Classificazione e selezione dei terminali per connettori di cavi ad alta tensione

1) Terminale per cavo con spina da 110 ~ 220 kV

Nell'applicazione di apparecchiature combinate GIS, il trasformatore o il GIS vengono talvolta collegati direttamente tramite un cavo ad alta tensione anziché tramite la tradizionale canalina. Esistono molti tipi di terminali per apparecchiature di cavi ad alta tensione; la scelta del GIS, del trasformatore e del cavo appropriati, l'installazione, il collaudo e la futura gestione e manutenzione sono di fondamentale importanza.

1.1 Tipo di terminale del dispositivo

Il cavo di alimentazione su apparecchiature ad alta tensione viene utilizzato per il fissaggio meccanico del cavo di alimentazione e per il collegamento elettrico di transizione con il trasformatore o il corpo combinato dell'apparecchiatura GIS. Il manicotto epossidico sul terminale del cavo impedisce efficacemente l'infiltrazione di olio isolante o gas SF6 nel corpo del cavo. Per risolvere il problema dell'isolamento elettrico del terminale del cavo nella cavità dell'involucro in resina epossidica, la soluzione tradizionale è quella di riempire la cavità dell'involucro con olio o gas SF6. Il terminale dell'apparecchiatura di questo tipo di cavo ad alta tensione è detto di tipo riempito d'olio (o gonfiabile), noto anche come tipo umido. Il suo metodo di riempimento è meno utilizzato, generalmente riempito con olio.

Il terminale dell'apparecchiatura a bagno d'olio deve completare il collegamento elettrico e meccanico e l'installazione con il magazzino di ingresso cavi in ​​loco. Durante le prove sul campo e le attività di installazione, il personale del produttore dell'apparecchiatura ad alta pressione deve collaborare per completare il riempimento e lo svuotamento dell'aria (olio) e altre operazioni del magazzino di ingresso cavi, e la procedura di lavoro è piuttosto complessa. Alcuni terminali a riempimento d'olio sono dotati di un respiratore (con funzione di cuscino d'olio simile a quella di un trasformatore); altri richiedono anche l'uso del vuoto per realizzare l'iniezione dell'olio nell'involucro di resina epossidica, il che è molto scomodo. La figura seguente mostra il terminale per cavi a 110 kV a riempimento d'olio da assemblare sull'apparecchiatura integrata GIS.

Un altro tipo di terminale per cavi ad alta tensione, grazie all'ottimizzazione del design strutturale, ha permesso di realizzare un cono di stress e una testa del terminale in resina epossidica per la superficie interna dell'involucro senza contatto e una distribuzione uniforme ideale della linea di alimentazione, senza che l'involucro riempia bene la resina epossidica con olio (gas), risolvendo così il problema della cavità del manicotto di isolamento elettrico; questo tipo di terminale è chiamato terminale a secco.
Il terminale per cavi ad alta tensione a secco è privo di olio e completamente sigillato, pertanto la posizione del terminale non è limitata e il collegamento tra il cavo e l'apparecchio combinato GIS o il trasformatore può essere realizzato in modo flessibile in diverse direzioni a seconda delle esigenze del sito.
La figura seguente mostra un terminale per cavi a secco assemblato a partire dalla parte inferiore del contenitore di ingresso cavi situato sul lato del trasformatore.

