مفصل و سرکابل

سرکابل ها و مفصل ها (Terminiations & Joints)

موارد کاربردی سرکابل و مفصل:

کارشناسان صنعت برق آگاهی دارند که جهت اتصال دو کابل به یکدیگر ( چه به جهت ادامه کابل کشی و چه به علت گرفتن انشعاب) از مفصل استفاده می شودکه از 1kV تا 500kV کاربرد دارند. همچنین جهت اتصال برق به ترانس های برق در ولتاژ های بالای 1kv بوسیله کابل زمینی احتیاج به سرکابل است. عمل اصلی یک سرکابل و مفصل علاوه بر اتصال کابل ها و انتقال نیرو, کنترل میدان های الکتریکی در محل اتصال و انتهای کابل است که این کار با قرار دادن یک پوشش Stress Control روی کابل در محل اتصال انجام می شود. در صنعت برق برای ساخت سرکابل و مفصل از تکنولوژی های زیر که هر کدام مزایای خاص خود را دارد, استفاده می شود:

سرکابل و مفصل حرارتی Heat Shrink
سرکابل و مفصل سرد Cold Shrink
سرکابل و مفصل فشاری Slip on
سرکابل های Plug-in
مفصل رزینی Resin joint
مفصل نواری

Tape joint

 

در سرکابل و مفصل حرارتی از تیوپ های حرارتی استفاده می شود. این تیوپ ها از مواد پلی اولفین, که عایق الکتریکی بوده و مشخصات مکانیکی بسیار خوبی دارند, ساخته شده است. این تیوپ ها در اثر حرارت بالای 125° C منقبض و قطر آنها تا اندازه مشخص کاهش می یابد. در مفصل های رزینی از دو نوع رزین مختلف با کیفیت بالا استفاده می شود این دو نوع زرین در یک بسته, به صورت تفکیک شده از یکدیگر قرار دارند که به هنگام نصب مفصل با یکدیگر مخلوط می شوند. در مفصل های نواری از نوارهای مختلف به عنوان عایق و روکش نهایی حرارتی به عنوان محافظ مکانیکی استفاده می شود. در سر کابل های Plug-in و نیز سرکابل ها و مفصل های سرد و فشاری از پلیمری به نام سیلیکون استفاده شده است که از جدید ترین پلیمرهای مورد استفاده در صنعت برق است و با داشتن مشخصات منحصر به فرد, جهت استفاده در ولتاژ های متوسط و بالا بسیار مناسب می باشد.

سیلیکون پدیده جدیدی در صنعت برق

مزایا و علل استفاده:

سیلیکون دارای ساختمان نیمه آلی و نیمه غیر آلی است, عایق بسیار خوب و کنترل کننده میدان های الکتریکی است.

در برابر عوامل نامساعد محیط مانند درجه حرارت تا  170° C, آلودگی محیطی, اشعه UV, رطوبت خصوصا رطوبت آغشته به نمک, گاز ازن و غیره بسیار مقاوم است. این  مقاومت از خواص ذاتی سیلیکون است و برای ایجاد آن نیازی به افزودن ماده جداگانه ندارد. از آنجا که ساختمان زنجیر این پلیمر دارای پیوند:

می باشد, انرژی پیوندی زیاد این این اتصال, باعث ایجاد مقاومت های فوق می شود.

خاصیت هیدروفوبیک (آب گریزی)دارد و این خاصیت سبب می شود که آب روی آن لایه پیوسته تشکیل نداده و همواره به صورت قطعات مجزا باقی بماند که این امر از ایجاد جریان خزشی جلوگیری می کند

خواص سیلیکون بر خلاف سایر پلیمرها در طول زمان تغییر نکرده و گذشت زمان موجب طول عمر بیشتر آن می گردد.

نیاز به تعمیرات نگهداری ندارد چون سطح بسیار صاف آن از چسبیدن هرگونه آلودگی جلوگیری کرده و در محیط های بسیار آلوده اگر آلودگی روی سطح آن رسوب کند در اثر بارش باران یا وزش باد به راحتی پاک می شود.

سیلیکون ماده ای قابل انعطاف است و در اثر ضربه یا اصابت اجسام خارجی دچار شکستگی یا پارگی نمی شود.

به علت نرمی, بهتر از هر ماده سخت دیگری به سطوح ناصاف کابل می چسبد, فرورفتگی و برجستگی ها را پر کرده و به این ترتیب از ایجاد حباب (gap) و تخلیه جزئی جلوگیری می شود.

