Classificatie en selectie van hoogspanningskabelstekkers

1) 110 ~ 220 kV stekkerkabelaansluiting

Bij de toepassing van gecombineerde GIS-apparaten wordt de transformator of GIS soms rechtstreeks via een hoogspanningskabel aangesloten in plaats van via de traditionele doorvoer. Er bestaan ​​veel verschillende soorten aansluitingen voor hoogspanningskabels, waardoor de selectie van de juiste GIS, transformator en kabelinstallatie, evenals de tests en het toekomstige gebruik en onderhoud, van groot belang zijn.

1.1 Type apparaatterminal

De kabelaansluiter op hoogspanningsapparatuur wordt gebruikt voor de mechanische bevestiging van de kabelaansluiter en de elektrische verbinding met de transformator of de behuizing van het GIS-apparaat. De epoxyhuls bij de kabelaansluiting voorkomt effectief dat isolatieolie of SF6-gas in de kabel binnendringt. Om het probleem van de elektrische isolatie van de kabelaansluiting in de epoxyharsbehuizing op te lossen, is de traditionele oplossing het vullen van de behuizing met olie of SF6-gas. De aansluiting van dit type hoogspanningskabel wordt een oliegevuld (of opblaasbaar) type genoemd, ook wel bekend als nat type. Deze vulmethode wordt minder vaak gebruikt; over het algemeen wordt de kabel met olie gevuld.

De aansluiting van de oliegevulde natte apparatuur moet ter plaatse elektrisch en mechanisch worden verbonden en geïnstalleerd met het kabelinlaatcompartiment. Tijdens de veldtest en installatie moeten medewerkers van de fabrikant van de hogedrukapparatuur meewerken aan het vullen en ontluchten van het kabelinlaatcompartiment, wat een vrij omslachtige procedure is. Sommige oliegevulde aansluitingen zijn voorzien van een ontluchter (met een transformatorachtige oliekussenfunctie); bij andere moet de epoxyhars in de behuizing worden geïnjecteerd met behulp van een vacuümsysteem, wat erg onhandig is. De onderstaande afbeelding toont de oliegevulde 110 kV-kabelaansluiting die op het geïntegreerde GIS-systeem moet worden gemonteerd.

Een ander type hoogspanningskabelterminal, door optimalisatie van het structuurontwerp, realiseert een spanningskegel en een met epoxyhars gevulde kabelterminalkop aan de binnenzijde van de behuizing, waardoor er geen speling is en de stroomtoevoer naar de kabel ideaal en gelijkmatig verdeeld wordt. Het probleem van holtes in de elektrische isolatiehuls, die niet met epoxyhars gevuld hoeven te worden, wordt hiermee opgelost. Dit type terminal wordt een droge terminal genoemd.
De droge hoogspanningskabelaansluiting is olievrij en volledig afgesloten, waardoor de positie van de kabelaansluiting niet beperkt is en de verbinding tussen de kabel en het GIS-combinatieapparaat of de transformator flexibel in verschillende richtingen kan worden gerealiseerd, afhankelijk van de behoeften van de locatie.
De volgende afbeelding toont een droge kabelaansluiting die is samengesteld uit het onderste deel van de kabelinlaatbak aan de zijkant van de transformator.

