POTWIERDZANIE PARAMETRÓW TECHNICZNYCH PREFABRYKOWANYCH GŁOWIC KABLOWYCH ŚREDNIEGO NAPIĘCIA BADANIAMI TYPU Mirosław Schwann - KENTIA Firma Konsultingowa
Wstęp Miejsce ogólnie dostępne, zwane często przestrzenią publiczną, rozumianą jako wszelkie miejsca dostępne powszechnie, zazwyczaj nieodpłatnie, w której może znaleźć się każda osoba. Umieszczanie w tym miejscu infrastruktury technicznej nie może pogorszyć bezpieczeństwa publicznego. Nie może także przyczynić się do pogorszenia warunków bezpiecznej pracy pracowników wykonujących czynności przy infrastrukturze technicznej. Aby spełnić te ostre wymagania producenci i dostawcy przed skierowaniem wyrobów, będących elementami infrastruktury technicznej znajdującej się w przestrzeni publicznej, do sprzedaży, badają je we własnych, ale też i w niezależnych, często akredytowanych, laboratoriach. Zakres badań reprezentatywnych, odwzorowujących warunki rzeczywiste, jest określony w normach przedmiotowych, traktowanych jako jeden z ważniejszych elementów zasad wiedzy technicznej, na którą powołuje się Prawo budowlane. Jednym z częściej spotykanych urządzeń w zurbanizowanej przestrzeni publicznej są wnętrzowe stacje transformatorowe średniego na niskie napięcia (SN/nn) i złącza kablowe średniego napięcia (SN).
Wstęp Największym zagrożeniem dla zdrowia i życia ludzkiego zarówno dla osób postronnych jak i pracowników przedsiębiorstwa energetycznego są wybuchy oraz łukowe zwarcia wewnętrzne, w szczególności w przedziale kablowym rozdzielnicy SN. Zwarcia te, trófazowe lub dwufazowe, mogą wystąpić pomiędzy głowicami kablowymi (SN). Widok stacji wnętrzowej SN/nn na terenie Rejonu Dystrybucji Gdańsk po wybuchu spowodowanym awarią głowic kablowych SN. Źródło: archiwum R. Joeck.
Materiały stosowane do produkcji głowic Tab. 1. Porównanie parametrów elektrycznych EPDM i silikonu stosowanych do produkcji głowic kablowych SN
Materiały stosowane do produkcji głowic Tab. 2. Porównanie wybranych właściwości EPDM i silikonu stosowanych do produkcji głowic kablowych SN
Sterowanie polem w głowicach kablowych SN Konstruktor przy projektowaniu osprzętu do kabli elektroenergetycznych SN oprócz uwzględnieniu właściwości fizykochemicznych musi również brać pod uwagę naprężenie elektryczne. Opiera się to głównie na dwóch rodzajach naprężeń elektrycznych: naprężeniu promieniowym, które może być reprezentowane przez linie strumieniowe i naprężeniu wzdłużnym występującym na powierzchni izolacji kabla, w miejscu gdzie usunięto ekran półprzewodzący. Naprężenie promieniowe i wzdłużne kabla elektroenergetycznego SN z zamontowaną głowicą wtykową kątową
Sterowanie polem w głowicach kablowych SN Rozkład pola elektrycznego na końcu kabla SN oraz sterowanie polem elektrycznym na końcu kabla SN z zainstalowaną głowicą prostą
Sterowanie polem w głowicach kablowych SN Sterowanie polem elektrycznym na końcu kabla SN z zainstalowaną: rurą sterującą głowicy z liniowym odprężaniem pola elektrycznego oraz z zainstalowaną głowicą wtykową kątową ze zintegrowanym sterowaniem pola elektrycznego
Budowa głowic kablowych prostych wnętrzowych SN Rys. a. Budowa przykładowej głowicy wnętrzowej termokurczliwej: 1- szczelna końcówka kablowa, 2 masa uszczelniająca, termokurczliwa rura wytłaczana, 4 - warstwa sterująca, 5 końcówka kablowa żyły powrotnej. Rys. b. Budowa przykładowej głowicy wnętrzowej zimnokurczliwej: 1 szczelna końcówka kablowa, 2 masa uszczelniająca, 3 zimnokurczliwa rura izolacyjna, 4 warstwa sterująca, 5 masa uszczelniająca na drutach żyły powrotnej, 6 pierścień z gumy przewodzącej, 7 żyła powrotna kabla.
