Назначение и области применения контрольных кабелей
Назначение контрольных кабелей – это неподвижное присоединение электрических распределительных устройств к электрическим приборам стационарного типа, сборкам и аппаратам. Данные электрические распределительные устройства должны обладать следующими параметрами: номинальное напряжение переменного тока в пределах 660 Вольт, частота – не более 100 Герц, или напряжение постоянного тока – в пределах 1000 Вольт.
Из названия становится понятно, что назначение контрольного кабеля не в питании машины, а в контроле за ее работой. Следовательно, кабель контрольный является соединительной линией, осуществляющей проверку исправности и точности работы любого сложного оборудования.
Общее назначение контрольных кабелей – вторичные цепи измерения, сигнализация, автоматика, защита, соединение отдельных участков цепей.
Кабель контрольный должен обладать следующими основными техническими и эксплуатационными характеристиками:
- Эксплуатация кабеля контрольного возможна при диапазоне температур окружающей среды от – 50 до + 50 градусов.
- Величина электрического сопротивления изоляции (пересчитанная на температуру +20 градусов и один километр) – минимум 6 МОм.
- Прокладка контрольного кабеля небронированного типа без предварительного подогрева допустима при минимальной температуре — 15 градусов.
Марка изделия начинается с комбинации «АК», «К». Буквой «К» обозначаются контрольные кабели с медными жилами, буквами «АК» — с алюминиевыми жилами, буквами.
Очень важное назначение контрольного кабеля – в обслуживании потенциально пожароопасных объектов. Такие кабели в составе индекса должны иметь буквы «нг» или «нгд». Это означает, что кабель контрольный не горючий, и не будет способствовать распространению огня при возгорании.
В связи со спецификой использования производители особенно требовательно относятся к обеспечению огнестойкости контрольных кабелей. Некоторые марки обладают броней – металлической лентой. Самые защищенные марки оснащены такими важнейшими качествами, как огнестойкость, не распространение огня, низкое газо- и дымовыделение.
Кабель контрольный.
Контрольный кабель применяется для того, чтобы контролировать состояние объектов, управлять оборудованием и устройствами релейной защиты и автоматики, а также устройствами сигнализации.
Подобные изделия кабельного вида обладают многожильной конструкцией, состоящей из одного или ряда проводников, изолированных между собой. Контрольный кабель способен на пропуск небольшой токовой нагрузки.
Для расчёта сопротивления проводника вы можете воспользоваться калькулятором расчета сопротивления проводника.
Конструкция кабелей контрольного типа.
Для того, чтобы использовать контрольные кабели в различных условиях окружающей среды, стоит применять только специальные марки, конструкция контрольного кабеля составляют следующищие элементы, такие как:
- токопроводящий однопроволочный проводник;
- скрутки, где жилы покрыты изоляционным материалом и были скручены в повив;
- изоляция
- экранирующая оболочка
- заполнителя из ПВХ, материала с пониженной способностью горения или из невулканизированной смеси из резины;
- разделительного слоя — также выполняется из ПВХ или плёнки из полиэтилена;
- защитного покрова или брони;
- оболочки
Устройство контрольного кабеля.
Силовые кабели можно использовать для того, чтобы распределить и передать электроэнергию в сетях с однофазным или трёхфазным током на промышленных частотах. Используются силовые кабели для подключения передвижного оборудования или стационарного.
Силовой кабель марки АВВГ и ВВГ состоит из токопроводящего проводника (медь или алюминий), изоляции, скрутки, оболочки и заполнения.
Существует также ряд отличий между контрольными кабелями КВВГ и АКВВГ от кабелей силовых марок ВВГ и АВВГ. Изучив конструктивные, вышеперечисленные составляющие, можно понять, что силовые и кабельные изделия обладают рядом схожестей:
Чем схожи силовые и контрольные кабели.
1. Похожая технология производства;
2. Роль материала для жил выполняет медь или алюминий;
3. Внутренняя изоляция и защитная оболочка выполняются из одинаковых материалов;
4. Способность к электропроводимости одинакова у обоих видов.
Отличия силовых и контрольных кабелей.
