Cables de control en instalaciones eléctricas: propósito, tipos de construcción, aplicación

Los productos de cable en las redes eléctricas se utilizan para transmitir electricidad a distancia. Se utilizan como líneas de alimentación directa de flujos de energía o para la operación de circuitos en sistemas de control, protección, automatización, señalización.

Los cables de potencia funcionan principalmente con corrientes de alto voltaje de hasta 35, 110 kV y más, o en una red de 0,4 kV. Están especialmente diseñados y fabricados para un tipo específico de tensión. Los modelos de referencia se utilizan para otros fines.

Propósito de los cables de control

No está conectado a las cadenas de alimentación, sino a sus sistemas de servicio, en los que no se transmite un aumento de potencia. Su tensión máxima de funcionamiento suele estar limitada a 380 o, en algunos casos, a 1000 voltios.

Esta disposición ayuda a comprender la división de los equipos de subestaciones eléctricas en:

• circuitos de energía primaria;

• cadenas de servicios secundarios.

Por ejemplo, en la aparamenta de una subestación de 110 kV, todos los equipos de potencia pertenecen a un lazo primario que distribuye, recibe y transmite directamente la energía eléctrica.

Los circuitos secundarios están conectados a transformadores de medida de corriente y tensión para tener en cuenta los procesos que tienen lugar en el circuito primario, así como a solenoides y bobinas de control de interruptores de potencia, sus contactos auxiliares y repetidores de seccionadores, separadores y otros dispositivos.

Todos los equipos secundarios están conectados entre sí en circuitos eléctricos a través de cables que se encuentran en la superficie de las estructuras de los edificios, en bandejas y canales de cables especiales, en el suelo o al aire libre.

Estos cables se denominan control... Explica su propósito: proporcionar control de los algoritmos de procesos tecnológicos que ocurren en el bucle primario.

Con la ayuda de cables de control, las señales eléctricas se transmiten a través de circuitos:

• mediciones de los principales parámetros de la energía eléctrica;

• control de equipos de circuito de potencia,

• automatización y protección del sistema eléctrico;

• otros dispositivos al servicio de los equipos básicos.

Cómo se utilizan los cables de control

La foto a continuación muestra la terminación del extremo del cable de control desde la caja de terminales de un transformador de instrumentos HV de 330 kV.

Para protegerlo de la influencia del medio ambiente, se utilizan cintas de metal y tubos corrugados. Todos los cables de control que circulan en las instalaciones eléctricas existentes están marcados con etiquetas especiales y firmados con tinta indeleble. Esto facilita enormemente el trabajo y la búsqueda de posibles averías durante el funcionamiento.

En el reverso se instalan cables de control en terminales de distribución, cajas, cajas, como se muestra en la siguiente foto para equipos de 330 kV.

El mismo principio se observa en circuitos con otros voltajes, por ejemplo 110 kV.

Los cables de control del equipo de suministro de energía principal se colocan a través de bandejas o canales especiales, alimentan sus circuitos a los nodos terminales, lo que garantiza un funcionamiento confiable del circuito al aire libre en todas las condiciones climáticas.

Luego de ensamblar los circuitos eléctricos a los terminales de los gabinetes de distribución, se vuelven a utilizar los siguientes cables de control, saliendo directamente sobre los tableros de acuerdo al esquema y proyecto.

En la siguiente foto se muestra una variante de su conexión a los paneles para protección y automatización de relés.

Ellos:

• dejar un canal de cable especial en dos flujos separados;

• distribuidos en los lados izquierdo y derecho del panel;

• uniformemente, uniformemente espaciados en toda el área;

• se dirigen a los bloques de terminales;

• cortar a cierta altura;

• están marcados de la misma manera.

Una disposición similar de los cables de control en los circuitos que conectan entre diferentes objetos del equipo eléctrico se aplica a los circuitos lógicos extendidos de las conexiones eléctricas. El dibujo muestra un fragmento del funcionamiento de una parte similar de los circuitos de corriente del núcleo para medir HV 110 kV.

Esta espectáculos:

• triángulos negros — instalación terminal de transformadores de medida ubicados en una altura;

• triángulos blancos: terminales de un gabinete de distribución externo;

• círculos — terminales en el panel de protección del relé. En nuestro caso, tiene un número de serie — #108.

