PROTOLON (M) R-(N)TSCGEWOEU 20/35 кВ — профессиональное введение в конструкцию, выбор и эксплуатацию
Версия 20/35 кВ предназначена для передачи значительной мощности при тяжелой циклической механике. По сравнению с более низкими классами напряжения она имеет больший наружный диаметр, более высокие требования к termination и более чувствительна к дефектам управления электрическим полем.
Выбор должен учитывать не только рабочий ток, но также длину линии, барабан, число слоев, ускорение, ролики, допустимую тягу, thermal derating, защиту и приемочные испытания.
Содержание
- Назначение
- Конструкция
- Split earth
- Termination
- Барабан
- Стандарты
- Размеры
- Расчеты
- Диагностика
- Приемка
1. Назначение и системный подход
Кабель, барабан, ролики, привод намотки и защита образуют единую систему.
2. Конструкция и функция слоев
На 35 кВ качество полупроводящих слоев и termination особенно существенно.
3. Трехсекционный split earth
| Конструкция | PE | Суммарное сечение | Расположение | Контроль |
|---|---|---|---|---|
| 3×25+3×25/3 | 3×25/3 | 25 мм² суммарно | три междужильных сектора | контроль непрерывности и RPE после обкатки |
| 3×35+3×25/3 | 3×25/3 | 25 мм² суммарно | три междужильных сектора | контроль непрерывности и RPE после обкатки |
| 3×50+3×25/3 | 3×25/3 | 25 мм² суммарно | три междужильных сектора | контроль непрерывности и RPE после обкатки |
| 3×50+3×50/3 | 3×50/3 | 50 мм² суммарно | три междужильных сектора | контроль непрерывности и RPE после обкатки |
| 3×70+3×35/3 | 3×35/3 | 35 мм² суммарно | три междужильных сектора | контроль непрерывности и RPE после обкатки |
| 3×70+3×50/3 | 3×50/3 | 50 мм² суммарно | три междужильных сектора | контроль непрерывности и RPE после обкатки |
| 3×120+3×70/3 | 3×70/3 | 70 мм² суммарно | три междужильных сектора | контроль непрерывности и RPE после обкатки |
4. Termination, easy-strip и управление полем
Подготовка EPR
На 35 кВ даже небольшая канавка после снятия easy-strip слоя может стать локальным усилителем электрического поля.
Stress control
Концевая муфта должна быть предназначена для гибкого резинового кабеля 20/35 кВ и соответствовать фактической геометрии жилы.
Strain relief
Тяга, кручение и повторный изгиб не должны передаваться непосредственно на электрическую разделку.
50-кВ испытание
Результат должен быть связан с конкретным барабаном, длиной, SAP-кодом и серийной маркировкой.
5. Барабанная механика
| Конструкция | Dmax | 10×D радиус | Минимальный диаметр по оси | 20×D S-участок | Масса |
|---|---|---|---|---|---|
| 3×25+3×25/3 | 60,8 мм | 608 мм | 1216 мм | 1216 мм | 4,45 кг/м |
| 3×35+3×25/3 | 65,1 мм | 651 мм | 1302 мм | 1302 мм | 5,26 кг/м |
| 3×50+3×25/3 | 68,6 мм | 686 мм | 1372 мм | 1372 мм | 6,08 кг/м |
| 3×50+3×50/3 | 67,2 мм | 672 мм | 1344 мм | 1344 мм | 6,5 кг/м |
| 3×70+3×35/3 | 72,2 мм | 722 мм | 1444 мм | 1444 мм | 7,16 кг/м |
| 3×70+3×50/3 | 72,2 мм | 722 мм | 1444 мм | 1444 мм | 7,59 кг/м |
| 3×120+3×70/3 | 81,4 мм | 814 мм | 1628 мм | 1628 мм | 9,85 кг/м |
Больший диаметр
Даже минимальная позиция имеет Dmax 60,8 мм, поэтому барабан и направляющие должны быть проверены отдельно.
Многослойная намотка
Нижние слои хуже охлаждаются и испытывают давление верхних витков. Требуется thermal derating.
Ускорение и натяжение
Предельная скорость не означает допустимость резкого пуска. Рывок может превысить динамическую тягу.
S-переход
Расстояние между противоположными изгибами должно быть не менее 20×D.
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
Химическое поведение материалов.
IEC 60332-1-2
Нераспространение пламени.
GOST-R/-K/-B
Сертификационный и пожарный контекст.
VDE 0298-4
Токовая нагрузка на поверхности при 30 °C.
7. Размеры, масса и расчетные радиусы
| Конструкция | SAP | Внешний код | Проводник, мм | Dmin, мм | Dmax, мм | кг/км | кг/м | PE | 6×D | 10×D | 20×D |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3×25+3×25/3 | M_R_35KV_001 | 5DK7*** | 7,1 | 56,8 | 60,8 | 4 450 | 4,45 | 3×25/3 | 364,8 | 608 | 1216 |
| 3×35+3×25/3 | 20218424 | 5DK7*** | 8,4 | 61,1 | 65,1 | 5 260 | 5,26 | 3×25/3 | 390,6 | 651 | 1302 |
| 3×50+3×25/3 | M_R_35KV_002 | 5DK7*** | 10,1 | 64,6 | 68,6 | 6 080 | 6,08 | 3×25/3 | 411,6 | 686 | 1372 |
| 3×50+3×50/3 | 20226377 | 5DK7*** | 10,1 | 63,2 | 67,2 | 6 500 | 6,5 | 3×50/3 | 403,2 | 672 | 1344 |
| 3×70+3×35/3 | M_R_35KV_003 | 5DK7*** | 11,8 | 68,2 | 72,2 | 7 160 | 7,16 | 3×35/3 | 433,2 | 722 | 1444 |
| 3×70+3×50/3 | 20004750 | 5DK7304 | 11,8 | 68,2 | 72,2 | 7 590 | 7,59 | 3×50/3 | 433,2 | 722 | 1444 |
| 3×120+3×70/3 | 20171878 | 5DK7*** | 15,5 | 76,4 | 81,4 | 9 850 | 9,85 | 3×70/3 | 488,4 | 814 | 1628 |
8. Электрические и механические расчеты
Расчет мощности использует cosφ = 0,9. Падение напряжения рассчитано по активному сопротивлению на 100 м. Для окончательного выбора необходимы пусковой режим, реактивная составляющая, температура, короткое замыкание и координация защиты.