При этом существует несколько отличий силовых и контрольных кабелей, которые связаны, в первую очередь, со способом прокладки и использования: силовые марки ВВГ или АВВГ, которые способны на распределение и передачу электроэнергии, не должны быть уложены даже в траншеи. А контрольные кабели марки КВВГ, КАВВГ можно укладывать и в траншеи, и в среду агрессивного влияния, при этом имея возможность передачи лишь сигналов малой мощности, управляющих оборудованием.
Отличия также заключаются в цветах изолированных проводников. Каждый проводник контрольного кабеля был скручен в повив, где обязательно присутствует синий провод. Он носит название счётной жилы. Красные проводники являются жилами, указывающими направление, а третий провод в повиве может обладать любым другим отличающимся цветом.
Одинаковая расцветка изоляции в марках ВВГ и АВВГ, но фазные провода могут обладать буквенной маркировкой, нулевые проводники обладают синим цветом, а заземляющие жилы — желто-зелёным. Могут обладать сечением меньшим, чем у фазных проводников.
Особенности контрольных кабелей.
Максимальной температурой проводника силового кабеля равна 80 градусам, в случае с контрольным кабелем этот показатель в районе 65 градусов, а кабели в изоляции ПВХ выдерживают без плавления температуру до 70 градусов.
Обычные контрольные кабели имеют возможность сгибаться с радиусом в 4 диаметра, кабели в свинцовой оболочке обладают показателем 10 диаметров, а бронированные — 12.
Ощутимым отличием является разница толщины внутренней и внешней изоляции: в случае с силовым кабелем она обладает значительно большей толщиной, чем изоляция контрольного кабеля. Толщина материала изоляции имеет значимость в выборе сферы использования кабеля и может оказать влияние на выборе максимального рабочего напряжения.
Становится очевидным, что контрольный кабель с изоляцией малой толщины является менее стойким к высокому напряжению, влияющему на пробой.
Количество изолированных жил силового кабеля может быть до пяти. Контрольные алюминиевые кабели могут обладать 37 проводниками, а медные — от четырёх до шестидесятичетырёх.
Силовые кабели способны выдержать напряжение в 3000 вольт на протяжении десяти минут или при десятикратном увеличении испытательного напряжения от величины эксплуатационного. Контрольные выдерживают 2500 вольт на протяжении пяти минут, в эксплуатационном режиме они должны подвергаться лишь напряжению в 1500 вольт.
Контрольные кабели в электроустановках — назначение, виды конструкции, применение
Кабельные изделия в электрических сетях служат для передачи электроэнергии на расстояние. Они используются как непосредственные силовые магистрали энергетических потоков или для работы схем внутри систем управления, защит, автоматики, сигнализации.
Силовые кабели работают в основном с токами высоковольтных напряжений до 35, 110 кВ и выше или в сети 0,4 кВ. Они специально проектируются и изготавливаются под определённый вид напряжения. Контрольные модели используются для иных задач.
Назначение контрольных кабелей
Оно связано не с силовыми цепями, а с системами, их обслуживающими, в которых не передаются повышенные мощности. Их максимальное рабочее напряжение обычно ограничено величиной 380 или в отдельных случаях 1000 вольт.
Это положение помогает понять деление электрооборудования подстанций на:
первичные силовые цепи;
вторичные обслуживающие схемы.
Например, на ОРУ подстанции 110 кВ все силовое оборудование относится к первичной схеме, непосредственно распределяющей, принимающей и передающей электрическую энергию.
Вторичные цепи подключаются к измерительным трансформаторам тока и напряжения для учета процессов, происходящих в первичной схеме, а также к соленоидам и катушкам управления силовых выключателей, их блок-контактам и повторителям разъединителей, отделителей и других устройств.
Все вторичное оборудование соединяется между собой в электрические схемы кабелями, которые располагаются на поверхности строительных конструкций, в специальных кабельных лотках и каналах, в грунте или на открытом воздухе.
Эти кабели получили название контрольных . Оно объясняет их назначение — обеспечение контроля алгоритмов технологических процессов, происходящих в первичной схеме.
С помощью контрольных кабелей передаются электрические сигналы в схемах:
измерения основных параметров электрической энергии;
управления оборудованием силовых цепей,
автоматики и защит электрической системы;
других обслуживающих первичное оборудование устройствах.
