C h ư ơ n g 6 Cáp và cá c phụ k iện Cáp đóng vai trò rất quan trọng trong việc truyền dẫn năng lượng và tín hiệu điện từ Các đặc tính về điện, cơ lý và môi trường là các yếu tố chủ yếu trong việc lựa chọn và sử dụng cáp trong truyền tải và phân phôi điện Đầu nôi và việc nôi các loại cáp khác nhau đòi hỏi phải dược thực hiện một cách thận trọng vì chúng ảnh hưởng quyết dinh tới tuổi thọ của hệ thông cáp Chương này trước tiên đề cập đến cấu tạo của các loại cáp, các đặc tính điện, cơ, khả năng tải.
Chương Cáp phụ kiện Cáp đóng vai trò quan trọng việc truyền dẫn lượng tín hiệu điện từ Các đặc tính điện, lý môi trường yếu tố chủ yếu việc lựa chọn sử dụng cáp truyền tải phân phôi điện Đầu nôi việc nơi loại cáp khác địi hỏi phải dược thực cách thận trọng chúng ảnh hưởng dinh tới tuổi thọ hệ thông cáp Chương trước tiên đề cập đến cấu tạo loại cáp, đặc tính điện, cơ, khả tải cáp Tiếp theo trình bầy việc lựa chọn, lắp đặt, bảo dường thử nghiệm cáp Cì trình bầy phương pháp định vị hư hỏng cáp 6.1 CẤU TẠO VÀ PHÂN LOẠI CÁP Các loại cáp gồm phận lõi thường dây dồng nhôm, tiêp theo lốp cách điện điều chỉnh điện trường, lớp vỏ bảo vệ 6.1.1 Vật liệu dẫn diện đồng nhôm Đồng vật liệu chủ yếu đê sản xuất cáp Đồng nguyên chất dược tinh chế điện phân có điện trở suất 0,62 điện trơ suất nhôm tỷ trọng nhôm lần Bảng 6-1 cho tính chất điện chủ yếu đồng nhôm Bảng T inh c h ấ t c lý cù a ng nhôm Đổng (Cu) Nhỏm (AI) Tỷ trọng (kg/dm3) 8.9 2,7 Điện dẫn suất 20°c (m /íỉm m 2) 56 35 0,0178 0,0286 1083 658 0,0038 0,0040 0,017 0.0024 154 102 3060 1910 110.000 65.000 Tính chất lý Điện trở suất 20°c (Qmm2/m) Điểm nóng chảy (°C) Hệ số nhiệt điện trở 1°c 100°c (°K h Hệ số giãn nỏ trung bình °c 100°c (mm/m°K) Mặt độ dòng điện giới hạn nhiệt (A/mm2) Mật độ dịng điện nóng chảy (A/mm2) Mơ đun đàn hồi Young 162 N/mm2 6.1.2 Các loại dây dẫn Trong hộ thông phân phôi điện thường dùng loại dây dẫn sau đây: - Dây cứng: dây sợi - Dây bện: gồm nhiều sợi bện lại Cáp công nghiệp thường phân loại thcành cấp sau đây: - Cấp B: dùng cho điện áp đến 600V, 5kV 15kV Sô sợi bện từ 19 26 - Cấp c D sử dụng cho mục đích cần cáp mềm Cáp cấp sợi, cấp D có 61 sợi c có 37 - Cấp G II cấp cáp mềm Cấp G có 133 sợi, cấp H có 259 sợi Ví dụ sử dụng cho cáp hàn cáp di động 6.2 CÁCH ĐIỆN CỦA CÁP Ta thường phân chia cách diện cáp theo nguồn gốc vật liệu: - Giấy - Vải sợi - Amiăng - Cao su - Khoáng chất - Teflon 6.2.1 Giấy cách diện Giấy cách diện vật liệu cách điện phô biến Giây quấn nhiều lóp quanh lõi, làm việc điện áp lOkV cao Giấy thường ngâm tam dầu cách điện 6.2.2 Vải sợi Là vật liệu cách điện có nguồn gốc thiên nhiên có số’ điện mơi cao, tổn hao điện mơi thấp, độ bền học cao, nhiệt độ làm việc 85°C 5kV 77°c 15kV 6.2.3 Amiăng Là vật liệu cách điện chịu nhiệt tốt, sử dụng ỏ nơi có nhiệt dộ mơi trường cao 6.2.4 Cao su Cao su vật liệu cách điện tốt, đàn hồi, dề xử lý, chịu ẩm - Cao su nhân tạo có đặc tính lý diện tốt cao su tự nhiên 6.2.5 PVC PVC vật liệu cách điện dẻo, đàn hồi có đặc tính điện tôt, thường sử dụng với điện áp tới 600V, nhiệt độ làm việc cực đại 60°c 163 6.2.6 PE PE vật liệu cách diện