Nowe normy dotyczące osprzętu kablowego
Nowe normy dotyczące osprzętu kablowego
Nowe normy dotyczące osprzętu kablowego
Budowa głowic kablowych prostych napowietrznych SN Rys. c. Budowa przykładowej głowicy napowietrznej nasuwanej SN: 1 szczelna końcówka kablowa, 2 dodatkowe uszczelnienie głowicy na końcówce, 3 żyła robocza kabla, 4 izolacja żyły roboczej kabla, 5 elastyczny silikon ułatwiający nakładanie korpusu głowicy, 6 warstwa sterująca, 7 uszczelnienie, 8 druty pełniące funkcję zestyku opaski uziemiającej i żyły powrotnej kabla, 9 żyła powrotna kabla, 10 powłoka zewnętrzna kabla, 11 opaska uziemiająca, 12 zewnętrzna powłoka przewodząca, 13 zagęszczenie uszczelnienia w efekcie prasowania końcówki.
Budowa głowic kablowych wtykowych kątowych SN Rys. d. Budowa przykładowej głowicy wtykowej kątowej nasuwanej SN : 1 stożek wewnętrzny typu C, 2 śruba mocująca, 3 warstwa sterująca, 4 warstwa izolacyjna, 5 dodatkowa warstwa zewnętrzna, 6 kapturek, 7 zaślepka izolacyjna, 8 szczelna końcówka kablowa, 9 reduktor kabla, 10 - żyła powrotna wraz z końcówka kablową.
Materiały stosowane do produkcji głowic Oba materiały charakteryzują się odpowiednimi parametrami elektrycznymi i odpowiednimi właściwościami, wystarczającymi do produkcji głowic kablowych SN o niskiej awaryjności. Ekranowane głowice wtykowe (konektorowe) SN chronią rozdzielnice i inne urządzenia elektryczne będące pod napięciem, przed wnikaniem kurzu i wody. Przy zastosowaniu tych głowic stopień ochrony, według normy PN-EN-60529:2003P+A2:2014-07P Stopnie ochrony zapewnianej przez obudowy (Kod IP), potwierdzony badaniami to IP67.
Wymagania normatywne w zakresie badań typu głowic kablowych prostych średniego napięcia Układy do badań głowic prostych dla kabli jednożyłowych dla poszczególnych sekwencji.
Wymagania normatywne w zakresie badań typu głowic kablowych prostych średniego napięcia Należy pamiętać, że końcówki używane w głowicach muszą być zgodne z normą PN EN 61238 1:2004E Zaciskowe i mechaniczne złącza kabli energetycznych na napięcie znamionowe nie przekraczające 36 kv (Um = 42 kv) - Część 1: Metody badania i wymagania lub inną odpowiednia normą lub specyfikacją. Z kolei kable użyte do badań powinny być zgodne z dokumentem harmonizacyjnym PN-HD 620 S2:2010E Kable elektroenergetyczne o izolacji wytłaczanej na napięcia znamionowe od 3,6/6 (7,2) kv do 20,8/36 (42) kv włącznie. Norma PN-EN 61238-1:2004E Zaciskowe i mechaniczne złącza kabli energetycznych na napięcie znamionowe nie przekraczające 36 kv (Um = 42 kv) - Część 1: Metody badania i wymagania w niedługim czasie stanie się normą archiwalną. Obecnie już dostępne są następujące arkusze normy: IEC 61238-1-1:2018 Compression and mechanical connectors for power cables - Part 1-1: Test methods and requirements for compression and mechanical connectors for power cables for rated voltages up to 1 kv (Um = 1,2 kv) tested on non-insulated conductors, IEC 61238 1 2:2018 Compression and mechanical connectors for power cables - Part 1-2: Test methods and requirements for insulation piercing connectors for power cables for rated voltages up to 1 kv (Um = 1,2 kv) tested on insulated conductors, IEC 61238-1-3:2018 Compression and mechanical connectors for power cables - Part 1-3: Test methods and requirements for compression and mechanical connectors for power cables for rated voltages above 1 kv (Um = 1,2 kv) up to 30 kv (Um = 36 kv) tested on non-insulated conductors.
Wymagania normatywne w zakresie badań typu głowic kablowych prostych średniego napięcia Układ do badania głowic napowietrznych w wodzie Układ do badania głowic w powietrzu
Wymagania normatywne w zakresie badań typu głowic kablowych prostych średniego napięcia Wymagania normatywne w zakresie badań typu głowic kablowych prostych wnętrzowych i napowietrznych SN umieszczone na wspólnym diagramie.
Wymagania normatywne w zakresie badań typu głowic kablowych prostych średniego napięcia Zamawiający wymagając dokumenty potwierdzające wymagania techniczne dla głowic kablowych skupiają się na potwierdzeniu zgodności wyrobu z dokumentem harmonizacyjnym PN HD 629.1 S2:2006E+A1:2008E Badania osprzętu przeznaczonego do kabli na napięcie znamionowe od 3,6/6 (7,2) kv do 20,8/36 (42) kv - Część 1: Kable o izolacji wytłaczanej nie zwracając przy tym uwagi w jakim zakresie, wg jakich sekwencji, zostały przebadane głowice kablowe. Wymagania normatywne znacząco różnią się w zakresie badań dla sekwencji A1, A2 czy też A3. Dla głowic prostych, zarówno wnętrzowych jak i napowietrznych, powinno się wymagać badań w zakresie wszystkich sekwencji.