Влияние кабелей при электрических измерениях и при подключении датчиков
При измерениях отдельные элементы цепи почти всегда соединяются друг с другом измерительным кабелем. Особенно сильное влияние может оказывать кабель, соединяющий датчик со схемой согласования, при большой его длине из-за активного сопротивления и емкости и их изменения при измерениях, а также при калибровке.
Влияние сказывается в уменьшении значения измеряемой величины (затухание). Оно может быть учтено теоретически или эмпирически, если определить значения измеряемой величины в схеме с кабелем и без кабеля.
Влияние кабеля можно оценить достаточно точно, применяя специальные схемы измерения.
Соединительные провода датчиков
Аналоговые пассивные чувствительные элементы обычно соединяются со схемами согласования двух- или многожильными проводами, активные — двухжильными, чаще всего экранированными кабелями. Длина кабеля в зависимости от принципа работы датчика и способа измерений может достигать несколько сотен метров, в некоторых случаях — 10 км.
Измерительные схемы с пассивными датчиками при коротких кабелях питаются чаще всего постоянным напряжением, а при кабелях с большим или изменяющимся сопротивлением жилы — постоянным током.
При активных пьезоэлектрических датчиках стремятся использовать измерительные кабели с хорошей изоляцией и длиной не более нескольких метров.
В устройствах с цифровой формой сигнала или при передаче его без проводов возможна передача сигнала на любые расстояния.
Как используются контрольные кабели
На фотографии ниже показан вывод конца контрольного кабеля из клеммной коробки измерительного высоковольтного трансформатора напряжения 330 кВ.
Для его защиты от влияния окружающей среды используется металлический бандаж и гофрированная труба. Все контрольные кабели, работающие в действующих электроустановках, маркируются специальными бирками и подписываются несмываемыми чернилами. Это значительно облегчает работу и поиск возможных неисправностей при эксплуатации.
С обратной стороны контрольные кабели монтируются в распределительных клеммных щитах, коробках, ящиках, как показано на очередной фотографии для оборудования 330 кВ.
Этот же принцип соблюдается и в цепях другого напряжения, например, 110 кВ.
Контрольные кабели от силового первичного оборудования прокладываются по специальным лоткам или каналам, подводят свои цепи на клеммные сборки, обеспечивающие надежную работу схемы на открытом воздухе при любых погодных условиях.
После сборки электрических цепей на клеммах распределительных шкафов снова используются очередные контрольные кабели, отходящие непосредственно на панели в соответствии со схемой и проектом.
Вариант их подключения к панелям РЗА показан на очередной фотографии.
выходят из специального кабельного канала двумя раздельными потоками;
распределяются на левую и правую стороны панели;
равномерно, однообразно выкладываются по всей площади;
направляются к клеммным зажимам;
разделываются на определенной высоте;
Подобное размещение контрольных кабелей внутри цепей, которые они подключают между различными объектами электрооборудования, наносится на развернутые логические схемы электрических соединений. Фрагмент работы подобной части токовых цепей керна измерений ВЛ-110 кВ демонстрирует чертеж.
На нем показаны:
черными треугольниками — клеммная сборка измерительных трансформаторов, расположенная на высоте;
белыми треугольниками — клеммы распределительного шкафа, смонтированного на открытом воздухе;
кружочками — клеммы на панели РЗА. В нашем случае она имеет порядковый номер — №108.
На этой схеме наглядно видно, что контрольным кабелем выполняется подключение токовых цепей и их сборка непосредственно от обмоток измерительных трансформаторов к панелям РЗА через промежуточное звено — распределительный клеммный шкаф.
При монтаже контрольного кабеля соблюдаются определённые правила подвода жил к клеммнику и их маркировка, необходимая для проведения периодического профилактического обслуживания и выполнения текущих контрольных замеров электрических сигналов в процессе эксплуатации.
Конструкция контрольного кабеля
Внутреннее устройство каждой модели чем-то, да отличается от всех остальных изделий, как показано на картинке ниже для двух разных модификаций.
Но все они имеют общие элементы:
слой изоляции на жиле;
Контрольный кабель в зависимости от требований условий эксплуатации может быть дополнен:
Особенности изготовления токопроводящей жилы
Она является обязательным элементом кабеля и изготавливается из металла:
Токопроводящая жила может быть выполнена из одной сплошной проволоки или создана из большого их количества свивкой для придания гибкости общей конструкции. Жилы из одной проволоки используются для кабелей, работающих в стационарных условиях, не подвергаемым динамическим нагрузкам на изгиб и кручение.