Este diagrama muestra claramente que el cable de control conecta los circuitos de corriente y los ensambla directamente desde los devanados de los transformadores de medición hasta los paneles de protección y automatización de relés a través de una conexión intermedia: un gabinete de terminales de distribución.

Al instalar el cable de control, se siguen ciertas reglas para alimentar los cables a la columna de terminales y marcarlos, lo cual es necesario para el mantenimiento preventivo periódico y para realizar mediciones de control de corriente de las señales eléctricas durante la operación.

Construcción de cables de control

La estructura interna de cada modelo es ligeramente diferente de todos los demás productos, como se muestra en la imagen a continuación para dos modificaciones diferentes.

Pero todos tienen elementos comunes:

• hilos conductores;

• capa aislante en el núcleo;

• agregar;

• caparazón.

El cable de control, dependiendo de los requisitos de las condiciones de trabajo, se puede complementar con:

• armadura;

• cinta de blindaje.

Características de fabricación del núcleo conductor

Es un elemento indispensable del cable y está fabricado en metal:

• aluminio;

• composición de aluminio y cobre;

• o miel.

El conductor puede estar hecho de un solo cable sólido o de una gran cantidad de ellos estirados para dar flexibilidad a la estructura general. Los cables de un solo núcleo se utilizan para cables que funcionan en condiciones estacionarias que no están sujetos a cargas dinámicas de flexión y torsión.

Para las condiciones de trabajo del cable en dispositivos móviles, los núcleos conductores de dispositivos móviles están hechos de alambres trenzados. Los cables con núcleo de cobre en ellos están cubiertos con una capa de estaño: están estañados o permanecen limpios, sin una capa protectora.

Dentro de la funda del cable de control, se puede utilizar un número diferente de núcleos, que van desde cuatro hasta 61. Para aluminio, la sección transversal de los cables debe comenzar desde 2,5 mm cuadrados y más. Pero dichos productos pueden usarse exclusivamente en subestaciones con un voltaje de 110 kV o menos.

El equipo secundario de subestaciones con un voltaje superior a 220 kV y superior se permite conectar solo con alambres y cables de cobre. El aluminio de bajo rendimiento no proporciona alta confiabilidad en equipos críticos. El aluminio está prohibido en sus circuitos secundarios.

La sección de los conductores de cobre de los cables de control está normalizada de 0,75 a 10 mm2. Los diámetros delgados se utilizan en circuitos de comunicación de baja corriente, telemecánica, telecontrol que no crean potencias de señal altas.

Para sistemas de medición de alta precisión que son sensibles a pérdidas y caídas de tensión en el circuito, se utilizan conductores de corriente de mayor diámetro.

El metal de los cables conductores está necesariamente cubierto con una capa dieléctrica, lo que excluye la aparición de corrientes de cortocircuito y fugas entre ellos. El marcado se aplica a la capa de aislamiento:

1. el color de la concha;

2. o números.

En el primer método, se usa un color, o se pueden crear franjas de color adicionales en él. El marcado numérico se aplica con frecuencia, con un espacio entre números de al menos 3,5 cm.

El grosor de la capa aislante en el núcleo conductor tiene una fuerza eléctrica que excluye la ruptura de la capa dieléctrica en el voltaje de operación máximo y depende directamente de su sección transversal. Aumenta al aumentar el diámetro del alambre.

Los cables aislados se ensamblan en un paquete común y se retuercen para proporcionar un número estándar de torsiones que permiten doblar el cable de acuerdo con la hoja de datos.

Clasificación

Los cables de control difieren en:

1. metal del conductor;

2. material aislante metálico;

3. la forma del alambre;

4. material de la carcasa;

5. revestimiento protector.

La capa dieléctrica sobre el metal base se puede aplicar mediante:

• goma;

• compuesto de PVC;

• polietileno autoextinguible;

• Polietileno de baja densidad;

• polietileno vulcanizado.

Los cables están hechos principalmente de forma redonda, pero en algunos casos tienen forma plana.

El material de la carcasa puede ser:

• caucho o no inflamable;

• Compuesto de PVC.

La funda para cables de control que trabajan en condiciones extremas está formada por:

• aluminio;

• dirigir;

• tira de acero corrugado.

