equipamento secundário de subestações com tensão superior a 220 kV e superior pode ser conectado apenas com fios e cabos de cobre. O alumínio de baixo desempenho não oferece alta confiabilidade em equipamentos críticos. O alumínio é proibido em seus circuitos secundários.

A seção transversal dos condutores de cobre dos cabos de controle é padronizada de 0,75 a 10 mm2. Diâmetros finos são usados ​​em circuitos de comunicação de baixa corrente, telemecânica, telecontrole que não geram altas potências de sinal.

Para sistemas de medição de alta precisão que são sensíveis a perdas e quedas de tensão no circuito, são usados ​​diâmetros aumentados de condutores de corrente.

O metal dos fios condutores é necessariamente coberto por uma camada dielétrica, o que exclui a ocorrência de correntes de curto-circuito e vazamentos entre eles. A marcação é aplicada à camada de isolamento:

1. a cor da casca;

2. ou números.

No primeiro método, uma cor é usada ou listras coloridas podem ser criadas adicionalmente nela. A marcação numérica é aplicada com frequência, com um espaço entre os números de pelo menos 3,5 cm.

A espessura da camada isolante no núcleo condutor tem uma resistência elétrica que exclui a quebra da camada dielétrica na tensão operacional máxima e depende diretamente de sua seção transversal. Aumenta com o aumento do diâmetro do fio.

Os fios isolados são montados em um feixe comum e torcidos para fornecer um número padrão de torções que permitem que o cabo seja dobrado de acordo com a folha de dados.

Classificação

Os cabos de controle diferem em:

1. metal do condutor;

2. material isolante metálico;

3. a forma do fio;

4. material de casca;

5. Revestimento protetor.

A camada dielétrica no metal base pode ser aplicada por:

• borracha;

• Composto de PVC;

• polietileno autoextinguível;

• Polietileno de baixa densidade;

• polietileno vulcanizado.

Os fios são feitos principalmente de forma redonda, mas em alguns casos eles têm uma forma plana.

O material da casca pode ser:

• borracha ou não inflamável;

• composto de PVC.

A jaqueta para cabos de controle que trabalham em condições extremas é criada por:

• alumínio;

• liderar;

• tira de aço corrugado.

Blindagens e tampas de proteção são projetadas para cabos de controle operando em quatro classes de aumento de tensão mecânica:

• O primeiro tipo de cabo funciona em ambientes internos, em dutos e valas, sem ser submetido a altas forças de tração. Sua armadura é criada enrolando duas tiras de aço e revestindo-as com um composto anticorrosivo.

• O segundo tipo é destinado para uso em dutos, túneis e salas sem forças de tração.

• O terceiro tipo é explorado no solo, em valas sem esforços de tração significativos. Possuem uma armadura de tiras duplas de aço, protegidas por uma cobertura externa - uma mangueira de PVC.

• O quarto tipo é projetado para assentamento no solo e canais. Eles não devem ser submetidos a alta resistência à tração. A armadura consiste em dois fios de aço cobertos com uma camada de zinco e protegidos por cima por uma mangueira ou uma capa de plástico PVC.

Descrição da marca

O cabo é marcado com o objetivo de uma designação concisa para fornecer informações completas sobre sua composição e características:

• materiais do núcleo e da camada isolante;

• a composição da casca e sua estrutura;

• a presença de armadura e seu revestimento;

• o número de fios condutores e sua seção transversal.

Símbolos com letras maiúsculas são usados ​​para marcar os cabos de controle:

• a letra «K» significa «controle»;

• o metal do condutor destina-se a: alumínio «A»; alumomed — «AM»; med — a ausência de uma letra;

• material de isolamento do fio: borracha — «P»; Composto de PVC — «B»; polietileno de baixa densidade — «P»; polietileno autoextinguível — «Ps»;

• material da bainha: tira de aço corrugado — «St»; pneu — «R»; borracha não inflamável — «H; Composto de PVC — «B»;

• forma do fio: plana — «P»; rodada - não marque.

Características operacionais

Efeito da temperatura ambiente

Quando uma corrente elétrica passa por um núcleo de metal aquecimento é gerado, que podem afetar as propriedades e a estrutura da camada de isolamento, deteriorá-los ou até mesmo causar sua quebra. Portanto, a carga que passa pelo cabo é monitorada por dispositivos de proteção e limitada ao disparo por disjuntores.

A temperatura de operação do cabo deve corresponder aos parâmetros especificados nas condições técnicas para sua operação.

Em baixas temperaturas ambientes, muitos tipos de isolamento, especialmente aqueles à base de polietileno, perdem suas propriedades plásticas e flexibilidade. Mesmo com uma leve flexão no frio, eles racham, ficam cobertos por uma camada de rachaduras e perdem suas propriedades dielétricas.

Portanto, em temperaturas abaixo de -5 graus Celsius, é proibida a instalação e colocação de cabos de controle e, no inverno, nem mesmo estão previstos reparos preventivos na rua.

Se for necessário eliminar o mau funcionamento ocorrido nos cabos de controle durante o congelamento, existe uma tecnologia especial para sua preparação e aquecimento, conectando correntes através dos fios com controle de temperatura.

Trabalhar em um ambiente agressivo

A exposição química ao cabo de controle é limitada pelo uso de uma bainha de borracha para sua bainha, que é flexível e altamente resistente à higroscopicidade. No entanto, essas coisas:

• É mais caro;

• mais suscetível ao calor e não permite que a temperatura suba acima de 65 graus;

• perde elasticidade com o uso prolongado.

Exposição à luz

A exposição prolongada à luz solar pode destruir alguns tipos de bainhas de cabos. Eles são mais bem protegidos desse efeito com blindagem, chumbo e alumínio. Mas os invólucros modernos de borracha e plástico não precisam de invólucro de metal para esse parâmetro de vida útil declarado pelo fabricante.

Cargas de tração mecânica

Eles podem ser criados quando a tecnologia de instalação é violada ou durante a operação devido ao aumento da pressão do solo por vários motivos. Para neutralizar essas forças, o cabo é colocado em uma armadura feita de tiras de metal.

Assim, o cabo de controle:

• é usado quando é necessário transmitir controle ou outros sinais entre objetos do circuito elétrico localizados à distância;

• criados por diferentes estruturas e classes de proteção correspondentes a determinadas condições de trabalho.