habla con nosotros, energizado por Chat en vivo

GLZW

¿Por qué se rompen los cables aislados?

¿Por qué se rompen los cables aislados?
¿Por qué se rompen los cables aislados?

Información general del artículo:

En mayo de 2020, nuestros ingenieros descubrieron que 72 cables conectados a un dispositivo inversor de alto voltaje y alta potencia tenían diferentes grados de aislamiento roto al revisar la máquina. Mientras tanto, en otras tres estaciones compresoras de gas se llevaron a cabo autoinspecciones y autoverificaciones y se encontraron los mismos problemas.

El cable está entre el transformador de aislamiento desfasado y el gabinete de la unidad de potencia y el gabinete de energía y el gabinete del alimentador del motor en el dispositivo inversor de alto voltaje y alta potencia, y el modelo de cable es JEH-W-10kV-1×120mm2 . Durante 2017 y 2020 se operaron tres estaciones de servicio a presión, respectivamente. Esta parte del cable se puso en funcionamiento junto con el dispositivo inversor y se ha utilizado durante un total de 1,32 a 1,46 millones de horas. Los cables están dañados en la capa de aislamiento de la cubierta exterior, en los travesaños del puente de cables y en los prensaestopas del lado secundario del transformador de aislamiento.

¿Cuáles son nuestros métodos de inspección?

1. Inspección del cable entre el transformador de aislamiento y el gabinete de potencia.

La inspección del cable entre el transformador de aislamiento y el gabinete de potencia en la parte superior del gabinete del inversor reveló grietas aparentes, y la funda exterior del aislamiento del cable en contacto con el cable de conexión a tierra mostró marcas de quemaduras notables.

2. Inspección de cables en contacto con el puente.

La inspección de los cables en el puente de cables en la parte superior del gabinete reveló grietas aparentes en el aislamiento de la funda exterior de los cables en el lugar donde los cables están en contacto con el puente.

3. Inspección del cable del cabezal de cañada del cable del transformador de aislamiento

La inspección de los prensaestopas en la ubicación de la salida del lado secundario del transformador de aislamiento revela rastros evidentes de descarga en la capa de aislamiento de la funda exterior del cable en esta ubicación.

Análisis de causa

Cable de accidente para dispositivo de conversión de frecuencia de alto voltaje y alta potencia dentro del transformador de aislamiento de cambio de fase al gabinete de la unidad de potencia y el gabinete de energía al gabinete de alimentación del motor entre la línea, modelo de cable JEH-W-10kV-1×120mm2, fue descubrió que este cable para cables flexibles recubiertos de goma no tiene una funda exterior de blindaje metálico. Al mismo tiempo, a través de la calidad del cable, la selección del cable y otras grietas normales por envejecimiento, corriente inducida por el cable, descarga de corona, descarga extrema de la funda, tendido cercano y acumulación de fuerza interna adicional, cabezal Glen, fijación de accesorios de cable y construcción de invierno, y adicionales Análisis de acumulación de fuerza externa de aspectos de agrietamiento de un análisis integral.

1. ¿Es el cable aislado ¿Envejecido y agrietado?

Desde la perspectiva del envejecimiento normal de los cables y de la mala calidad de los cables de inspección y análisis, después de la investigación, a partir del accidente, varios cables de estaciones de presión funcionan durante hasta 7 años, lejos de alcanzar la vida útil promedio de la línea, según el tercero. El laboratorio del partido en el análisis de envejecimiento y falla de la línea, puede excluirse del envejecimiento causado por factores de agrietamiento. Laboratorio de terceros del material conductor, el diámetro del cable único, el espesor del aislamiento, el espesor mínimo del aislamiento, el espesor promedio de la funda y el espesor mínimo de los resultados de la prueba están en línea con las normas y pueden excluirse de los factores de calidad del núcleo del cable.

