PROTOLON (M) R-(N)TSCGEWOEU 18/30 кВ — опытный инженер о барабанной механике, split earth и изоляции 30 кВ
В этой конструкции три междужилья используются для распределенного защитного проводника. Инженерный акцент поэтому делается на его непрерывности, симметрии конструкции, качестве изоляционной системы и механической устойчивости при многократной намотке.
По опыту Feichun Cable, надежность 30-кВ барабанной линии определяется совместно: барабаном, приводом, роликами, радиусами, динамической тягой, терминальной разделкой, полупроводящими слоями и состоянием трех защитных секторов.
Содержание
- Инженерная роль
- Конструкция
- Защитный проводник
- Барабанная механика
- Изоляция 30 кВ
- Стандарты
- Размеры
- Электрические расчеты
- Зарядный ток
- Диагностика
1. Инженерная роль кабеля 18/30 кВ
Кабель одновременно передает мощность, выдерживает изгиб и кручение, воспринимает растягивающее усилие и обеспечивает защитное соединение. Ошибка в любом элементе быстро отражается на остальных.
2. Конструкция и управление электрическим полем
Разделка полупроводящего слоя
На 30 кВ царапина или ступенька на EPR после снятия easy-strip слоя существенно повышает риск частичных разрядов.
Терминальная муфта
Нужна муфта для гибкого резинового кабеля 18/30 кВ с корректным stress control и разгрузкой натяжения.
Контроль PE
Сопротивление трех защитных секторов следует фиксировать до ввода в работу и повторно после первых циклов намотки.
3. Трехсекционный защитный проводник
| Конструкция | Обозначение PE | Суммарное сечение | Расположение | Контроль |
|---|---|---|---|---|
| 3×25+3×25/3 | 3×25/3 | 25 мм² суммарно | три междужилья | измерять после первых циклов намотки |
| 3×25+3×50/3 | 3×50/3 | 50 мм² суммарно | три междужилья | измерять после первых циклов намотки |
| 3×35+3×25/3 | 3×25/3 | 25 мм² суммарно | три междужилья | измерять после первых циклов намотки |
| 3×35+3×50/3 | 3×50/3 | 50 мм² суммарно | три междужилья | измерять после первых циклов намотки |
| 3×50+3×25/3 | 3×25/3 | 25 мм² суммарно | три междужилья | измерять после первых циклов намотки |
| 3×50+3×50/3 | 3×50/3 | 50 мм² суммарно | три междужилья | измерять после первых циклов намотки |
| 3×70+3×35/3 | 3×35/3 | 35 мм² суммарно | три междужилья | измерять после первых циклов намотки |
| 3×70+3×50/3 | 3×50/3 | 50 мм² суммарно | три междужилья | измерять после первых циклов намотки |
| 3×95+3×50/3 | 3×50/3 | 50 мм² суммарно | три междужилья | измерять после первых циклов намотки |
| 3×120+3×70/3 | 3×70/3 | 70 мм² суммарно | три междужилья | измерять после первых циклов намотки |
| 3×150+3×70/3 | 3×70/3 | 70 мм² суммарно | три междужилья | измерять после первых циклов намотки |
| 3×185+3×95/3 | 3×95/3 | 95 мм² суммарно | три междужилья | измерять после первых циклов намотки |
| 3×240+3×120/3 | 3×120/3 | 120 мм² суммарно | три междужилья | измерять после первых циклов намотки |
| 3×300+3×150/3 | 3×150/3 | 150 мм² суммарно | три междужилья | измерять после первых циклов намотки |
4. Барабанная механика и минимальный диаметр
Для 30 кВ кабеля геометрия барабана и качество управления полем одинаково важны.