| Конструкция | Fстат, Н | Fдин, Н | C, нФ/км | L, мГн/км | R20, Ом/км | Ток, А | А/мм² | ≈ МВА | ≈ МВт | ≈ ΔU/100 м |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3×25+3×25/3 | 1 500 | 1 875 | 160 | 0,42 | 0,7839 | 139 | 5,56 | 8,43 | 7,58 | 0,05% |
| 3×35+3×25/3 | 2 100 | 2 625 | 180 | 0,4 | 0,554 | 172 | 4,91 | 10,43 | 9,38 | 0,05% |
| 3×50+3×25/3 | 3 000 | 3 750 | 200 | 0,37 | 0,386 | 215 | 4,3 | 13,03 | 11,73 | 0,04% |
| 3×50+3×50/3 | 3 000 | 3 750 | 200 | 0,37 | 0,386 | 215 | 4,3 | 13,03 | 11,73 | 0,04% |
| 3×70+3×35/3 | 4 200 | 5 250 | 230 | 0,36 | 0,272 | 265 | 3,79 | 16,06 | 14,46 | 0,04% |
| 3×70+3×50/3 | 4 200 | 5 250 | 250 | 0,36 | 0,272 | 265 | 3,79 | 16,06 | 14,46 | 0,04% |
| 3×120+3×70/3 | 7 200 | 9 000 | 280 | 0,34 | 0,161 | 371 | 3,09 | 22,49 | 20,24 | 0,03% |
9. Зарядный ток и реактивная мощность
| Конструкция | C, нФ/км | Ic, А/км | Qc, квар/км |
|---|---|---|---|
| 3×25+3×25/3 | 160 | 1,005 | 60,9 |
| 3×35+3×25/3 | 180 | 1,131 | 68,6 |
| 3×50+3×25/3 | 200 | 1,257 | 76,2 |
| 3×50+3×50/3 | 200 | 1,257 | 76,2 |
| 3×70+3×35/3 | 230 | 1,445 | 87,6 |
| 3×70+3×50/3 | 250 | 1,571 | 95,2 |
| 3×120+3×70/3 | 280 | 1,759 | 106,7 |
10. Проверка тяги
| Конструкция | Сечение | Расчет Fстат | Табличное значение | Fдин | Статус |
|---|---|---|---|---|---|
| 3×25+3×25/3 | 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 |
| 3×50+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 |
| 3×120+3×70/3 | 120 мм² | 7 200 Н | 7 200 Н | 9 000 Н | соответствует |
11. Быстрый инженерный выбор
| Конструкция | Ток | ≈ активная мощность | Dmax | Масса | Предварительное применение |
|---|---|---|---|---|---|
| 3×25+3×25/3 | 139 А | 7,58 МВт | 60,8 мм | 4 450 кг/км | компактная высоковольтная машина или вспомогательный карьерный привод |
| 3×35+3×25/3 | 172 А | 9,38 МВт | 65,1 мм | 5 260 кг/км | компактная высоковольтная машина или вспомогательный карьерный привод |
| 3×50+3×25/3 | 215 А | 11,73 МВт | 68,6 мм | 6 080 кг/км | средний привод дробилки, перегружателя или экскаваторного механизма |
| 3×50+3×50/3 | 215 А | 11,73 МВт | 67,2 мм | 6 500 кг/км | средний привод дробилки, перегружателя или экскаваторного механизма |
| 3×70+3×35/3 | 265 А | 14,46 МВт | 72,2 мм | 7 160 кг/км | средний привод дробилки, перегружателя или экскаваторного механизма |
| 3×70+3×50/3 | 265 А | 14,46 МВт | 72,2 мм | 7 590 кг/км | средний привод дробилки, перегружателя или экскаваторного механизма |
| 3×120+3×70/3 | 371 А | 20,24 МВт | 81,4 мм | 9 850 кг/км | крупный привод; необходимы расчет барабана, КЗ и thermal derating |
12. Диагностика отказов
Диагностика должна объединять механику, изоляцию и защитный проводник.
Пробой у termination
Причина: дефект EPR, загрязнение или stress control.
Контроль: разделка, PD и 50-кВ испытание.
Повторный дефект на длине
Причина: ролик, перекрестный слой или локальное давление.
Контроль: сопоставление длины с положением на барабане.
Рост RPE
Причина: усталость одного split-earth сектора.
Контроль: baseline и периодические измерения.
Перегрев намотки
Причина: многослойный барабан без derating.
Контроль: токовый профиль и температура слоев.
13. Заводская и объектовая приемка
- Проверка конструкции, SAP-кода, external code, длины и маркировки барабана.
- Проверка протокола испытания 50 кВ.
- Измерение R20 силовых жил и непрерывности split earth.
- Проверка termination, easy-strip поверхности, stress control и strain relief.
- Проверка Dmax, барабана, роликов, 10×D радиуса и 20×D S-перехода.
- Проверка скорости, ускорения, fleet angle и настройки натяжения.
- Фиксация исходных сопротивлений и температуры после первых рабочих циклов.