در اثر تغییرات حرارتی, انقباض و انبساط کابل, چسبندگی سیلیکون به کابل, تغییری نمی کند.

اگر در اثر جرقه یا هر عامل دیگری آسیبی به روکش سیلیکون وارد آید, چون لایه تخریب شده آن ماده ای غیر آلی است. هادی نمی باشد.

سرکابل ها حرارتی HEAT SHRINKABLE TERMINATIONS

سرکابل های حرارتی جهت اتصال کابل های فشار قوی و متوسط به تجهیزات برقی استفاده می شود.

سرکابل ها به دو نوع تقسیم می شود:

·         سرکابل فشار ضعیف( تا ولتاژ 1kV)

·         سرکابل فشار قوی ( تا ولتاژ 63kV)

در این نوع سر کابل ها از روکش Heat shrink که اساسا از پلی اتیلن کراس لینک تهیه می شود, استفاده شده و تا ولتاژ 63kV می توان از این سرکابل ها استفاده کرد.

مطابق استاندارد:

CENELEC HD 628
CENELEC HD 629.1
IEC 60502-4

مزایا:
به آسانی نصب می شود.
از یک نوع سر کابل برای چند سایز نزدیک به هم می توان استفاده کرد.
تاریخ مصرف محدود ندارد .
از پلیمر مقاوم به اشعه UV و آنتی تراک تهیه شده است که در اثر تماس مستقیم با اشعه خورشید آسیب ندیده و مقاومت بسیار خوبی دارد.

سرکابل های فشاری ولتاژ بالا(HIGH VOLTAGE SLIP ON TERMINATIONS)

در ولتاژ های بسیار بالا هیچگونه عایق حرارتی قدرت عایقی کافی برای کنترل میدان های الکتریکی را ندارد. در تکنولوژی Slip on تمام قسمت ها از لاستیک سیلیکون با گرید بالا ساخته شده اند و هسته های کنترل کننده میدانهای الکتریکی که مخروطی شکل هستند, در داخل این روکش ها جاسازی شده اند.این هسته ها از لحاظ شکل فضایی و ضخامت به دقت محاسبه شده اند تا اطمینان حاصل گردد که هر گونه میدان الکتریکی در ولتاژهای بالا می تواند مهار شود.

استفاده از سیلیکون نه تنها به علت قدرت عایقی کافی, بلکه به دلیل محافظت مکانیکی و حرارتی بسیار خوب آن است. در اثر تغییرات حرارتی و انبساط و انقباض کابل, چسبندگی سیلیکون تغییر نی کند و در همه جهات یکنواخت است.

خاصیت نرمی سیلیکون باعث می شود که این ماده بهتر از هر ماده سخت دیگری به سطوح ناصاف کابل بچسبد و در نتیجه از ایجاد حباب هوا (Gap) و به وجود آمدن تخلیه الکتریکی جلوگیری شود. این سرکابل ها احتیاج به نگه داری خاصی ندارد و در مقابل شرایط محیطی و آلودگی ها مقاوم است.

سرکابل ها تولید شده به طور صد در صد مورد آزمایش قرار میگیرند.

جدول انتخاب سرکابل Slip On
نوع محصول		کد انتخاب
سرکابل هوایی	60-145 kV	ESF
سرکابل بدون نیاز به نگهدارنده (خود نگهدار)	60-300 kV	ESS
سرکابل با بدنه چینی	60-300 kV	ESP
سرکابل برای کلید های با عایق گازی (GIS)	60-170 kV	ESG
سرکابل داخلی و هوایی	60-145 kV	EST
سرکابل برای ترانسفورمرها	Up to 170 kV	ESU

سرکابل های فشاری (SLIP ON TERMINATIONS)

سرکابل ESF برای نصب هوایی

این نوع سر کابل برای ولتاژهای 60kV تا 145kV کاربرد دارد. لایه استرس کنترل و پوشش نهایی آن یک پارچه و آماده نصب می باشد. استفاده از بشقابک های سیلیکونی آن را برای نصب هوایی مناسب ساخته است.