2. Analizar si el conductor cumple con las condiciones térmicas.

Parámetros del dispositivo de conversión de frecuencia: Los dispositivos de conversión de frecuencia con carga son compresores, un solo dispositivo variable con una potencia total de 25 MVA, relación de transformador de aislamiento 10/1,76 kV, capacidad nominal de la unidad de 2083 kVA, voltaje de entrada de la unidad de 1,76 kV, corriente de entrada de la unidad de 683A, voltaje de salida nominal del convertidor de frecuencia de 10 kV, corriente de salida nominal del inversor de 1250 A, la forma de una serie unitaria de cuatro series. Los transformadores desfasadores para cada cable de unidad inversora utilizan 3 cables paralelos JEH-W-10kV 1 × 120 mm2.

Capacidad del cable y calibración de voltaje: el voltaje nominal del cable de 10 kV es mucho mayor que el voltaje operativo del sistema de 1,76 kV. La línea cumple con los requisitos: capacidad del cable según la temperatura ambiente, modo de tendido, corrección de enrutamiento: temperatura ambiente real del cable unipolar de 40 ℃, tome el factor de corrección de temperatura de 1, disposición en zigzag del cable unipolar (tome la corrección factor de 0,97), y más circuitos comparten un puente (600 de ancho). El cable está dispuesto en 2 capas (con un factor de corrección de 0,65) y el factor de corrección integral es 0,63.

La corriente nominal de la unidad del dispositivo de conversión de frecuencia es de 683A, el factor de corrección que se seleccionará mediante el tendido de la carga permitida (ambientes de 40 ℃ en el aire) no debe ser inferior a 1084A; después de verificar los cables unipolares JEH-W-10kV 1 × 120 mm2 en un ambiente a 40 ℃, tendido al aire, disposición en zigzag de la carga permitida de 365 A, 3 y con la carga permitida de 1095 A, para cumplir con los requisitos.

3. ¿Cuál es la estabilidad térmica del cable?

Después de calcular el valor RMS del componente del ciclo de cortocircuito del lado secundario del transformador de aislamiento de 38,1 kA, la sección transversal mínima del cable para cumplir con la estabilidad térmica debe ser de 128 mm2, 3 cables de 120 mm2 en paralelo son mucho más grandes que el cable mínimo. sección transversal para cumplir con los requisitos del equilibrio térmico.
Según los estándares de cables y los manuales de diseño, tres cables de 1 × 120 mm2 en paralelo pueden cumplir los requisitos básicos, excluyendo los factores de selección de cables.

4. ¿Está agrietado el aislamiento debido a la acumulación de fuerzas internas?

Recargo de cable y factores de corriente inducida.

Cable CA trifásico unipolar sin blindaje a través del puente de cable con flujo magnético, lo que resulta en corriente inducida alterna, la corriente de fuga medida del puente de cable puede ser de hasta 7,3 A, la corriente inducida alterna genera un campo magnético giratorio, monofásico trifásico -El cable sin blindaje de núcleo a través de este campo magnético alterno producirá corriente adicional en el punto de contacto del cable y el puente del cable para aumentar la temperatura del núcleo del cable local. Al mismo tiempo, el puente del cable alrededor de la formación del circuito electromagnético cerrado produce corrientes parásitas y pérdidas por histéresis, lo que mejora la temperatura local del núcleo del cable. En el efecto superpuesto, la temperatura del núcleo del cable del punto de contacto del cable y del puente del cable alcanza más de 90 ℃. La conductividad térmica del aislamiento y de la cubierta exterior es relativamente baja; la capa de aislamiento se calienta para producir una expansión significativa y la expansión de la funda externa es relativamente pequeña, lo que acumula tensión interna. Hasta cierto punto, el cable apareció en pequeñas grietas, precipitación de parafina y continuó desarrollándose hasta convertirse en grietas visibles.

Factores de descarga de corona

El cable flexible de caucho se concentra en la parte inferior para que la capa aislante de la funda exterior del cable esté sujeta a un campo magnético más fuerte; la capa de aislamiento de la funda exterior del cable y la superficie de contacto del puente del cable producen una descarga en corona, lo que resulta en una temperatura alta localizada, lo que resulta en la acumulación de tensiones internas, lo que resulta en grietas en el cable, el esquema de distribución se muestra en la Figura 1.