Для условий работы кабеля в передвижных, мобильных устройствах токопроводящие жилы выполняются из свитых проволок. Медные многопроволочные жилы в них покрываются слоем олова — лудятся или остаются чистыми, без защитного покрытия.
Внутри оболочки контрольного кабеля может использоваться разное количество жил начиная от четырех и вплоть до 61. Для алюминия поперечное сечение проволок должно начинаться от 2,5 мм кв и выше. Но, такие изделия разрешено применять исключительно на подстанциях с напряжением 110 кВ или ниже.
Вторичное оборудование более высоковольтных подстанций 220 кВ и выше разрешено подключать только медными проводами и кабелями. Низкие эксплуатационные характеристики алюминия не обеспечивают высокую надежность работы на ответственном оборудовании. Алюминий в их вторичных цепях запрещен.
Поперечное сечение медных жил контрольных кабелей стандартизировано от 0,75 до 10 мм2. Тонкие диаметры используют в слаботочных схемах связи, телемеханики, телеуправления, не создающих высокие мощности сигнала.
Для высокоточных систем измерения, чувствительных к потерям и падению напряжения в схеме, применяют повышенные диаметры тоководов.
Металл токопроводящих жил обязательно покрывается слоем диэлектрика, исключающего возникновение токов коротких замыканий и утечек между ними. На слое изоляции применяется маркировка:
1. цветом оболочки;
При первом способе используется однотонная окраска или на ней дополнительно могут создаваться цветовые полоски. Цифровая маркировка наносится часто, с интервалом между цифрами не реже 3,5 см.
Толщина слоя изоляции на токопроводящей жиле обладает электрической прочностью, исключающей пробой диэлектрического слоя при максимальном рабочем напряжении и напрямую зависит от ее поперечного сечения. Она возрастает с увеличением диаметра проволоки.
Изолированные жилы собираются в общий пучок и подвергаются скручиванию для обеспечения стандартного числа повивов, которые допускают возможность изгибов кабеля в соответствии с техническим паспортом.
Контрольные кабели различаются по:
1. металлу токопроводящей жилы;
2. материалу изоляции метала;
3. форме провода;
4. материалу оболочки;
5. защитному покрову.
Диэлектрический слой на металле жилы может быть нанесён из:
полиэтилена низкой плотности;
Провода изготавливают в основном круглого профиля, но в отдельных случаях им придается плоская форма.
Материалом оболочки может служить:
резина обыкновенная или негорючая;
Защитный покров для контрольных кабелей, работающих в экстремальных условиях, создается из:
гофрированной стальной ленты.
Броневые и защитные покровы создаются для контрольных кабелей, работающих в четырех классах повышенных механических нагрузок:
Первый тип кабелей работает внутри помещений, кабельных каналах и траншеях без воздействия на него больших усилий на растяжение. Их броня создается намоткой двух лент из стали и покрывается антикоррозионным составом.
Второй тип предназначен для эксплуатации в каналах, туннелях и помещениях без растягивающего усилия.
Третий вид эксплуатируют в грунте, траншеях без значительного усилия на растяжение. У них броня из двойных стальных лент защищена наружным покровом — шлангом из поливинилхлоридного пластиката.
Четвертый вид предназначен для прокладки в грунте и каналах. На них не должно оказываться большое усилие растяжения. Броня состоит из двух стальных проволок, покрытых слоем цинка и сверху защищена шлангом или покровом из ПВХ-пластиката.
Кабель маркируют для того, чтобы кратко выраженное обозначение предоставило полную информацию о его составе и характеристиках:
материалах жил и изоляционного слоя;
составе оболочки и ее конструкции;
наличии брони и ее покрова;
количества токопроводящих жил и их поперечного сечения.