| Конструкция | Dmax | 10×D радиус | Минимальный диаметр по оси кабеля | 20×D S-участок |
|---|---|---|---|---|
| 3×25+3×25/3 | 56,2 мм | 562 мм | 1124 мм | 1124 мм |
| 3×25+3×50/3 | 56,2 мм | 562 мм | 1124 мм | 1124 мм |
| 3×35+3×25/3 | 59 мм | 590 мм | 1180 мм | 1180 мм |
| 3×35+3×50/3 | 59 мм | 590 мм | 1180 мм | 1180 мм |
| 3×50+3×25/3 | 62,6 мм | 626 мм | 1252 мм | 1252 мм |
| 3×50+3×50/3 | 62,6 мм | 626 мм | 1252 мм | 1252 мм |
| 3×70+3×35/3 | 66,5 мм | 665 мм | 1330 мм | 1330 мм |
| 3×70+3×50/3 | 67,6 мм | 676 мм | 1352 мм | 1352 мм |
| 3×95+3×50/3 | 71,9 мм | 719 мм | 1438 мм | 1438 мм |
| 3×120+3×70/3 | 78,1 мм | 781 мм | 1562 мм | 1562 мм |
| 3×150+3×70/3 | 80,9 мм | 809 мм | 1618 мм | 1618 мм |
| 3×185+3×95/3 | 84,6 мм | 846 мм | 1692 мм | 1692 мм |
| 3×240+3×120/3 | 93,1 мм | 931 мм | 1862 мм | 1862 мм |
| 3×300+3×150/3 | 99,6 мм | 996 мм | 1992 мм | 1992 мм |
Ускорение
Скорость до 120 м/мин допустима только при плавном разгоне. Рывок может превысить динамический ориентир 25 Н/мм².
Многослойная намотка
Нижние слои хуже охлаждаются и испытывают давление верхних витков; нужен тепловой и механический запас.
S-образный переход
Расстояние между противоположными изгибами должно быть не менее 20×D, иначе ускоряется усталость жил и защитных секторов.
5. Функциональное сечение
Три междужилья используются для распределенного защитного проводника.
6. Стандарты и approvals
EN 50525-2-21
Электрические параметры по исходной спецификации.
DIN VDE 0207-21
Материалы и смеси.
DIN VDE 0298-3
Механические параметры и радиусы.
DIN VDE 0250-813
Общая конструкционная база.
IEC 60811-404
Химические испытания материалов.
IEC 60332-1-2
Нераспространение пламени одиночного кабеля.
GOST-R/-K/-B
Сертификационный и пожарный контекст Российской Федерации и региона.
VDE 0298-4
Токовая нагрузка по таблице 15 на поверхности при 30 °C.
7. Размеры, масса и радиусы
| Конструкция | SAP | Внешний код | Проводник, мм | Dmin, мм | Dmax, мм | Масса, кг/км | Split earth | 6×D, мм | 10×D, мм | 20×D, мм |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3×25+3×25/3 | M_R_30KV_003 | 5DK6*** | 7,1 | 52,2 | 56,2 | 3 900 | 3×25/3 | 337,2 | 562 | 1124 |
| 3×25+3×50/3 | M_R_30KV_004 | 5DK6*** | 7,1 | 52,2 | 56,2 | 4 090 | 3×50/3 | 337,2 | 562 | 1124 |
| 3×35+3×25/3 | M_R_30KV_006 | 5DK6*** | 8,4 | 55 | 59 | 4 450 | 3×25/3 | 354 | 590 | 1180 |
| 3×35+3×50/3 | M_R_30KV_007 | 5DK6*** | 8,4 | 55 | 59 | 4 640 | 3×50/3 | 354 | 590 | 1180 |
| 3×50+3×25/3 | 20181197 | 5DK6*** | 10,1 | 58,6 | 62,6 | 5 250 | 3×25/3 | 375,6 | 626 | 1252 |
| 3×50+3×50/3 | 20136772 | 5DK6*** | 10,1 | 58,6 | 62,6 | 5 430 | 3×50/3 | 375,6 | 626 | 1252 |