In base alle caratteristiche di assemblaggio, i terminali per cavi ad alta tensione a secco possono essere suddivisi in tre categorie.
Il primo tipo è quello convenzionale, ovvero con rivestimento e cavo in resina epossidica, installazione e collaudo integrati del cono di stress.
La procedura di installazione sul campo è pressoché identica a quella del terminale a umido, con la sola differenza che l'involucro non viene riempito di olio (gas).
Durante le prove sul campo e i lavori di installazione, è ancora necessaria la collaborazione del personale del produttore delle apparecchiature ad alta tensione per completare le operazioni di carica e scarica (olio) del magazzino di ingresso dei cavi, e la procedura di lavoro e le operazioni incrociate dell'intera installazione risultano piuttosto complesse.
Il secondo tipo è quello a innesto, in cui il manicotto in resina epossidica del terminale del cavo può essere installato separatamente dal cavo e dal cono di stress, ma non può essere testato separatamente.
Un dispositivo di bloccaggio a molla è installato sull'asta conduttrice crimpata al nucleo del cavo. Quando l'estremità del cavo viene inserita nella guaina epossidica, il dispositivo di bloccaggio a molla scatta automaticamente e blocca l'estremità del cavo nella guaina epossidica per impedirne lo sfilamento.
Una volta inserita, l'estremità di questo tipo di cavo non può più essere estratta.
La procedura di installazione del terminale a innesto è sostanzialmente la stessa di quella di prima classe. Ad esempio, per gli apparecchi combinati GIS, il manicotto in resina epossidica può essere installato in fabbrica sul contenitore di ingresso del cavo del GIS in anticipo. Il manicotto in resina epossidica può isolare completamente il gas SF6 presente nel contenitore di ingresso del cavo dall'esterno, riducendo il carico di lavoro in loco per il produttore.
Tuttavia, quando si verificano problemi durante il test del cavo e questi necessitano di essere trattati, è comunque necessario caricare e scaricare il gas presente nel cavo nell'apposito contenitore.
Inoltre, quando si utilizzano morsetti a innesto nei trasformatori, la loro installazione e le relative procedure di collaudo sono le stesse dei morsetti a innesto convenzionali di classe 1.
La figura seguente mostra un terminale per cavo a innesto collegato a un dispositivo GIS.

Il terzo tipo è il terminale a spina e tirante, in cui l'involucro, il cavo e il cono di stress possono essere installati separatamente e testati separatamente;
La testa del cavo può essere inserita o estratta.
La sua struttura è la più semplice, l'installazione è la più comoda.
Anche i terminali per cavi a innesto si dividono in due tipi: riutilizzabili e non riutilizzabili.
Un terminale per cavi che può essere riassemblato rimuovendo le parti della spina terminale del cavo è detto terminale per cavi riutilizzabile e reinseribile; altrimenti, è un terminale per cavi non riutilizzabile e reinseribile.
L'installazione sul campo del terminale a spina per cavi presenta le seguenti caratteristiche:
(1) L'involucro in resina epossidica può essere installato e collegato in anticipo al GIS o al trasformatore e può essere testato contemporaneamente al GIS o al trasformatore;
(2) completare semplicemente l'assemblaggio della parte della testa del cavo in loco;
(3) il cavo può essere testato separatamente con il manicotto di prova, senza la collaborazione dei produttori di apparecchiature;
(4) Dopo aver superato il test, inserire il cavo nell'involucro di resina epossidica e completare l'installazione dopo aver installato il filo di messa a terra.
La figura seguente mostra lo schema di un tipico terminale a innesto.

Il terminale a spina e la scatola GIS possono essere utilizzati per formare il connettore a "T" del cavo.
La Figura 5 mostra il giunto a "T" per cavi installato nella galleria, che consente l'ingresso e l'uscita di un cavo e di due cavi.
Può realizzare in modo flessibile le seguenti funzioni: (1) Quando è necessario aggiungere la linea in uscita nella trasformazione della vecchia sottostazione, la connessione di tipo "T" può evitare di aumentare l'intervallo GIS;
(2) Nella sezione centrale della linea di cavi, l'uso del cablaggio di tipo “T” può facilmente fornire energia ai nuovi utenti;
③ Quando è presente una linea di presa a lungo termine ma non sono ancora soddisfatte le condizioni, non è possibile installare la linea di presa e utilizzare il cablaggio di tipo "T" nella posizione di presa riservata e installare una spina isolante speciale, la linea principale può essere messa in funzione;
④ Quando due cavi sono posati in parallelo dalla sottostazione per un lungo periodo, è più economico scegliere un'unica uscita per cavo e utilizzare la connessione a "T" per l'alimentazione nel punto di derivazione.
Inoltre, qualora uno dei tre cavi di comando collegati tramite il raccordo a "T" si guasti, il cavo difettoso può essere estratto e gli altri due cavi possono continuare a funzionare dopo l'installazione di un apposito tappo isolante.