Op basis van de montagekenmerken van droge hoogspanningskabelaansluitingen kunnen ze in drie categorieën worden verdeeld.
Het eerste type is het conventionele type, dat wil zeggen, een behuizing van epoxyhars en een kabel, een spanningskegel en een integrale installatie en test.
De installatieprocedure in het veld is vrijwel hetzelfde als bij een natte terminal, met als enige verschil dat de casing niet met olie (gas) wordt gevuld.
Tijdens de veldtesten en installatiewerkzaamheden is het nog steeds nodig dat het personeel van de fabrikant van de hoogspanningsapparatuur samenwerkt met het veldpersoneel om het laden en ontladen (van olie) van de kabelinlaat te voltooien. De werkprocedure en de onderlinge afstemming bij de algehele installatie zijn daardoor vrij omslachtig.
Het tweede type is een insteekmodel, waarbij de epoxyharshuls van de kabelaansluiting los van de kabel en de spanningskegel kan worden geïnstalleerd, maar niet afzonderlijk kan worden getest.
Op de geleidende staaf die aan de kabelkern is vastgeklemd, is een veervergrendeling aangebracht. Wanneer het uiteinde van de kabel in de epoxyhuls wordt gestoken, springt de veervergrendeling automatisch naar buiten en vergrendelt het uiteinde van de kabel in de epoxyhuls, zodat deze er niet uit kan glijden.
Eenmaal ingevoerd, kan het uiteinde van dit type kabel niet meer worden teruggetrokken.
De installatieprocedure van de insteekbare kabelaansluiting is in principe hetzelfde als die van de eerste klasse. Bijvoorbeeld, voor GIS-combinatieapparaten kan de epoxyharshuls in de fabriek al op de kabelinlaat van het GIS-systeem worden aangebracht. De epoxyharshuls isoleert het SF6-gas in de kabelinlaat volledig van de buitenlucht, waardoor de werkdruk voor de fabrikant ter plaatse wordt verminderd.
Als er zich echter problemen voordoen tijdens de kabeltest en deze verholpen moeten worden, is het nog steeds nodig om het gas in de kabel op te nemen en af ​​te voeren naar de kabelbak.
Bovendien is de installatie en het testen van insteekbare kabelaansluitingen in transformatoren hetzelfde als bij conventionele kabelaansluitingen van klasse 1.
De volgende afbeelding toont een kabelaansluiting die is aangesloten op een GIS-apparaat.

Het derde type is een kabelaansluiting met insteek- en uittrekmechanisme. De behuizing, kabel en spanningskegel kunnen afzonderlijk worden geïnstalleerd en ook afzonderlijk worden getest.
De kabelkop kan worden ingebracht of uitgetrokken.
De structuur is het eenvoudigst en de installatie is het gemakkelijkst.
Stekkerbare kabelaansluitingen worden ook onderverdeeld in herbruikbare en niet-herbruikbare typen.
Een kabelaansluiting die opnieuw in elkaar gezet kan worden door de onderdelen van de kabelstekker te verwijderen, wordt een herbruikbare kabelaansluiting genoemd; anders is het een niet-herbruikbare kabelaansluiting.
De installatie van een insteekbare kabelaansluiting in het veld heeft de volgende kenmerken:
(1) De epoxyharsbehuizing kan vooraf worden geïnstalleerd en aangesloten op GIS of een transformator, en kan tegelijkertijd met GIS of een transformator worden getest;
(2) voltooi de montage van het kabelkopdeel ter plaatse;
(3) de kabel kan afzonderlijk met de testhuls worden getest, zonder medewerking van de fabrikanten van de apparatuur;
(4) Nadat de test is geslaagd, plaatst u de kabel in de epoxyharsmantel en voltooit u de installatie na het aanbrengen van de aardingsdraad.
De volgende afbeelding toont het schema van een typische insteekterminal.

De insteekbare kabelaansluiting en de GIS-box kunnen worden gebruikt om een ​​T-vormige kabelconnector te vormen.
Figuur 5 toont de kabel-T-koppeling die in de tunnel is geïnstalleerd, waarmee één kabel erin en twee kabels eruit kunnen.
Het kan op flexibele wijze de volgende functies realiseren: (1) Wanneer de uitgaande lijn moet worden toegevoegd bij de transformatie van het oude onderstation, kan de T-vormige verbinding voorkomen dat de GIS-afstand toeneemt;
(2) In het middengedeelte van de kabelleiding kan door het gebruik van T-vormige bedrading eenvoudig stroom worden geleverd aan nieuwe gebruikers;
③ Als er een stopcontact voor de lange termijn aanwezig is, maar nog niet aan de voorwaarden is voldaan, kan het stopcontact niet worden geïnstalleerd. In dat geval kan de stopcontactpositie worden gereserveerd met behulp van een T-vormige bedrading en een speciale isolatiestekker worden geïnstalleerd. De hoofdleiding kan dan in gebruik worden genomen;
④ Wanneer er gedurende lange tijd twee kabels parallel vanuit het onderstation worden gelegd, is het economischer om één kabeluitgang te kiezen en een T-verbinding te gebruiken voor de stroomvoorziening op het aftakpunt.
Bovendien, als een van de drie met een T-stuk verbonden werkkabels defect raakt, kan de defecte kabel worden verwijderd en kunnen de andere twee kabels blijven functioneren na het plaatsen van een speciale isolatiestekker.

