Проблемы проектирования
Существует несколько мест, где кабелепровод используется в проектах силовых подстанций. Наиболее распространенным считается канал, используемый для обеспечения кабельного доступа к оборудованию, таким как выключатели, трансформаторы, измерительные трансформаторы и разъединители с двигателем, расположенные во дворе подстанции.
Что инженеры должны знать об использовании кабелепроводов в проектах силовых подстанций (на фото: электропроводные трубопроводы через Википедию)
Канал может быть средством, с помощью которого прямой скрытый кабель поступает с земли на оборудование, или его можно запускать непосредственно в кабельные траншеи, люки или в корпус электрооборудования. Трубопровод также используется для прокладки проводки в корпусе электрооборудования.
Проводка использования будет включать кабель питания переменного тока, используемый для осветительных сосудов и HVAC. Эти виды использования кабелепроводов находятся на всех подстанциях и имеют прямое применение NEC.
Еще одно применение кабелепровода на подстанции - защита цепей среднего напряжения. Примеры этих схем включают в себя распределительный кабель, выходящий из цепей коллекторов подстанции и ветряных электростанций, входящих в подстанцию. Это приложение трубопроводов приводит к некоторым проблемам проектирования при применении NEC.
Типы трубопроводов включают много разных материалов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. В общем, есть металлические и неметаллические кабелепроводы. Существует несколько типов каждого металлического и неметаллического кабелепровода, которые подробно описаны в NEC. Статьи NEC 342-362 относятся к каждому из принятых типов кабелепроводов.
Одним из распространенных типов трубопроводов, используемых для подземного трубопровода на подстанции, является ПВХ.
Подземный ПВХ-трубопровод (фото кредит: s1inc.co)
Статья 352 НЭК применяется к ПВХ-кабелепроводу. Труба из ПВХ коррозионно-стойкая и поэтому используется для многих применений ниже уровня. Он может быть непосредственно захоронен или заключен в бетон.
Хотя ПВХ-кабель можно использовать и в открытом виде, он ограничен областями, которые не подлежат физическому повреждению. Существуют и другие ограничения, связанные с использованием ПВХ-кабелепровода, который должен учитывать инженер-проектировщик и установщик, например, тот факт, что он будет хрупким и трудным работать при низких температурах. Это вызывает особую озабоченность в северном климате, где проблема поддержания систем, имеющих ПВХ-канал, установленных в открытых зонах.
На оборудовании подстанции обычно делается переход от неметаллического трубопровода к металлическому каналу. Тип RMC, или жесткий металлический трубопровод (обычно оцинкованная сталь), используется для соединения кабельного канала над уровнем моря с оборудованием подстанции во дворе. NEC Статья 344 применяется к жесткому металлическому каналу.
В северном климате еще одним соображением для установки кабелепроводов к оборудованию во дворе является мороз. Глубина замерзания может достигать глубины до 4 футов. Взрыв, связанный с морозом, может привести к тому, что кабелепровод будет толкать или тянуть шкафы оборудования. NEC предоставляет статьи об использовании этих типов установок (разделы 300.7 (B) и 250.98).
Несколько примеров, которые могут помочь свести к минимуму восходящее движение кабелепровода в корпуса, включают: используя гибкие кабелепроводы или расширительные арматуры, а также методы оценки мест или локальную коррекцию фундамента (например, слой глубокого песка).
Инженер-проектировщик должен проконсультироваться с требованиями к глубине замерзания в каждом состоянии, так как это может также повлиять на глубину захоронения трубопровода.
В то время как инженер-проектировщик подстанции обычно выбирает тип трубопровода, маршрутизацию и калибровку трубопровода, используемого для оборудования подстанции во дворе, трубопровод, используемый в корпусе электрооборудования, будет выбираться и устанавливаться изготовителем корпуса электрика или электрооборудования.
Типом трубопровода, обычно используемого для этого применения, является электрическая металлическая трубка (ЕМТ).