Factores de descarga de corona

Figura 1: Diagrama esquemático de la distribución de la intensidad de campo de cables con capas blindadas y no blindadas
Figura 1: Diagrama esquemático de la distribución de la intensidad de campo de cables con capas blindadas y no blindadas

Factores de descarga de la funda exterior del cable

El puente compuesto de resina epoxi (con quilla metálica) sobre cables no blindados inducirá una alta diferencia de potencial entre la descarga de la cubierta del cable, lo que resultará en altas temperaturas localizadas, acumulación de tensión interna y grietas en la línea.

Factores de tendido cercano en paralelo de cables

De acuerdo con los "Estándares de diseño de cables de ingeniería eléctrica", la configuración de la disposición de los cables en la misma capa de soporte debe estar en línea con las siguientes disposiciones: Además del sistema de CA, se puede utilizar un cable de alimentación unipolar para el mismo circuito. llevado a la configuración Pinzigang (trébol), por la importancia de un mismo recorrido de más de un cable de alimentación, no es apto para apilamiento. El artículo 5.1.5 estipula que la configuración de la secuencia de fases del cable de alimentación unipolar para el sistema de CA y su distancia entre fases debe cumplir con las siguientes disposiciones: el voltaje inducido promedio de la cubierta metálica del cable debe satisfacerse sin exceder el permitido valor; Cable de alimentación unipolar sin configuración en zigzag, dos o más circuitos configurados en el mismo recorrido se computarán como influencia mutua.
Los cables de alimentación unipolares deben tenderse en forma de zigzag y disponerse razonablemente para aumentar la separación entre cables. Los cables del transformador de aislamiento al gabinete de alimentación se aplican en paralelo estrechamente, lo que genera un efecto de proximidad y un efecto de piel, de modo que la carga se concentra en la sección transversal del conductor local, lo que reduce la capacidad de transporte de corriente permitida del conductor y genera calor. acumulación, lo que provoca altas temperaturas locales, lo que resulta en la acumulación de tensiones internas, lo que resulta en grietas en los cables.

5. Análisis de las causas del agrietamiento provocado por la acumulación de fuerzas externas.

La cabeza granular en los factores de fuerza de la unión del cable.

Después de la escena de la inspección real, se descubrió que el transformador al gabinete de energía, el gabinete de energía para aislar el cable del gabinete de salida, el tendido paralelo y el contacto directo con la placa base de metal, y los requisitos de diseño del tendido en zigzag no no coincide. Al mismo tiempo, también descubrió que el cable en la cabecera de la cañada debía resistir fuerzas externas y parte de la capa de aislamiento de la funda exterior del cable estaba dañada. En resumen, si los requisitos de selección de la ruta del cable y los estándares del cable no coinciden, la línea debe evitar sufrir fuerzas mecánicas externas, sobrecalentamiento, corrosión y otros peligros. El sitio real no cumple con los requisitos de las normas de aceptación de cables para la distancia entre los pivotes del cable.

Factores de fijación del cable y radio de curvatura.

La inspección también encontró que el lado secundario del cable del transformador no está fijado con abrazaderas para cables sino que se hunde directamente en el puente, de modo que la cabeza del cable se hunde. Todo el peso del radio de curvatura del cable individual no cumple con los requisitos del cable blando. Radio de giro del cable de 6 veces el radio de curvatura de la funda para provocar aumentos de tensión de tracción, la acumulación de fuerza externa provocada por el agrietamiento.

Factores de construcción en invierno.

En la construcción de cables en invierno, las diferencias de temperatura demasiado grandes en el proceso, las diferencias de temperatura demasiado significativas con los estándares de aceptación del cable, la línea permite el tendido de la temperatura mínima, la temperatura promedio en las 24 horas antes del tendido y la temperatura del sitio de radiación. no debe ser inferior a las disposiciones; cuando se debe tomar más melancolía que lo previsto en las medidas. Después de revisar los datos de finalización, no encontramos que los registros relevantes durante el período de construcción de invierno puedan excluirse de los factores de construcción de invierno.