1.2 Prestatievergelijking en selectieprincipe van hoogspanningskabelaansluitingen
Alle soorten hoogspanningskabelaansluitingen worden onderworpen aan strenge elektrische prestatietests en voldoen aan de eisen van de nationale norm IEC60859. De verschillende kabelaansluitingen hebben echter uiteenlopende eigenschappen op het gebied van installatie, testen, bediening, onderhoud en foutafhandeling.
De kabelaansluiting moet dezelfde elektrische eigenschappen, bedrijfstemperatuur en levensduur hebben als de gekozen kabel.
De constructie van de kabelaansluiting moet zorgen voor een goede verdeling van het elektrische veld en maatregelen om krimp van de isolatie te voorkomen.
In principe heeft het de volgende aspecten:
(1) Elektrische prestaties.
De belangrijkste overwegingen zijn of de elektrische veldverdeling van kabelaccessoires redelijk is, of de maatregelen ter verbetering van de elektrische veldverdeling passend zijn, de elektrische sterkte van de materialen, het diëlektrisch verlies en de isolatiemarge van de producten, enzovoort.
Tegelijkertijd is het noodzakelijk om rekening te houden met de stabiliteit van de elektrische eigenschappen, inclusief de chemische en fysische eigenschappen en de structurele stabiliteit van de materialen van de kabelaccessoires.
Denk bijvoorbeeld aan de stabiliteit van de spanningsbeheersingsmaterialen, de mate waarin de spanningskegel vervormt, de invloed van het terugtrekken van de kabelisolatie op de elektrische veldverdeling van kabelaccessoires en preventieve maatregelen, de compatibiliteit van verschillende materialen, de stabiliteit van de interface-eigenschappen, enzovoort.
Daarnaast moet ook rekening worden gehouden met de thermische prestaties van kabelaccessoires, zoals diëlektrisch verlies, contactweerstand van de geleiderverbinding en de stabiliteit daarvan, warmtegeleiding, thermische uitzetting en krimp op de elektrische en mechanische eigenschappen van elk onderdeel.
(2) Afdichtingsprestaties.
De vochtwerende eigenschappen van de afdichting hebben direct invloed op de elektrische prestaties en de levensduur van kabelaccessoires.
De afdichtingsconstructie van de terminal is betrouwbaar en stabiel.

(3) Mechanische eigenschappen.
De aansluiting moet voldoende buig- en schokbestendigheid hebben.
(4) Procesprestaties.
De procesprestaties zijn een belangrijke voorwaarde voor het ontwerp en de selectie van kabelaccessoires. Het installatieproces moet zo eenvoudig mogelijk zijn, geschikt voor werkzaamheden op locatie en de installatietijd moet kort zijn.
Producten van hoge kwaliteit zijn niet afhankelijk van de omgevingsomstandigheden ter plaatse en het technische niveau van de installateurs;
Installatiekwaliteit, eenvoudige controle, betrouwbare kwaliteit, enzovoort.
De installatie van kabelaansluitingen kan zelfstandig worden uitgevoerd, zonder de coördinatie van olie- en luchtontlading door transformator- of GIS-fabrikanten, en de installatiekwaliteit kan eenvoudig worden gegarandeerd.
(5) Geschikt voor de eisen van het project.
Veel soorten kabelaccessoires hebben hun eigen kenmerken; de keuze van kabelaccessoires moet worden bepaald op basis van de daadwerkelijke gebruikseisen.
(6) Kwaliteitsborgingssysteem van de fabrikant.
Wanneer de geprefabriceerde kabelaccessoires de fabriek verlaten, levert de fabrikant onderdelen en materialen zoals geprefabriceerde rubberen onderdelen, geprefabriceerde spanningskegels, porseleinen hulzen, omhulsels en impregneermiddelen, die tijdens de installatie op locatie tot integrale terminals of verbindingen worden samengevoegd.
De productiekwaliteit en het installatieproces van elk onderdeel hebben direct invloed op de kwaliteit van de kabelaccessoires.
Dit kwaliteitsborgingsprogramma moet ten minste het volgende omvatten: ① Strikte fabriekstests moeten worden uitgevoerd op belangrijke onderdelen (zoals rubberen spanningskegel, GIS-epoxyharshuls, impregneermiddel, enz.).
Controleer zorgvuldig of de test- en meetapparatuur betrouwbaar is, de testmethoden effectief zijn, het testpersoneel goed is opgeleid en de testverslagen volledig zijn;
(2) Of het door de fabrikant uitgezonden installatie- en bouwpersoneel strikt is opgeleid en over voldoende bouwervaring beschikt;
(3) Of de coördinatie tussen de verschillende afdelingen van de fabrikant goed is;
(4) Eerdere verkoop- en bedrijfsgegevens.
Bij de keuze van kabelaansluitingen moet volledig rekening worden gehouden met de testen en het onderhoud na kabelmontage, evenals met de testen en het onderhoud bij kabelstoringen. Het moet eenvoudig zijn om de kabel, transformator en GIS afzonderlijk te testen en te onderhouden, zonder elkaar te beïnvloeden.
Uiteraard zijn de uitwisselbaarheid, herbruikbaarheid, onderhoudsvrije eigenschappen, compacte structuur en productprijs van kabelaansluitingen ook belangrijke factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij de selectie.