سرکابل ESS نگهدارنده(خودنگهدار)

این نوع سر کابل برای ولتاژ 60kV  تا 300kV با فواصل خزشی متفاوت ساخته می شود. استوانه ای ازرزین فایبر گلاس مجهز به بشقابک های سیلیکونی سبب ایجاد مقاومت

مکانیکی بسیار بالای این سرکابل کی گردد. سرکابل ESS می تواند نیروهای دینامیکی و استاتیکی را بدون اشکال تحمل کند (برای مثال نیروهای اتصال کوتاه)  قدرت عایقی این سرکابل با پرکننده کامپاند در فضای داخل استوانه فایبر گلاس تکمیل می شود. این سر کابل نیاز به هیچ گونه نگهدارنده ندارد.

سرکابل ESP با بدنه ای از جنس چینی
این نوع سرکابل برای ولتاژهای 60kV تا 300kV کاربرد دارد.بخش مربوط به استرس کنترل سرکابل های ESP با نوع ESS آن کاملا مشابه است. این سرکابل با بدنه چینی طبق استاندارد DIN و با تعداد مورد نیاز از بشقابک هایی که به طور متناسب قرار می گیرند, ساخته می شود.

سرکابل EST مناسب برای نصب داخلی و هوایی

طراحی سرکابل EST بصورتی است که هم برای مصارف داخلی و هم هوایی و بین ولتاژ 60kV تا 145kV قابل استفاده است. این سرکابل در واقع یک نوع سرکابل ESF است که بوسیله سه عددInsulator و یک پایه براکت محافظت شده و به طریق خودنگه دار عمل می کند. نیازی به روغن عایق کننده نداشته و در هر موقعیتی قابل نصب است.

سرکابل ESG برای کلید های با عایق گازی

این نوع سرکابل برای ولتاژ 60kV تا 170kV طراحی شده است و برای اتصال مستقیم انواع کابل های پلیمری به کلیدهای با عایق گازی GIS به کار می رود. سرکابل ESG بر طبق استاندارد IEC 60859-1 طراحی و به سه صورت عمودی, افقی و وارونه قابل نصب است.

سرکابل ESU قابل استفاده برای ترانسفورمرها

این سرکابل برای انواع ترانسفورمرها قابل استفاده بوده و برای ولتاژهای حداکثر تا 170kV مناسب می باشد. طرح و ساختار آن کاملاً مشابه با سرکابل ESG می باشد و برای اتصال هر نوع کابل پلیمری به ترانسفورمرهای با عایق روغنی و نیز کلید های عایق گازی به کار می رود.

سرکابل PLUG-IN(PLUG-IN TERMINATIONS)

سرکابل HV-Connex
این سرکابل PLUG-IN چهت اتصال کابل های پلیمری به تجهیزات الکتریکالی مانند کلیدهای گازی و ترانسفورمرها تا ولتاژ 245kV استفاده می شود.
مزایای این سرکابل در مقایسه با سایر سرکابل ها عبارتست از:
طول کوتاهتر در مقایسه با سرکابل های طراحی شده مطابق استاندارد IEC 60859
قابلیت نصب به صورت افقی, عمودی و وارونه
قابل استفاده بصورت خشک و بدون نیاز به روغن عایق کننده
نصب و جدا سازی سریع و آسان
آماده بودن قطعات و سهولت کاربری
قابلیت قطع سریع اتصال از سیستم در موقع بروز مشکل

سرکابل زانویی LOADBREAK ELBOWS

این سرکابل ها بیشتر در تابلوهای برق که اتصال دو کابل در آنها در یک راستا نبوده و به طور عمودی قرار دارند, استفاده می گردد. در این مورد, اگر از سرکابل های معمولی استفاده شود چون دو کابل در یک راستا قرار ندارند, امکان دارد سرکابل ترک برداشته یا بشکند. سرکابل های زانویی به طور کامل عایق بوده و جهت اتصال کابل های زیر زمینی به ترانسفورمرها, کلید خانه ها و اتصالات مجهز به بوشینگ های قطع بار استفاده می شوند. از آنجا که کلیه اجزاء به صورت یکپارچه در یک قطعه قرار دارند, زانویی بوشینگ این سرکابل, تمامی پارامتر های ضروری جهت اتصالات را شامل می شود. این سرکابل برای کابل های مختلف در ولتاژهای متفاوت قابل استفاده بوده و به گونه ای طراحی شده است که گستره وسیعی از سایز های کابل را پوشش می دهد. عایق بندی نهایی, توسط تیوبهای کلد شرینگ که بدین منظور طراحی شده انجام می شود. این تیوبها از ابتدای زانویی تا روی کابل را پوشش می دهند. زانویی با استفاده از عایق مخصوص از نوع Proxide-Cured EPDM به صورت یک پارچه قالب بندی شده است.