Wymagania normatywne w zakresie badań typu głowic kablowych wtykowych średniego napięcia Układy do badań głowic wtykowych ekranowanych dla kabli jednożyłowych dla poszczególnych sekwencji.
Wymagania normatywne w zakresie badań typu głowic kablowych wtykowych średniego napięcia Układ do badania głowic wtykowych w powietrzu Układ do badania głowic wtykowych napowietrznych w wodzie
Wymagania normatywne w zakresie badań typu głowic kablowych wtykowych średniego napięcia Wymagania normatywne w zakresie badań typu głowic kablowych prostych wnętrzowych i napowietrznych SN umieszczone na wspólnym diagramie.
Projekt zmian w wymaganiach normatywnych w zakresie badań głowic kablowych SN
Projekt zmian w wymaganiach normatywnych w zakresie badań głowic kablowych prostych SN Wymagania w projekcie dokumentu harmonizacyjnego w zakresie badań typu głowic kablowych prostych wnętrzowych i napowietrznych SN umieszczone na wspólnym diagramie
Projekt zmian w wymaganiach normatywnych w zakresie badań głowic kablowych kątowych SN Wymagania w projekcie dokumentu harmonizacyjnego w zakresie badań typu głowic kablowych kątowych SN umieszczone na wspólnym diagramie
Nowe normy dotyczące przekładników małej mocy pasywnych Jak badać przekładniki małej mocy pasywne współpracujące z głowicami wtykowymi kątowymi SN?
Podsumowanie Warto przygotować się do zmian wynikających z zastąpienia Polskiej Normy PN-EN-61238-1:2004E Zaciskowe i mechaniczne złącza kabli energetycznych na napięcie znamionowe nie przekraczające 36 kv (Um = 42 kv) - Część 1: Metody badania i wymagania, która w niedługim czasie stanie się normą archiwalną. Obecnie są już dostępne następujące arkusze normy: IEC 61238-1-1:2018 Compression and mechanical connectors for power cables - Part 1-1: Test methods and requirements for compression and mechanical connectors for power cables for rated voltages up to 1 kv (Um = 1,2 kv) tested on non-insulated conductors; IEC 61238-1-2:2018 Compression and mechanical connectors for power cables - Part 1-2: Test methods and requirements for insulation piercing connectors for power cables for rated voltages up to 1 kv (Um = 1,2 kv) tested on insulated conductors, IEC 61238-1-3:2018 Compression and mechanical connectors for power cables - Part 1-3: Test methods and requirements for compression and mechanical connectors for power cables for rated voltages above 1 kv (Um = 1,2 kv) up to 30 kv (Um = 36 kv) tested on non-insulated conductors.
Podsumowanie Zamawiający wymagając dokumenty potwierdzające wymagania techniczne dla głowic kablowych powinni skupić się nie tylko na potwierdzeniu zgodności wyrobu z dokumentem harmonizacyjnym PN-HD 629.1 S2:2006E+A1:2008E, ale również na sprawdzeniu sekwencji, zgodnie z którymi przebadano głowice kablowe: dla głowic prostych, zarówno wnętrzowych jak i napowietrznych, powinno się wymagać badań w zakresie wszystkich sekwencji. dla głowic wtykowych, biorąc pod uwagę typy powszechnie stosowane w polskiej elektroenergetyce, powinno się wymagać badań: w zakresie wszystkich sekwencji - dla głowic przystosowanych do izolatora ze stożkiem zewnętrznym rozmiaru A, w zakresie sekwencji D1 i D2 - dla głowic przystosowanych do izolatora ze stożkiem zewnętrznym rozmiaru C. Warto przygotować się do zmian wynikających z zastąpienia dokumentu harmonizacyjnego PN-HD 629.1 S2:2003E Badania osprzętu przeznaczonego do kabli na napięcie znamionowe od 3,6/6 (7,2) kv do 20,8/36 (42) kv - Część 1: Kable o izolacji wytłaczanej, który na koniec przyszłego roku może stać się dokumentem archiwalnym. Obecnie dostępny jest już projekt dokumentu harmonizacyjnego Pr. HD 629.1 S3:2018-03 Test requirements for accessories for use on power cables of rated voltage from 3,6/6(7,2) kv up to 20,8/36(42) kv. Part 1: Accessories for cables with extruded insulation.
Dziękujemy za uwagę, miroslaw.schwann@kentia.pl https://pl.linkedin.com/in/mirosław-schwann-13473910b www. www.facebook.com/kentiafirmakonsultingowa