Twee stekkers met een spanning van 10 tot 35 kV.
2.1 Type apparaatterminal
Er bestaan ​​veel verschillende soorten kabelstekkers, die over het algemeen worden onderverdeeld in Amerikaanse en Europese modellen.
De belangrijkste functie van de kabelstekker is het aansluiten van eenfasige of driefasige kabels op schakelkasten, transformatoren, ringleidingkasten, kabelaftakdozen en andere elektrische apparatuur.
Vorm de plug vóór en na ten minste één plug, plug vóór en na de plug-ontologie naar de T-buisstructuur, T-buis voor loodrechte horizontale gaten en verticale gaten, plug, plug vóór en na de plug vóór en na de plug horizontale volgorde aan elkaar verbinden, T de verticale gatbehuizing met draadklemmen, de bovenste lijn drukklem is voorzien van druk.
In het horizontale doorvoergat van de voorste en achterste stekker is een verbindingsinrichting aangebracht. Deze verbindingsinrichting is verbonden met de kabelaandrukpoort, en de kabelaandrukterminal is verbonden met de kabel.
De connectoren en voor- en achterstekkers zijn in de fabriek geprefabriceerd, hebben een flexibele in- en uitgang, een klein volume, een compacte structuur, een eenvoudige installatieprocedure en een hoge veiligheid. Ze kunnen worden gebruikt in schakelkasten, kabelgoten en andere locaties, en zijn geschikt voor binnen- en buiteninstallatie.

De kabelstekker heeft verschillende bijnamen, zoals elleboogstuk, T-stuk, afneembare kabelaansluiting, enzovoort.
Over het algemeen ligt het spanningsbereik tussen 10 kV en 35 kV, en de toepassingsmodellen worden doorgaans onderverdeeld in Europese en Amerikaanse typen.
De belangrijkste verschillen tussen de Amerikaanse en Europese opstelling van stroomrails en kabelkoppen zijn: in Amerika liggen ze horizontaal, in Europa verticaal.
Onderstaande afbeelding is Europees.

De Europese kabelstekker is bevestigd met een afschermingsbout.
Het is geschikt voor ringschakelkasten, kabelverdeeldozen, schakelkasten (met kruislingse stroomkabels) als in- en uitlaatterminal en voor dubbele doorvoerbuisaansluitingen met schroefdraad.
De buitenste laag heeft een afschermende halfgeleidende laag die aangeraakt kan worden om de persoonlijke veiligheid te waarborgen;
De unieke spanningskegelstructuur verspreidt effectief de elektrische veldspanning en lost het probleem van de beschadiging van de kabelafschermingslaag op;
Probleem met elektrische veldspanning;
Uitbreidbaar, flexibel te demonteren en te monteren, maakt T-vormige kabelverbindingen mogelijk;
Volledig luchtdicht, volledig geïsoleerd, volledig beschermd, onderhoudsvrij, bestand tegen overstromingen en vervuiling.