Klassifizierung und Auswahl von Hochspannungskabelsteckern

1) 110 ~ 220 kV Steckerkabelanschluss

Bei der Anwendung von GIS-Kombinationsgeräten wird der Transformator bzw. das GIS-System manchmal direkt über Hochspannungskabel anstatt über die herkömmliche Durchführung geführt. Da es viele verschiedene Arten von Hochspannungskabelanschlüssen gibt, ist die Auswahl des geeigneten GIS-Systems sowie die Installation, Prüfung und der zukünftige Betrieb und die Wartung von großer Bedeutung.

1.1 Gerätetyp

Die Kabelzuführung an Hochspannungsanlagen dient der mechanischen Befestigung der Zuführungsleitung und der elektrischen Verbindung mit dem Transformator oder dem GIS-Kombigerät. Die Epoxidharzhülse am Kabelanschluss verhindert wirksam das Eindringen von Isolieröl oder SF6-Gas in den Kabelkörper. Um das Isolationsproblem des Kabelanschlusses im Epoxidharzgehäuse zu lösen, wird das Gehäuse üblicherweise mit Öl oder SF6-Gas gefüllt. Solche Hochspannungskabelanschlüsse werden als ölgefüllte (oder aufblasbare) Anschlüsse bezeichnet, auch als Nassanschlüsse bekannt. Diese Befüllungsmethode wird seltener angewendet; üblicherweise wird der Anschluss mit Öl befüllt.

Die elektrische und mechanische Verbindung sowie die Installation der ölgefüllten Nassgeräteanschlüsse mit dem Kabeleinführungslager vor Ort sind erforderlich. Bei den Feldtests und Installationsarbeiten muss das Personal des Hochdruckgeräteherstellers die Befüllung und Entleerung des Kabeleinführungslagers (Öl) sowie weitere Arbeiten durchführen. Dieser Arbeitsablauf ist recht aufwendig. Einige Ölfüllanschlüsse sind mit einem Beatmungsgerät (ähnlich einem Transformator-Ölkissen) ausgestattet; bei anderen ist die Öleinspritzung in das Epoxidharzgehäuse per Vakuum erforderlich, was sehr umständlich ist. Die Abbildung unten zeigt den ölgefüllten 110-kV-Kabelanschluss, der in die GIS-Anlage integriert wird.

Eine weitere Art von Hochspannungskabelanschlussklemme, bei der durch Optimierung des Konstruktionsdesigns ein spaltfreier Kontakt zwischen Spannungskegel und Kabelanschlusskopf mit Epoxidharz an der Innenfläche des Gehäuses sowie eine ideale gleichmäßige Verteilung der Stromleitung erreicht werden, wird durch den Verzicht auf eine Öl- (Gas-)Füllung des Epoxidharzes im Gehäuse gelöst, wodurch das Problem des Hohlraums der elektrischen Isolierhülse behoben wird. Diese Art von Anschlussklemme wird als Trockenanschlussgerät bezeichnet.
Der trockene Hochspannungskabelanschluss ist ölfrei und vollständig gekapselt, sodass die Position des Kabelanschlusses nicht eingeschränkt ist und die Verbindung zwischen dem Kabel und dem GIS-Kombinationsgerät oder Transformator je nach Bedarf vor Ort flexibel in verschiedene Richtungen realisiert werden kann.
Die folgende Abbildung zeigt einen Trockenkabelanschluss, der aus dem unteren Teil des Kabeleinführungsbehälters an der Seite des Transformators zusammengesetzt ist.