Для маркировки контрольных кабелей используют заглавные буквенные символы:
буква «К» означает «контрольный»;
металл токопроводящей жилы обозначают для: алюминия «А»; алюмомеди — «АМ»; меди — отсутствием буквы;
материал для изоляции жил: резину — «Р»; пластикат поливинилхлоридный — «В»; полиэтилен с низкой плотностью — «П»; самозатухающий полиэтилен — «Пс»;
материал оболочки: гофрированная стальная лента — «Ст»; резину — «Р»; не поддерживающую горение резину — «Н; пластикат поливинилхлоридный — «В»;
форму провода: плоскую — «П»; круглую — не маркируют.
Влияние температуры окружающей среды
При прохождении электрического тока по металлической жиле создается нагрев, который может оказывать влияние на свойства и структуру изоляционного слоя, ухудшать их или даже создавать пробой его. Поэтому проходящую по кабелю нагрузку контролируют защитными устройствами и ограничивают отключением автоматическими выключателями.
Рабочая температура кабеля должна соответствовать параметрам, указанным в технических условиях для его эксплуатации.
При низких температурах окружающей среды многие виды изоляции, особенно на основе полиэтилена, теряют свои пластические свойства и гибкость. Даже от незначительного изгиба на морозе они лопаются, покрываются слоем трещин, теряют диэлектрические свойства.
Поэтому при температурах, меньших чем -5 градусов по Цельсию, монтаж и прокладка контрольных кабелей запрещена, а в зимнее время профилактические ремонтные работы на улице даже не планируются.
Если же создается необходимость устранения возникших неисправностей в контрольных кабелях во время мороза, то существует специальная технология их подготовки и разогрева за счет подключения токов через жилы с контролем их температуры.
Работа в агрессивных средах
Воздействие химических веществ на контрольный кабель ограничивают применением для его оболочки резинового покрова, который отличается гибкостью и высокой стойкостью к гигроскопичности. Однако этот материал:
более восприимчив к нагреву и не допускает повышения температуры выше 65 градусов;
теряет эластичность при длительной эксплуатации.
Постоянное облучение солнечными лучами может разрушать отдельные виды материалов защитного покрова кабеля. Лучше всего их предохраняет от этого воздействия броня, свинец, алюминий. Но, современные оболочки из резины и пластмасс не нуждаются в металлической оболочке по этому параметру на заявленный производителем ресурс эксплуатации.
Механические нагрузки на растяжение
Они могут создаваться при нарушении технологии монтажа или в процессе эксплуатации из-за усиления давления грунта по разным причинам. Для противодействия этих сил кабель помещается в броню из металлических лент.
Таким образом, контрольный кабель:
используется там, где необходимо передавать управляющие или иные сигналы между объектами электрической схемы, удаленных на расстояние;
создается разной структурой и классами защиты, соответствующими определенным условиям эксплуатации.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Контрольный и силовой кабель
Контрольный кабель предназначен для осуществления контроля за работой и состоянием электрических машин и механизмов. Также по нему передаются сигналы управления.
Силовой кабель используется для доставки электроэнергии ее потребителям – различным электрическим устройствам.
Несмотря на различное назначение, иногда бывает сложно отличить некоторые марки силовых и контрольных кабелей друг от друга, особенно если они имеют одинаковые количество жил и диаметр проводника.
Контрольные и силовые кабели — отличия и сходство
У силового и контрольного кабелей много общего:
наличие одной или нескольких изолированных друг от друга жил;
·в качестве проводника используются алюминий или медь, в связи с чем проводимость жил одного сечения одинакова;
материал изоляции – ПВХ, резина, полиэтилен;
могут выпускаться варианты кабелей, бронированные стальной лентой, – для защиты от внешних механических воздействий. В этом случае в названии есть буква Б.
могут быть экранированными (в маркировке присутствует буква Э). В случае контрольного кабеля экран призван защитить его от воздействия внешних э/м помех, в силовом же предохраняет окружающую среду от поля токов, текущих по кабелю.
Но поскольку эти кабели имеют различное назначение, они имеют и различия.
Силовой кабель
Силовой кабель выпускается с количеством жил от двух до 5:
2 – поставка потребителю фазы и ноля (однофазное напряжение 220В);
3 – поставка фазы, ноля и заземления;
4 – три фазы и ноль (трехфазное напряжение 380 В);
5 – три фазы, ноль и заземление.
Сечение каждой жилы, которая может быть и многопроволочной (при больших сечениях) варьируется от 1,5 до 1600 мм 2 . Кабель рассчитан на напряжение до 1000 В.