1.2 Principio di confronto delle prestazioni e di selezione dei terminali per cavi ad alta tensione
Tutti i tipi di terminali per cavi ad alta tensione, sottoposti a rigorosi test sulle prestazioni elettriche, soddisfano i requisiti dello standard nazionale IEC60859. Tuttavia, i vari tipi di terminali per cavi presentano caratteristiche diverse per quanto riguarda installazione, collaudo, funzionamento, manutenzione e gestione dei guasti.
Il terminale del cavo deve avere le stesse prestazioni elettriche, temperatura di esercizio e durata del cavo selezionato.
La struttura dei terminali dei cavi deve garantire una buona distribuzione del campo elettrico e prevenire le contrazioni dell'isolamento.
In linea di principio, presenta i seguenti aspetti:
(1) Prestazioni elettriche.
La considerazione principale riguarda la ragionevolezza della distribuzione del campo elettrico degli accessori per cavi, l'adeguatezza delle misure adottate per migliorare tale distribuzione, la rigidità dielettrica dei materiali, le perdite dielettriche e il margine di isolamento dei prodotti, ecc.
Allo stesso tempo, è necessario considerare la stabilità delle proprietà elettriche, comprese le proprietà chimiche e fisiche e la stabilità strutturale dei materiali degli accessori per cavi.
Ad esempio, se le prestazioni dei materiali di controllo delle sollecitazioni sono stabili, se il cono di sollecitazione è soggetto a deformazioni, l'influenza della retrazione dell'isolamento del cavo sulla distribuzione del campo elettrico degli accessori del cavo e le relative misure preventive, la compatibilità dei vari materiali, la stabilità delle proprietà dell'interfaccia, ecc.
Inoltre, occorre considerare anche le prestazioni termiche degli accessori per cavi, come la perdita dielettrica, la resistenza di contatto della connessione del conduttore e la sua stabilità, la dissipazione del calore, la dilatazione e la contrazione termica sulle proprietà elettriche e meccaniche di ciascun componente.
(2) Prestazioni di tenuta.
La tenuta stagna contro l'umidità influisce direttamente sulle prestazioni elettriche e sulla durata degli accessori per cavi.
La struttura di tenuta del terminale è affidabile e stabile.

(3) Proprietà meccaniche.
Il terminale deve possedere una resistenza sufficiente alla flessione e agli urti.
(4) Prestazioni del processo.
Le prestazioni del processo sono una condizione importante per la progettazione e la selezione degli accessori per cavi. Il processo di installazione dovrebbe essere il più semplice possibile, agevole per la costruzione in loco e di breve durata.
I prodotti di alta qualità non dipendono dai requisiti ambientali del sito e dal livello tecnico degli addetti all'installazione;
Qualità dell'installazione facile da controllare, qualità affidabile e così via.
L'installazione dei terminali dei cavi può essere completata in autonomia, senza la necessità di coordinare lo scarico di olio e aria da parte dei produttori di trasformatori o GIS, e la qualità dell'installazione può essere facilmente garantita.
(5) Adatto ai requisiti del progetto.
Molti tipi di accessori per cavi hanno caratteristiche proprie, la scelta degli accessori per cavi dovrebbe essere decisa in base alle effettive esigenze di utilizzo.
(6) Sistema di garanzia della qualità del produttore.
Quando gli accessori per cavi prefabbricati lasciano la fabbrica, il produttore fornisce parti e materiali come componenti prefabbricati in gomma, coni di stress prefabbricati, manicotti in porcellana, involucri e impregnanti, che vengono assemblati in terminali o giunti integrati durante l'installazione in loco.
La qualità di produzione e il processo di installazione di ciascun componente influiscono direttamente sulla qualità degli accessori per cavi.
Questo programma di garanzia della qualità dovrebbe includere almeno quanto segue: ① I test di fabbrica devono essere eseguiti rigorosamente sulle parti chiave (come il cono di stress in gomma, il manicotto in resina epossidica GIS, l'agente impregnante, ecc.).
Verificare attentamente che le apparecchiature di prova e misurazione siano affidabili, che i metodi di prova siano efficaci, che il personale addetto alle prove sia ben addestrato e che i registri delle prove siano completi;
(2) Se il personale addetto all'installazione e alla costruzione inviato dal produttore è adeguatamente formato e possiede sufficiente esperienza nel settore edile;
(3) Se il coordinamento tra i diversi reparti del produttore è buono;
(4) Precedenti registrazioni di vendite e operazioni.
Nella scelta del terminale del cavo, è necessario considerare attentamente le fasi di collaudo e manutenzione successive all'assemblaggio del cavo, nonché quelle relative alla risoluzione dei guasti. È fondamentale poter eseguire facilmente e senza interferenze le attività di collaudo e manutenzione separate di cavo, trasformatore e GIS.
Naturalmente, l'intercambiabilità, la riutilizzabilità, l'assenza di manutenzione, la struttura compatta e il prezzo dei terminali per cavi sono fattori importanti da considerare nella scelta.