| 3×70+3×35/3 | 20159423 | 5DK6*** | 11,8 | 62,5 | 66,5 | 6 500 | 3×35/3 | 399 | 665 | 1330 |
| 3×70+3×50/3 | 20004740 | 5DK6603 | 11,8 | 63,6 | 67,6 | 6 840 | 3×50/3 | 405,6 | 676 | 1352 |
| 3×95+3×50/3 | 20143262 | 5DK6613 | 13,8 | 67,9 | 71,9 | 8 160 | 3×50/3 | 431,4 | 719 | 1438 |
| 3×120+3×70/3 | 20006962 | 5DK6607 | 15,5 | 74,1 | 78,1 | 9 900 | 3×70/3 | 468,6 | 781 | 1562 |
| 3×150+3×70/3 | M_R_30KV_001 | 5DK6*** | 17,4 | 76,9 | 80,9 | 10 780 | 3×70/3 | 485,4 | 809 | 1618 |
| 3×185+3×95/3 | M_R_30KV_002 | 5DK6*** | 19,2 | 80,6 | 84,6 | 12 170 | 3×95/3 | 507,6 | 846 | 1692 |
| 3×240+3×120/3 | 20261692 | 5DK6*** | 22,1 | 88,1 | 93,1 | 15 280 | 3×120/3 | 558,6 | 931 | 1862 |
| 3×300+3×150/3 | M_R_30KV_005 | 5DK6*** | 24,7 | 94,6 | 99,6 | 18 200 | 3×150/3 | 597,6 | 996 | 1992 |
8. Электрические и механические параметры
Токовая нагрузка дана для кабеля на поверхности при 30 °C. На барабане, особенно при многослойной намотке, требуется тепловое снижение. Расчет мощности использует коэффициент мощности 0,9. Падение напряжения рассчитано только по активному сопротивлению на 100 м.
| Конструкция | Статическая тяга, Н | Динамическая оценка, Н | C, нФ/км | L, мГн/км | R20, Ом/км | Ток, А | ≈ МВА | ≈ МВт | ≈ ΔU/100 м |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3×25+3×25/3 | 1 500 | 1 875 | 180 | 0,4 | 0,7839 | 139 | 7,22 | 6,5 | 0,06% |
| 3×25+3×50/3 | 1 500 | 1 875 | 180 | 0,4 | 0,7839 | 139 | 7,22 | 6,5 | 0,06% |
| 3×35+3×25/3 | 2 100 | 2 625 | 190 | 0,38 | 0,554 | 172 | 8,94 | 8,04 | 0,06% |
| 3×35+3×50/3 | 2 100 | 2 625 | 190 | 0,38 | 0,554 | 172 | 8,94 | 8,04 | 0,06% |
| 3×50+3×25/3 | 3 000 | 3 750 | 220 | 0,36 | 0,386 | 215 | 11,17 | 10,05 | 0,05% |
| 3×50+3×50/3 | 3 000 | 3 750 | 220 | 0,36 | 0,386 | 215 | 11,17 | 10,05 | 0,05% |
| 3×70+3×35/3 | 4 200 | 5 250 | 240 | 0,34 | 0,272 | 265 | 13,77 | 12,39 | 0,04% |
| 3×70+3×50/3 | 4 200 | 5 250 | 240 | 0,34 | 0,272 | 265 | 13,77 | 12,39 | 0,04% |
| 3×95+3×50/3 | 5 700 | 7 125 | 270 | 0,33 | 0,206 | 319 | 16,58 | 14,92 | 0,04% |
| 3×120+3×70/3 | 7 200 | 9 000 | 290 | 0,31 | 0,161 | 371 | 19,28 | 17,35 | 0,03% |
| 3×150+3×70/3 | 9 000 | 11 250 | 320 | 0,3 | 0,129 | 428 | 22,24 | 20,02 | 0,03% |
| 3×185+3×95/3 | 11 100 | 13 875 | 340 | 0,3 | 0,106 | 488 | 25,36 | 22,82 | 0,03% |
| 3×240+3×120/3 | 14 400 | 18 000 | 380 | 0,28 | 0,0801 | 574 | 29,83 | 26,84 | 0,03% |
| 3×300+3×150/3 | 18 000 | 22 500 | 420 | 0,28 | 0,0641 | 660 | 34,29 | 30,87 | 0,02% |
9. Зарядный ток и реактивная мощность
Для длинных линий емкость влияет на ток холостого хода, настройку защиты и коммутационные процессы. Расчетный зарядный ток и реактивная мощность оценены для 50 Гц и U0 = 18 кВ.