Nach den Montageeigenschaften von Trockenhochspannungskabelklemmen können diese in drei Kategorien unterteilt werden.
Die erste Art ist die konventionelle Art, d. h. Epoxidharz-Ummantelung und Kabel, Spannungskegel-Integralinstallation und -prüfung.
Das Installationsverfahren vor Ort ist nahezu identisch mit dem des Nassterminals, nur dass das Gehäuse nicht mit Öl (Gas) gefüllt wird.
Bei den Feldtests und Installationsarbeiten ist es weiterhin erforderlich, dass das Personal des Hochspannungsgeräteherstellers mit den Monteuren vor Ort zusammenarbeitet, um die Lade- und Entladearbeiten (Ölbefüllung) des Kabeleinführungslagers durchzuführen, und der Arbeitsablauf sowie die Koordination der gesamten Installation sind recht aufwendig.
Bei der zweiten Ausführung handelt es sich um eine Steckverbindung, bei der die Epoxidharzhülse des Kabelanschlusses separat vom Kabel und dem Belastungskegel montiert werden kann, jedoch nicht separat geprüft werden kann.
An dem mit dem Kabelkern verpressten Leiterstab ist eine Federverriegelung angebracht. Sobald das Kabelende in die Epoxidhülse eingeführt wird, springt die Federverriegelung automatisch heraus und fixiert das Kabelende in der Hülse, um ein Abrutschen zu verhindern.
Einmal eingesteckt, kann das Kabelende dieses Kabeltyps nicht mehr herausgezogen werden.
Die Installationsprozedur für steckbare Kabelanschlüsse entspricht im Wesentlichen derjenigen der ersten Klasse. Beispielsweise kann bei GIS-Kombinationsgeräten die Epoxidharzhülse bereits werkseitig am Kabeleinführungsfach des GIS angebracht werden. Die Epoxidharzhülse isoliert das SF6-Gas im Kabeleinführungsfach vollständig von außen und reduziert so den Aufwand für den Hersteller vor Ort.
Wenn jedoch bei der Kabelprüfung Probleme auftreten, die behoben werden müssen, ist es weiterhin notwendig, das Gas im Kabel in den Kabelbehälter zu laden und zu entladen.
Darüber hinaus entsprechen die Installations- und Prüfverfahren für steckbare Kabelklemmen in Transformatoren denen von herkömmlichen Kabelklemmen der Klasse 1.
Die folgende Abbildung zeigt einen Steckeranschluss, der an ein GIS-Gerät angeschlossen ist.

Der dritte Typ ist ein Steck- und Zugkabelanschluss; Gehäuse, Kabel und Zugkegel können separat installiert und auch separat geprüft werden.
Der Kabelkopf kann eingeführt oder herausgezogen werden.
Seine Konstruktion ist die einfachste, die Installation am bequemsten.
Steckbare Kabelklemmen werden außerdem in wiederverwendbare und nicht wiederverwendbare Typen unterteilt.
Ein Kabelanschluss, der durch Entfernen der Teile des Kabelendsteckers wieder zusammengesetzt werden kann, wird als wiederverwendbarer steckbarer Kabelanschluss bezeichnet; andernfalls handelt es sich um einen nicht wiederverwendbaren steckbaren Kabelanschluss.
Die Feldinstallation von steckbaren Kabelanschlüssen weist folgende Merkmale auf:
(1) Das Epoxidharzgehäuse kann vorab installiert und mit dem GIS oder Transformator verbunden werden und kann gleichzeitig mit dem GIS oder Transformator getestet werden;
(2) die Montage des Kabelkopfteils vor Ort abzuschließen;
(3) Das Kabel kann mit der Prüfhülse separat geprüft werden, ohne dass die Mitwirkung der Gerätehersteller erforderlich ist;
(4) Nach bestandener Prüfung wird das Kabel in das Epoxidharzgehäuse eingeführt und die Installation nach dem Anbringen des Erdungsdrahtes abgeschlossen.
Die folgende Abbildung zeigt das schematische Diagramm eines typischen steckbaren Anschlusses.

Der steckbare Kabelanschluss und die GIS-Box können zur Bildung des „T-förmigen“ Steckverbinders des Kabels verwendet werden.
Abbildung 5 zeigt das im Tunnel installierte Kabel-T-Stück, das einen Kabeleingang und zwei Kabelausgänge ermöglicht.
Folgende Funktionen lassen sich flexibel realisieren: (1) Wenn bei der Umrüstung eines alten Umspannwerks eine abgehende Leitung hinzugefügt werden muss, kann durch die „T“-Verbindung eine Vergrößerung des GIS-Intervalls vermieden werden;
(2) Im mittleren Abschnitt der Kabelleitung kann durch die Verwendung von T-förmigen Verdrahtungen problemlos neue Benutzer mit Strom versorgt werden.
③ Wenn eine langfristige Steckdosenleitung vorhanden ist, die Bedingungen aber noch nicht erfüllt sind, kann die Steckdosenleitung nicht installiert werden. In diesem Fall wird eine „T“-förmige Verdrahtung verwendet, um eine Steckdosenposition zu reservieren und einen speziellen Isolierstecker zu installieren. Die Hauptleitung kann dann in Betrieb genommen werden.
④ Wenn zwei Kabel über eine lange Zeit parallel vom Umspannwerk verlegt werden, ist es wirtschaftlicher, einen einzigen Kabelausgang zu wählen und am Abzweigpunkt eine „T“-Verbindung für die Stromversorgung zu verwenden.
Sollte zudem eines der drei über ein „T“ verbundenen Betriebskabel ausfallen, kann das defekte Kabel herausgezogen werden, und die beiden anderen Kabel können nach dem Anbringen eines speziellen Isoliersteckers weiterbetrieben werden.