Los blindajes y las cubiertas protectoras están diseñados para cables de control que funcionan en cuatro clases de tensión mecánica aumentada:

• El primer tipo de cable funciona en interiores, en canaletas y zanjas, sin estar sometido a grandes fuerzas de tracción. Su armadura se crea enrollando dos tiras de acero y cubriéndolas con un compuesto anticorrosión.

• El segundo tipo está destinado a su uso en conductos, túneles y salas sin fuerzas de tracción.

• El tercer tipo se explota en el suelo, en trincheras sin fuerzas de tracción significativas. Tienen una armadura de tiras de acero dobles, protegidas por una cubierta exterior, una manguera de PVC.

• El cuarto tipo está diseñado para colocar en el suelo y canales. No deben someterse a una alta resistencia a la tracción. La armadura consta de dos alambres de acero recubiertos con una capa de zinc y protegidos desde arriba por una manguera o una cubierta de plástico de PVC.

Descripción de la marca

El cable está marcado con el propósito de una designación concisa para proporcionar información completa sobre su composición y características:

• materiales de núcleo y capa aislante;

• la composición de la concha y su estructura;

• la presencia de armadura y su revestimiento;

• el número de hilos conductores y su sección transversal.

Los símbolos con letras mayúsculas se utilizan para marcar los cables de control:

• la letra «K» significa «control»;

• el metal del conductor está destinado a: aluminio «A»; alumomed—«AM»; med — la ausencia de una letra;

• material de aislamiento de los cables: caucho — «P»; compuesto de PVC — «B»; polietileno de baja densidad — «P»; polietileno autoextinguible — «Ps»;

• material de la cubierta: tira de acero corrugado — «St»; neumático — «R»; caucho no inflamable — «H; compuesto de PVC — «B»;

• forma del alambre: plano — «P»; redondo - no marcar.

Características operativas

Efecto de la temperatura ambiente

Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un núcleo de metal se genera calentamiento, que pueden afectar a las propiedades y estructura de la capa aislante, deteriorarlas o incluso provocar una ruptura de la misma. Por lo tanto, la carga que pasa a través del cable es monitoreada por dispositivos de protección y limitada al disparo por interruptores automáticos.

La temperatura de funcionamiento del cable debe corresponder a los parámetros especificados en las condiciones técnicas para su funcionamiento.

A temperaturas ambiente bajas, muchos tipos de aislamiento, especialmente los basados ​​en polietileno, pierden sus propiedades plásticas y su flexibilidad. Incluso con una ligera flexión en frío, se agrietan, se cubren con una capa de grietas y pierden sus propiedades dieléctricas.

Por lo tanto, a temperaturas inferiores a -5 grados centígrados, se prohíbe la instalación y el tendido de cables de control, y en invierno ni siquiera se planifican trabajos de reparación preventiva en la calle.

Si es necesario eliminar el mal funcionamiento que ocurrió en los cables de control durante la congelación, existe una tecnología especial para su preparación y calentamiento mediante la conexión de corrientes a través de los cables con control de su temperatura.

Trabajar en un ambiente agresivo.

La exposición química al cable de control está limitada por el uso de una funda de goma para su funda, que es flexible y altamente resistente a la higroscopicidad. Sin embargo, estas cosas:

• es mas caro;

• más susceptible al calor y no permita que la temperatura suba por encima de los 65 grados;

• pierde elasticidad con el uso prolongado.

exposición a la luz

La exposición prolongada a la luz solar puede destruir algunos tipos de cubiertas de cables. Están mejor protegidos de este efecto con armadura, plomo y aluminio. Pero las carcasas modernas de caucho y plástico no necesitan una carcasa metálica para este parámetro de vida útil declarado por el fabricante.

Cargas mecánicas de tracción

Se pueden crear cuando se viola la tecnología de instalación o durante la operación debido al aumento de la presión del suelo por varias razones. Para contrarrestar estas fuerzas, el cable se coloca en una armadura hecha de tiras de metal.

Así, el cable de control:

• se utiliza cuando es necesario transmitir señales de control u otras entre objetos del circuito eléctrico ubicados a distancia;

• creadas por diferentes estructuras y clases de protección correspondientes a determinadas condiciones de trabajo.