Due terminali per cavi con spina da 10 a 35 kV
2.1 Tipo di terminale del dispositivo
Esistono molti tipi di connettori per cavi, che generalmente si dividono in modelli americani ed europei.
La funzione principale della spina per cavi è quella di collegare il cavo monofase o trifase al quadro elettrico, al trasformatore, al quadro di distribuzione ad anello, alla scatola di derivazione e ad altre apparecchiature elettriche.
Costituisce la spina prima e dopo almeno una spina, spina prima e dopo l'ontologia della spina alla struttura del tubo a T, tubo a T per foro orizzontale perpendicolare e foro verticale, spina, spina prima e dopo la spina prima e dopo la spina sequenza orizzontale giunzione insieme, T l'involucro del foro verticale con terminali di filo, la parte superiore del terminale di pressione della linea è dotata di pressione,
Un dispositivo di collegamento è disposto nel foro passante orizzontale della spina anteriore e della spina posteriore, ed è collegato alla porta di pressatura del filo, e il terminale di pressatura del filo è collegato al cavo.
I connettori e le spine anteriori e posteriori sono prefabbricati in fabbrica, con linee di ingresso e uscita flessibili, volume ridotto, struttura compatta, processo di installazione semplice, elevata sicurezza, utilizzabili in quadri elettrici, linee di derivazione dei cavi e altri luoghi, adatti per installazioni interne o esterne.

La testa del connettore del cavo ha diversi soprannomi, come giunto a gomito, giunto a T, terminale per cavo separabile e così via.
In genere, la tensione nominale dovrebbe essere concentrata tra 10 kV e 35 kV, e il modello di applicazione è solitamente suddiviso in tipo europeo e tipo americano.
La principale differenza tra la disposizione delle barre collettrici e delle teste dei cavi negli Stati Uniti e in Europa risiede nel fatto che negli Stati Uniti la disposizione è orizzontale, mentre in Europa è verticale.
La cifra riportata di seguito è quella europea.

La testa del connettore del cavo europeo è collegata tramite un bullone di schermatura;
È adatto per quadri di commutazione ad anello, scatole di distribuzione cavi, terminali di ingresso e uscita di sottostazioni a scatola (cavi di alimentazione interconnessi) e connessioni filettate per tubi con isolamento doppio passante.
Lo strato esterno presenta uno strato semiconduttore schermante, che può essere toccato per garantire la sicurezza personale;
L'esclusiva struttura a cono di stress disperde efficacemente lo stress del campo elettrico e risolve il problema del taglio dello strato di schermatura del cavo;
Problema di stress da campo elettrico;
Espandibilità, flessibilità di smontaggio e montaggio, possibilità di realizzare collegamenti a "T" per i cavi;
Completamente a tenuta d'aria, completamente isolato, completamente protetto, senza necessità di manutenzione, antiallagamento, anti-inquinamento.