HV ケーブル ガイド: 66 ～ 110 kV XLPE ケーブルの選択、テスト、取り付け

同じトレンチ内に 2 つの 110 kV フィーダがあり、同じ 630 mm² 銅導体を介して同じ負荷を伝送します。そのうちの 1 つは、25 年経った今でもベースロードを実行しています。もう 1 つは、2 回の接合部の故障と部分放電の測定値が許容限界をまったくクリアできなかった後、7 年目に発掘されました。誰も銅を責めなかった。違いは、押し出された半導体層、断熱スクリーンを覆う防湿層、そして接合部が管理された工場の区画で組み立てられたか、湿ったほこりの多いピットで組み立てられたかという 3 つの点に帰着しました。

以下のセクションでは、設計ロジック、合格番号、実際に障害が発生する場所、および技術レビューと保証請求の両方に耐えられるように選択シーケンスを構築する方法について説明します。

ケーブルを実際に高電圧にするものは何ですか

電圧クラスは設計上の記述であり、マーケティング上のラベルではありません。 HV ケーブルは、U0/U (Um) (たとえば 64/110 (123) kV) と表記されます。ここで、U0 は絶縁が構築される相対地電圧、U は相間定格、Um はケーブルが継続的に耐える必要がある最高システム電圧です。 U0 と U を混同することは、最も一般的な入札エラーの 1 つであり、設計から完全な絶縁クラスを黙って削除します。

基準が分かれる場所

IEC 60840 は、30 kV (Um = 36 kV) から 150 kV (Um = 170 kV) までの押出絶縁電力ケーブルを対象としています。 IEC 62067 は 150 kV から 500 kV までを引き継ぎます。実際には、66 kV、110 kV、および 132 kV クラスのケーブルは IEC 60840 内に存在し、中国の GB/T 22078 や北米の AEIC CS9 などの各国の同等規格と並行して動作します。仕様に標準エディションの名前を付けずに「HV ケーブル」のみが引用されている場合、合格基準は定義されておらず、テスト計画も同様です。

断熱材: XLPE が優位性を獲得

架橋ポリエチレンは、3 つの実用的な理由により、大量含浸紙や油を充填した設計に取って代わりました。それは、連続導体温度が 90 °C、短絡負荷が 5 秒までの場合の制限が 250 °C、そして非常に長時間の運転でのみ問題となるほど十分に低い誘電損失です。 XLPE は事前に成形された接合にも耐えるので、現場でのリスクの大部分が除去されます。弱点は感度です。半導体界面に数十ミクロンの突起や凹凸があると、放電が発生し、その放電は何年にもわたって静かに成長します。

形状は素材と同じくらい重要です。 630 mm² の 64/110 kV 単芯ケーブルの外径は 95 mm 近くで、最小曲げ半径は通常その直径の 15 ～ 20 倍です。引っ張り張力は通常、銅導体断面積の場合は 50 N/mm² 程度に制限され、アルミニウムの場合は 30 N/mm² 近くになります。これらの数値を無視したルート調査では、ケーブルが通電されるずっと前に損傷するため、最も費用のかかる再作業が発生します。私たちが建てたとき 当社独自の110kVクラスXLPE電源ケーブル対応 、オンラインの偏心と直径のモニタリングは、まさにこの理由のために指定されました。押出中にドリフトする偏心は、ドラムが出荷されると見えなくなります。

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電圧クラス別の数値の見方

規定不足の HV ケーブルの見積もりを見つける最も簡単な方法は、それが満たしていると主張するクラスと比較することです。以下の表は、技術レビュー担当者が文書化されることを期待する数値を示しています。

HV ケーブルの障害は実際にどこから発生するのか

オペレーターの障害レポートは同じパターンを示し続けています。ケーブルドラムが最も弱い部分になることはほとんどありません。ケーブルとその周囲のあらゆるものとの間のインターフェースは、通常は次のとおりです。以下の配分は、資材と監督の間で予算を割り当てるときに役立つ計画の前提条件です。

このグラフを支出の指示として読んでください。ケーブルの限界割引から監視付き接合、湿度管理された組み立て、ルート保護、試運転テストに資金を移したことで、これまでより低い購入価格よりも通貨単位あたりのはるかに高い信頼性が得られます。

HV ケーブル需要がアプリケーションごとにどのように分割されるか

各スライスには独自の設計圧力がかかります。都市部のトランスミッションはダクトスペースとジョイントベイによって左右されるため、より小さな直径と工場でプレハブされたジョイントが有利になります。再生可能プロジェクトは、より短い配送サイクルと標準化された 66 kV および 110 kV フィーダーを推進しています。路面電車の電源などの鉄道システムには、トンネル内での厳しい熱マージンと、繰り返される短絡負荷に対する高い耐性が必要です。同じ断熱規律が次の製品にも引き継がれます。 新エネルギーケーブルの用途 ここで、DC 側とインバータ側の回路は、はるかに低い電圧レベルで同等の誘電要件を満たします。

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監査に耐える 6 段階の選択シーケンス

これらのステップを順番に進めると、設計レビュー、工場での受け入れテスト、保証請求などで同様に擁護できる仕様が作成されます。

ほとんどのプロジェクトでは、利用可能な最高の電圧クラスは必要ありません。システムに適合し、証拠とともに提供されるクラスが必要です。適切に指定され、テストされた 6/35 kV クラスの XLPE ケーブルは、ドキュメントが不完全な特大ケーブルよりも常に優れた性能を発揮します。

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メンテナンス、モニタリング、およびコンプライアンスのペーパートレイル

電圧が印加されると、HV 回路は検査されるのではなく監視されます。標準ツールセットには次のものが含まれます。

• ルートに沿った分散型温度および音響センシングにより、ケーブルが独自の定格センサーに変換され、サードパーティの掘削活動が検出されます。
• 接続部および終端部でのオンライン部分放電監視。放電活動は故障の数か月前に現れます。
• シース循環障害は警報を発する前に損失を引き起こすため、シース電圧リミッター、リンクボックス、およびボンディング接続を定期的に検査してください。
• 負荷パターン、土壌条件、または隣接する熱源が廊下に沿って変化するたびに、熱定格を見直します。

コンプライアンスも同様に現実的です。ドラム試験証明書、目撃された部分放電データを含む型式試験報告書、ホットセット伸びと架橋記録、および材料バッチのトレーサビリティを、ケーブル ルートに関連付けられた 1 つのファイルに保管します。品質管理、環境管理、労働安全衛生認証は枠組みを提供しますが、紛争を解決するのはプロジェクト ファイルです。ケーブルの品質は、保証請求が提出された日の書類によって決まります。

30 年間耐えられる 110 kV のフィーダーは、最も厚い銅を使用したものではありません。それは、半導体インターフェースが押出中に制御され、スクリーンが断熱材から湿気を遠ざけ、適切な条件下で訓練された手によって接合部が組み立てられたものであり、それを証明するテストデータが付いています。入札段階でそれらのことを指定すれば、残りの生涯コストは自動的に処理されます。