Контрольный кабель
Жилы только однопроволочные. Количество их может быть следующим: 4, 5, 7, 12, 14, 19, 27, 37, 52, 61. Сечение жилы – от 0,75 до 6 мм 2 . Внутри кабеля, предназначенного для работы при напряжении до 0,66 кВ, жилы группируются в повивы – коаксиальные слои, отличающиеся от соседних (снаружи и внутри) углом наклона жил к оси кабеля. В каждом слое существует два провода, называемых счетными, – синего и красного цвета, – которые облегчают поиск определенной жилы.
Таблица 1. Различие между контрольным и силовым кабелем
Нет «К» в начале названия (исключение: КГ – кабель гибкий)
Наличие в начале названия буквы «К», означающей «контрольный»
до 10 мм 2 (алюминий);
Возможна при большом сечении жилы
от одного до нескольких (расположены коаксиально)
Конструкция силовых и контрольных кабелей — сходство и отличия
На примере двух ближайших «родственников» – кабелей ВВГ и КВВГ, имеющих по 3 жилы сечением 2,5 мм 2 , – рассмотрим визуальные отличия контрольного кабеля от силового.
У обоих кабелей изоляция отдельных жил и оболочки выполнена из ПВХ пластиката (две буквы В в маркировке), отсутствует защита (буква Г – голый). Но существует и различие, которое можно обнаружить визуально.
Кабель ВВГ имеет желто-зеленую жилу, предназначенную для заземления, которая может иметь диаметр, меньший, чем жилы фазы и ноля (обычно синего цвета). Счетные жилы КВВГ окрашены в красный и синий цвета. Диаметр всех жил одинаков.
КВВГ более гибок. Его наименьший радиус изгиба составляет 3 внешних диаметра, в то время как у ВВГ этот параметр равняется 10.
Кабели имеют различную толщину. Каждая жила контрольного имеет наружный диаметр 0,7 мм, у силового он равен 0,8 мм. Толщина внешней оболочки – 1,2 мм и 1,5 мм, соответственно.
В таблице 2 приведены различия в характеристиках кабелей ВВГ и КВВГ, не определяемые визуально.
Таблица 2. Дополнительные различия ВВГ и КВВГ
Внутри и снаружи зданий. Не рекомендуется под землей
Возможна подземная прокладка, устойчив к агрессивным средам.
15 лет – в траншеях;
25 лет – в помещениях, туннелях, каналах
Стойкость к электрическому пробою
3000 В в течение 10 мин.
2500 В в течение 5 мин.
Можно ли использовать один кабель вместо другого?
При необходимости КВВГ можно заменять силовым ВВГ. Правда, нужно иметь в виду, что второй кабель дороже, требовательнее к условиям эксплуатации и менее гибок.
Обратный вариант возможен только в случае невысоких допустимых напряжений, а также токов, заметно меньших предельных для данного сечения.
Прокладка силовых и контрольных кабелей
Совместная прокладка силовых и контрольных кабелей допустима, однако необходимо соблюдение следующих требований:
Расстояние между силовым (до 10 кВ) и контрольным кабелем, лежащими в земле или в трубе, должно быть не менее 10 см. При напряжении на силовом кабеле 25-30 кВ – не менее 25 см.
Совместная прокладка в кабельных сооружениях возможна только при напряжении на силовой линии до 1 кВ. При этом контрольные кабели можно класть как над, так и под силовыми.
Силовые кабели допустимо класть только в один слой. Контрольные при наличии однотипных оболочек могут лежать пучками (до 100 мм в диаметре) и в несколько слоев.
При прокладке в помещениях кабели должны быть доступны для технологического обслуживания или ремонта.
В случае прокладки по консолям, перегородкам либо лоткам между лежащими рядом силовыми (при условии напряжения менее 1 кВ) и контрольными кабелями необходимо поставить защитную перегородку.
Требования к прокладке силовых, контрольных и других кабелей изложены в ПУЭ (Правилах устройства электроустановок), в частности, в пунктах 2.1.15, 2.1.16, 2.3.86, 2.3.120, 2.3.123, 2.3.124, 3.4.8, 7.3.121, 7.5.54.