| Конструкция | C, нФ/км | Ic, А/км | Qc, квар/км |
|---|---|---|---|
| 3×25+3×25/3 | 180 | 1,018 | 52,9 |
| 3×25+3×50/3 | 180 | 1,018 | 52,9 |
| 3×35+3×25/3 | 190 | 1,074 | 55,8 |
| 3×35+3×50/3 | 190 | 1,074 | 55,8 |
| 3×50+3×25/3 | 220 | 1,244 | 64,6 |
| 3×50+3×50/3 | 220 | 1,244 | 64,6 |
| 3×70+3×35/3 | 240 | 1,357 | 70,5 |
| 3×70+3×50/3 | 240 | 1,357 | 70,5 |
| 3×95+3×50/3 | 270 | 1,527 | 79,3 |
| 3×120+3×70/3 | 290 | 1,64 | 85,2 |
| 3×150+3×70/3 | 320 | 1,81 | 94 |
| 3×185+3×95/3 | 340 | 1,923 | 99,9 |
| 3×240+3×120/3 | 380 | 2,149 | 111,7 |
| 3×300+3×150/3 | 420 | 2,375 | 123,4 |
10. Проверка тяги
| Конструкция | Сечение | Расчет статической тяги | Табличная тяга | Динамическая оценка | Статус |
|---|---|---|---|---|---|
| 3×25+3×25/3 | 25 мм² | 1 500 Н | 1 500 Н | 1 875 Н | соответствует |
| 3×25+3×50/3 | 25 мм² | 1 500 Н | 1 500 Н | 1 875 Н | соответствует |
| 3×35+3×25/3 | 35 мм² | 2 100 Н | 2 100 Н | 2 625 Н | соответствует |
| 3×35+3×50/3 | 35 мм² | 2 100 Н | 2 100 Н | 2 625 Н | соответствует |
| 3×50+3×25/3 | 50 мм² | 3 000 Н | 3 000 Н | 3 750 Н | соответствует |
| 3×50+3×50/3 | 50 мм² | 3 000 Н | 3 000 Н | 3 750 Н | соответствует |
| 3×70+3×35/3 | 70 мм² | 4 200 Н | 4 200 Н | 5 250 Н | соответствует |
| 3×70+3×50/3 | 70 мм² | 4 200 Н | 4 200 Н | 5 250 Н | соответствует |
| 3×95+3×50/3 | 95 мм² | 5 700 Н | 5 700 Н | 7 125 Н | соответствует |
| 3×120+3×70/3 | 120 мм² | 7 200 Н | 7 200 Н | 9 000 Н | соответствует |
| 3×150+3×70/3 | 150 мм² | 9 000 Н | 9 000 Н | 11 250 Н | соответствует |
| 3×185+3×95/3 | 185 мм² | 11 100 Н | 11 100 Н | 13 875 Н | соответствует |
| 3×240+3×120/3 | 240 мм² | 14 400 Н | 14 400 Н | 18 000 Н | соответствует |
| 3×300+3×150/3 | 300 мм² | 18 000 Н | 18 000 Н | 22 500 Н | соответствует |
11. Диагностика отказов
Диагностика объединяет механику, изоляцию и непрерывность защитного проводника.
12. Опросный лист Feichun
Тип машины; мощность и ток; пусковой режим; длина активной части; тип барабана; диаметр сердечника; ширина; число слоев; скорость и ускорение; угол схода; ролики; минимальные радиусы; температура; масло, озон, ультрафиолет и вода; схема split earth; тип концевой муфты; требования к испытанию 43 кВ; контроль PE; маркировка барабана; комплект сертификатов.