1.2 Leistungsvergleich und Auswahlprinzip von Hochspannungskabel-Anschlussklemmen
Alle Arten von Hochspannungskabelklemmen werden in Bezug auf ihre elektrischen Eigenschaften strengen Tests unterzogen und erfüllen die Anforderungen der nationalen Norm IEC60859. In Bezug auf Installation, Prüfung, Betrieb, Wartung, Fehlerbehandlung und andere Aspekte weisen alle Arten von Kabelklemmen unterschiedliche Eigenschaften auf.
Der Kabelanschluss muss die gleichen elektrischen Eigenschaften, die gleiche Betriebstemperatur und die gleiche Lebensdauer wie das ausgewählte Kabel aufweisen.
Die Kabelanschlusskonstruktion sollte eine gute elektrische Feldverteilung gewährleisten und Maßnahmen zur Isolationsschrumpfung verhindern.
Prinzipiell weist es folgende Aspekte auf:
(1) Elektrische Leistung.
Die Hauptüberlegung betrifft die elektrische Feldverteilung der Kabelzubehörteile, die Eignung der Maßnahmen zur Verbesserung der elektrischen Feldverteilung, die elektrische Festigkeit der Materialien, die dielektrischen Verluste und die Isolationsreserve der Produkte usw.
Gleichzeitig ist es notwendig, die Stabilität der elektrischen Eigenschaften, einschließlich der chemischen und physikalischen Eigenschaften sowie der strukturellen Stabilität der Kabelzubehörmaterialien, zu berücksichtigen.
Beispielsweise, ob die Leistung von Spannungssteuerungsmaterialien stabil ist, ob der Spannungskegel leicht verformbar ist, welchen Einfluss der Rückzug der Kabelisolierung auf die elektrische Feldverteilung von Kabelzubehör hat und welche Gegenmaßnahmen ergriffen werden können, die Kompatibilität verschiedener Materialien, die Stabilität der Grenzflächeneigenschaften usw.
Darüber hinaus sollten auch die thermischen Eigenschaften der Kabelzubehörteile berücksichtigt werden, wie z. B. dielektrische Verluste, Kontaktwiderstand der Leiterverbindung und deren Stabilität, Wärmeleitung, Wärmeausdehnung und -kontraktion auf die elektrischen und mechanischen Eigenschaften der einzelnen Komponenten.
(2) Dichtungsleistung.
Die Dichtigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit beeinflussen direkt die elektrischen Eigenschaften und die Lebensdauer von Kabelzubehör.
Die Terminaldichtung ist zuverlässig und stabil.

(3) Mechanische Eigenschaften.
Der Anschluss sollte ausreichend biege- und stoßfest sein.
(4) Prozessleistung.
Die Prozessleistung ist eine wichtige Voraussetzung für die Konstruktion und Auswahl von Kabelzubehör. Der Installationsprozess sollte so einfach wie möglich und baustellenfreundlich sein, und die Bauzeit sollte kurz sein.
Hochwertige Produkte sind nicht von den Anforderungen der Baustelle und dem technischen Niveau der Monteure abhängig;
Installationsqualität leicht zu kontrollieren, zuverlässige Qualität usw.
Die Installation der Kabelanschlüsse kann selbstständig ohne die Abstimmung der Öl- und Luftentladung durch die Transformatoren- oder GIS-Hersteller erfolgen, und die Installationsqualität kann problemlos gewährleistet werden.
(5) Geeignet für die Anforderungen des Projekts.
Viele Arten von Kabelzubehör haben ihre eigenen Eigenschaften; die Auswahl des Kabelzubehörs sollte sich nach den tatsächlichen Anwendungsanforderungen richten.
(6) Qualitätssicherungssystem des Herstellers.
Wenn die vorgefertigten Kabelzubehörteile das Werk verlassen, liefert der Hersteller Teile und Materialien wie vorgefertigte Gummiteile, vorgefertigte Spannungskegel, Porzellanhülsen, Gehäuse und Imprägniergeräte, die bei der Montage vor Ort zu integrierten Klemmen oder Verbindungen zusammengebaut werden.
Die Fertigungsqualität und der Installationsprozess jeder Komponente beeinflussen direkt die Qualität des Kabelzubehörs.
Dieses Qualitätssicherungsprogramm sollte mindestens Folgendes umfassen: ① An Schlüsselkomponenten (wie Gummi-Spannkegel, GIS-Epoxidharzhülse, Imprägniermittel usw.) sollten strenge Werksprüfungen durchgeführt werden.
Prüfen Sie sorgfältig, ob die Prüf- und Messgeräte zuverlässig sind, die Prüfmethoden effektiv sind, das Prüfpersonal gut ausgebildet ist und die Prüfprotokolle vollständig sind;
(2) Ob die vom Hersteller eingesetzten Montage- und Bauarbeiter ausreichend geschult sind und über genügend Bauerfahrung verfügen;
(3) Ob die Koordination zwischen den verschiedenen Abteilungen des Herstellers gut ist;
(4) Frühere Verkaufs- und Betriebsaufzeichnungen.
Bei der Auswahl von Kabelendverschlüssen müssen die Prüfung und Wartung nach der Kabelkonfektionierung sowie die Prüfung und Wartung bei Kabelfehlern umfassend berücksichtigt werden. Die separate Prüfung und Wartung von Kabel, Transformator und GIS sollte problemlos und ohne gegenseitige Beeinträchtigung möglich sein.
Selbstverständlich sind auch die Austauschbarkeit, Wiederverwendbarkeit, Wartungsfreiheit, kompakte Bauweise und der Produktpreis von Kabelanschlüssen wichtige Faktoren, die bei der Auswahl berücksichtigt werden sollten.