ЕМТ обычно направляется на стены внутри корпуса электрооборудования. При установке с подходящими фитингами его можно использовать в качестве заземляющего проводника оборудования. Тем не менее, использование отдельного заземляющего проводника оборудования с фазовым проводником (проводами) к огню или розеткам в корпусе электрооборудования является предпочтительным. См. Статью 358, касающуюся требований, относящихся к кабелю ЕМТ.
Гибкие стальные каналы для электрических кабелей (фото: arenametal.com)
Типичная конструкция системы трубопроводов будет включать глубину захоронения трубопровода, радиус изгиба, расчеты заполнения трубопровода и определение деаэрации прочности кабеля. Каждый из этих критериев рассматривается в NEC. Наряду с этими соображениями проектирования, требования к установке также рассматриваются NEC, например, как поддерживать и защищать канал.
Глубина погребения для трубопровода, содержащего низковольтную проводку, покрыта в разделе NEC 300.5 «Подземные сооружения».
Этот раздел NEC охватывает глубину погребения для кабеля и кабелепровода. В то время как NEC разрешает установку ПВХ-кабелей на глубину 18 дюймов, необходимо также учитывать местные коды, глубину замерзания, прочность кабеля и радиус изгиба трубопровода. Радиус изгиба для каждого торгового объема трубопровода приведен в таблице 2 главы 9 в NEC.
Схемы, превышающие 600 В, имеют дополнительные требования к глубине и охватываются разделом 300.50 NEC. Трубы ПВХ, используемые для цепей от 22 кВ до 40 кВ, должны иметь глубину не менее 24 ". Увеличенная глубина также должна учитываться при вычислении прочности кабелей в кабелепроводе, см. Раздел NEC 310.60 (C) (2).
Оранжевый трубопровод для волоконно-оптических кабелей, похороненный под промышленным бульваром в Монтегю (фото: recorder.com)
Максимальные проценты заполнения для кабелепровода приведены в таблице 1 главы 9 в NEC.
Для большинства подстанций в кабеле будет больше двух проводников, поэтому максимальный процент заполнения будет составлять 40%.
Важно учитывать длину прохода трубопровода и количество изгибов в трубопроводе при определении количества заливки, которое является приемлемым. Максимальный процент заполнения не гарантирует простой установки. Другими соображениями, связанными с заполнением трубопровода и простотой установки, является коэффициент заклинивания. Хотя NEC не регулирует это, он содержит информационную заметку о ее возникновении.
Существует множество различных требований к снижению номинальной мощности кабелей, но для кабелепроводов используется NEC Section 310.15 (B) (3) (a), в котором рассматривается количество токопроводящих проводников в канатной дорожке.
Может потребоваться снижение удельной мощности кабелей до 35% от исходного значения. В этом разделе есть несколько исключений, которые следует изучить для каждого приложения, чтобы уменьшить кабель с избыточным весом.
Как упоминалось выше, могут возникнуть проблемы при применении NEC к более крупным цепям среднего напряжения среднего напряжения. Для удовлетворения требований к заполнению NEC для используемого кабеля часто требуются размеры кабелепроводов размером более 6 дюймов.
Многие производители производят 8 "ПВХ-электрический кабель, но NEC специально ограничивает размер кабелепровода, используемого для каждого типа.
Максимальный размер ПВХ-кабеля, разрешенного NEC, составляет 6 дюймов. В то время как производители производят 8-дюймовый кабелепровод, неприемлемо использовать его в сочетании с NEC, и он обычно не будет обозначен UL. Инженер должен работать с полномочным органом, имеющим юрисдикцию, чтобы определить, является ли использование 8-дюймового кабелепровода приемлемым.
NESC также содержит раздел о системах подземных трубопроводов в отношении установки и обслуживания подземных электроснабжения и линий связи, которые следует учитывать.
Справка: Применение Национального электрического кода к подстанциям - Джефф Хайнеманн, Марк Шейд