Manejo del accidente y resumen de la experiencia.

Según el análisis anterior, el cable en sí, sin capa de blindaje metálico y sin corrientes parásitas en el puente del cable, es la principal causa del accidente. Por lo tanto, es necesario reemplazar todos los cables del lote y reemplazar la línea con cloruro de polivinilo reticulado (XLPE) con una capa de blindaje metálico, tipo YJV-8,7/15kV (con blindaje), tensión nominal 8,7/15kV. Reemplace los puentes de cables revestidos de fibra de vidrio con bandejas de cables de aleación de aluminio. Al mismo tiempo, en el diseño y construcción de este tipo de proyectos cabe destacar los siguientes seis aspectos:

(1) El cable unipolar de un sistema reticulado debe tener una capa de blindaje metálico, y el puente de cable para tender el cable unipolar de un sistema de CA debe estar hecho de un material sin histéresis, como una aleación de aluminio. No debe estar hecho de acero galvanizado en caliente ni de un puente de cable de plástico reforzado con fibra de vidrio con revestimiento de acero.

(2) para el sistema reticulado con cubierta metálica de cable unipolar, al menos en un extremo de la conexión a tierra directa, en cualquier extremo de conexión a tierra no directa del valor máximo potencial inducido promedio para cumplir con los requisitos de especificación. Por lo tanto, al seleccionar un cable unipolar según la especificación del Apéndice F, el cálculo de la capa metálica del cable unipolar del sistema de CA de la ecuación de potencial inducido ordinario determina en última instancia la elección de conexión a tierra de la cubierta metálica.

(3) 35 kV y el siguiente cable unipolar fijado con la selección de componentes de acuerdo con las siguientes disposiciones: además de los cables de alimentación de un solo núcleo de CA, se pueden utilizar accesorios planos de acero resistentes a la corrosión, bridas para cables de nailon o bridas metálicas plastificadas; en ambientes sólidos corrosivos se deben utilizar bridas de nailon o bridas metálicas revestidas de plástico; Los cables de alimentación de CA unipolares son adecuados para la fijación rígida de aleaciones de aluminio, etc., no constituyen un bucle cerrado magnéticamente de la abrazadera y se pueden utilizar otros métodos de fijación con bridas o cuerdas de nailon; No se utilizará alambre para atar el cable directamente. Se deben calcular las partes seleccionadas del cable de alimentación de un solo núcleo de CA de la resistencia mecánica de las condiciones de energía eléctrica de cortocircuito. Por lo tanto, el sistema reticulado de accesorios de fijación de cables unipolares debe utilizar aleación de aluminio y otros materiales atados con material de nailon para evitar errores de instalación.

(4) El tendido de cables de un solo núcleo de 35 kV y los siguientes debe cumplir con los requisitos de radio de curvatura. Utilice accesorios fijos según los estándares de cables y los criterios de aceptación para realizar un excelente trabajo al configurar la línea para evitar que la cabeza del cable sufra fuerzas externas.

(5) Reemplazo de la parte del cable de la región, como la imposibilidad de tomar el tendido en zigzag, se recomienda utilizar paneles aislantes para asegurar el espaciado de los cables.

(6) De acuerdo con las normas de construcción y aceptación del cable, la temperatura promedio del cable dentro de las 24 horas anteriores al tendido, así como la temperatura del lugar de tendido, no debe ser inferior a los siguientes requisitos:

Los cables revestidos de polietileno con aislamiento de caucho (p. ej., JEH-W) pueden tenderse a una temperatura mínima de -15 ℃;

La temperatura más baja permitida para el tendido de cables con revestimiento de PVC aislados con PVC es de -10°C”.

Facebook
Gorjeo

Productos de GLZW

Publicado recientemente

Contacto GLZW

Demostración del formulario de contacto (#3)
Vuelve al comienzo
Demostración del formulario de contacto (#3)