Zwei 10 ~ 35 kV Steckerkabelklemmen
2.1 Gerätetyp
Es gibt viele verschiedene Arten von Kabelsteckern, die im Allgemeinen in amerikanische und europäische Modelle unterteilt werden.
Die Hauptfunktion des Kabelsteckers besteht darin, das einphasige oder dreiphasige Kabel mit dem Schaltschrank, dem Transformator, dem Ringnetzschrank, dem Kabelabzweigkasten und anderen elektrischen Geräten zu verbinden.
Konstituieren Sie den Stecker vor und nach mindestens einem Stecker, Stecker vor und nach dem Stecker Ontologie zur T-Rohrstruktur, T-Rohr für senkrechte horizontale Bohrung und vertikale Bohrung, Stecker, Stecker vor und nach dem Stecker vor und nach dem Stecker horizontale Sequenzverbindung, T das vertikale Bohrungsgehäuse mit Drahtklemmen, die Oberseite der Leitungsdruckklemme ist mit Druck ausgestattet,
In der horizontalen Durchgangsbohrung des vorderen und hinteren Steckers ist eine Verbindungsvorrichtung angeordnet, die mit dem Drahtpressanschluss verbunden ist, und der Drahtpressanschluss ist mit dem Kabel verbunden.
Steckverbinder sowie Vorder- und Rückseitenstecker sind werkseitig vorgefertigt, flexible Ein- und Ausgangsleitungen, geringes Volumen, kompakte Bauweise, einfacher Installationsprozess, hohe Sicherheit, können in Schaltschränken, Kabelverzweigungen und anderen Orten eingesetzt werden, geeignet für die Installation im Innen- und Außenbereich.

Der Kabelsteckerkopf hat noch viele weitere Spitznamen, z. B. Winkelgelenk, T-Gelenk, trennbarer Kabelanschluss und so weiter.
Im Allgemeinen sollte der Spannungsbereich auf 10 kV und 35 kV konzentriert sein, und das Anwendungsmodell wird üblicherweise in europäische und amerikanische Typen unterteilt.
Der Hauptunterschied zwischen der Anordnung der Stromschienen und Kabelköpfe in Amerika und Europa besteht in der Anordnung: Amerikanisch horizontal, europäisch vertikal.
Die untenstehende Abbildung zeigt europäische Werte.

Der europäische Kabelstecker ist mittels Schirmbolzen befestigt;
Es eignet sich für Ringschaltschränke, Kabelverteilerkästen, Kastenumspannwerke (vernetzte Stromkabel) Ein- und Auslassklemmen sowie für Gewindeverbindungen von doppelten Durchgangsisolationsrohren.
Die äußere Schicht verfügt über eine abschirmende, halbleitende Schicht, die berührt werden kann, um die persönliche Sicherheit zu gewährleisten;
Die einzigartige Spannungskegelstruktur verteilt die elektrische Feldspannung effektiv und behebt das Problem der Beschädigung der Kabelschirmung;
Problem der elektrischen Feldspannung;
Erweiterbarkeit, flexible Demontage und Montage ermöglichen die Realisierung von Kabelverbindungen vom Typ „T“.
Absolut luftdicht, vollständig isoliert, umfassender Schutz, wartungsfrei, hochwassersicher, schmutzabweisend.