dẻo, nóng chảy ỏ nhiệt độ thấp 110°c, hệ số dãn nỏ nhiệt cao, đặc tính cơ, điện tơt, chịu ẩm, giá thành hạ Nhiệt độ làm việc 75uc, thường sử dụng cho cáp hạ áp trung áp 6.2.7 Cao su silicon Là vật liệu cách điện có khả chịu lửa, ozôn vầng quang nhiệt độ làm việc 125°c độ bền học 6.2.C PE liên kết ngang Là vật liệu cách điện có đặc tính điện tơt, chịu ấm tác nhân hố học Nhiệt độ nóng chảy thấp 90°c, nhiệt độ chịu ngắn mạch 250()c Được sử dụng cho cáp điện áp tối 35kV 6.2.9 Cách diện khoáng chất Gồm vật liệu cách điện có nguồn gốc khác thường mica, ơxit manhê Được sử dụng cho nhiệt độ làm việc 85°c củng chịu nhiệt độ tới 250°c 6.2.10 Teflon Teflon vật liệu cách điện hữu có đặc tính điện, tơt Chịu ấm tác nhân hố học, chịu dầu Được sử dụng tói nhiệt độ 200°c 6.3 CẤU TẠO CỦA CÁP - Cáp hạ áp (dưới 2kV) thường gồm có lõi dẫn diện ỏ tâm dược bao quanh bơi chất cách điện có vỏ bảo vệ bên ngồi - Cáp trung áp (2-35kV) đa số có chán, cáp trung áp dưói 6kV khơng có Cáp có chắn phân chia thành loại: Loại cáp chơn trực tiếp loại cáp có kim loại Cáp trung tính tập trung (hình la) gồm lõi dẫn, cách điện bán dẫn, trung tính vỏ Cáp có kim loại (hình 6.1b) gồm lõi dẫn, lốp cách điện bán dẫn, kim loại vỏ Mục đích lớp bán dẫn cân gradient điện áp qua khe hơ khơng khí lõi dẫn dó giảm thiểu phóng diện vầng quang T Trung tính Bán dân a) Lỏi bện Cách điện XLP Lá dẫn Bâng dẫn cách điên Dây dẫn Lá vỏ vỏ PVC chịu nhiệt Lớp phân cách Hình 6.1 a Cáp trung tính tập trung; b Cáp trung áp có 164 Lớp bán dẫn củng có mục dich tương tự lốp dùng đê cân bàng điện trường cáp, loại bỏ dược điểm có điện cao cáp, tăng tuỏi thọ độ tin cậy cáp Hình 6.2 nêu rõ phân bơ điện thê có lớp bán dẫn trường hợp khơng có lốp bán dẫn Lớp thường gồm băng dồng mỏng quấn quanh cách điện bán dẫn tạo nên lớ]) liên tục dọc theo chiều dài cáp Lớp cần thiết đôi với cáp trung áp cao áp nhàm mục đích: Hình 6.2 Phân bổ điện thê có lớp bán dẫn - Ngăn ng*ừa phóng điện vầng quang - Giới hạn trường điện môi bên cáp - Giảm điện áp cảm ứng - Phân bô điện áp Vỏ cáp nhằm bảo vệ học vỏ chì, vỏ bọc thép, vỏ nhơm Có loại vỏ phi kim loại gồm vỏ chất dẻo PVC, PE, Hyplon, Neopren 6.4 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA CÁP 6.4.1 Đặc tính hình học Xét cấu tạo cáp hình 6.3 s khoảng cách pha, T chiều dày cách điện dây dẫn, L chiều dày bàng cách điện Hlnh 6.3 Đãc tính hình học cáp ba pha 165 6.4.2 Điện trỏ Điện trỏ xoay chiều cáp gồm điện trở chiều thành phần điện trở hiệu ứng bề mặt hiệu ứng ỏ gần Điện trỏ cáp vỏ kim loại tăng lên tổn hao công suất lõi vỏ Điện trở chiều 20°c A tiết diện dây dẫn tính mm2 cho biểu thức: Vối cáp đồng R - 18,5 (Q/km) A 29 Vối cáp nhôm R = - 1— (Q/km) Với cáp hợp kim nhôm R = ——1- (Q/km) Đổi vối cáp tiết diện nhỏ 50mm2 bỏ qua ảnh hương hiệu ứng mặt hiệu ứng gần 6.4.3 Điện kháng thứtựthuận Điện kháng thứ tự thuận cáp bện ba lõi vỏ sắt tần số f = 50Hz cho bảng 6.2 Điện kháng thứ tự nghịch x2 = Xj Bàng 6.2 Điện k h n g X| (th ứ tự th u ận ) m ộ t pha c ủ a c p bện ba lõi vỏ s ắ t SỐ lõi tiết diện dây dẫn (mm2) u = 3,6kV u = 7,2kV u = 12kV u = 17,5kV u = 29kV X, (Q/km) Xì (Q/km) X, (Q/km) X, (íì/km) Xì (í2/km) 3x6 0,120 0,144 - - - X 10 0,112 0,133 0,142 - - X 16 0,105 0,123 0,132 0,152 - 3x25 0,096 0,111 0,122 0,141 0,151 3x35 0,092 0,106 0,112 0,135 0,142 3x50 0,089 0,100 0,106 0,122 0,129 3x70 0,085 0,096 0,101 0,115 0,122 3x95 0,084 0,093 0,098 0,110 0,117 120 0,082 0,091 0,095 0,107 0,112 x 150 0,081 0,088 0,092 0,104 0,109 x 185 0,080 0,087 0,090 0,100 0,105 3x240 0,079 0,085 0,089 0,097 0,102 3x300 0,077 0,083 0,086 - - 3x400 0,076 0,082 - - - 166 X Tính tốn tổng trở thứ tự khơng cáp phức tạp vỏ bọc, châT độn, châd đất cấu trúc kim loại hấp thụ dịng điện trung tính Cấu tạo cáp loại vỏ bọc có ảnh hưởng tới dịng điện rị ảnh hưởng tới tổng trỏ thứ tự không Anh hướng đường trở dịng diện trung tính đến tổng trỏ thứ tự khơng đặc biệt mạnh đơi với cáp có tiết diện nhỏ (dưới 70mm2) Nếu dòng điện trở vê qua dây trung tính Ro R ^ R t r u n g tín h ’ Xo = (3,5 +4,0) X, 6.4.4 Điện dung Điện dung cáp phụ thuộc vào kiểu cấu trúc cáp Với cáp bộn điện dung làm việc Cị, = CK+ 3Cg (hình 6.4a) Trong cáp SL, H cáp lõi khơng có điện dung pha, điện dung làm việc Cb điện dung pha - đất C1 I _ 08U m = 1+ m u _ ,8 U.SDh í 11 pL(l + m) - Sự cô" tương đương ngắn m ạch pha tru n g tín h - D òng đ iệ n ch ỉ b ị hạn chế điện trỏ cáp n g u n m áy bị cô" - Loại trừ cô" bảo vệ k in h điển chông ngắn mạch (máy cắt cầu chì), 346 • M erlin Ge rin Thực ch ế độ TN Máy cắt dong điện cao máy cắt có vị trí cắt rõ SỊ Tổng trở mach vịng phía trước ổ cắm chưa biết i Đốt nóng Hình 11.28 347 TÀI LIỆU THAM KHẢO [ 1] C ấm n a n g th iế t bị đóng cắt A B B Lê V ă n D oanh dịch, N h x u ấ t K hoa học K ỹ th u ậ t 1998 [2 ] C ẩm n a n g k ỹ th u ậ t đ iệ n , tự động hoá tin học công ng hiệp Lê V ă n D oanh dịch, N h x u ấ t K hoa học K ỹ th u ậ t 1999 [3] N h m y điện trạ m b iế n áp P hần đ iệ n T r ịn h H ù n g T h ám tác giả, N hà x u ấ t Khoa học K ỹ th u ậ t 1996 [4] T h iế t k ế m áy biế n áp P hạm V ă n B ình Lê V ăn Doanh, N hà x u ấ t Khoa học K ỹ th u ậ t 1998 [5] Phương pháp xác đ ịn h khắ c phục nhữ ng hư hỏng tro n g m áy đ iệ n P han Đ oà i Bắc, N g u yễ n Đức Sỹ, N h x u ấ t công n h â n k ỹ th u ậ t 1986 [6 ] Các hệ th ô n g p h ân p h ô i điện, T i liệ u hội th ả o Pháp - V iệ t, H N ộ i 9-1995 [8] E le c tric a l Pow er E q u ip m e n t M a in te n a n c e and T e s tin g P a u l G ill, P.E., M a rc e l D e k k e r, In c 1998 [9] B e rn a rd H o ch a rt, Le T n s fo rm a te u r de puissance T e ch n iq u e et D o c u m e n ta tio n L a v o is ie r 1986 [10] M a c h in e s éle ctriq u e s, T ité d ’ E le c tric ité J C h â te la in , D u n o d 1983 [ 1 ] T n s ío rm a to rư V A P h ilip p is in , A.s T y tk e v itc h , E n e ro iz d a t 1981 [12] G u id e de l ’in g é n ie rie é le c triq u e des reseaux in te rn e s d ’usines T e ch n iq u e et D o c u m e n ta tio n L a v o is ie r 1985 MUC LUC T rang LỜI NÓI ĐẦU C hương ĐẠI CƯƠNG VỀ BẢO DƯỜNG VÀ THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ ĐIỆN 1 Lợi ích chương trìn h bao dưỡng thử ng hiệm th iế t bị điện 1.3 Các chê độ hoạt dộng bao dưỡng th iế t bị điện Các yếu tơ tro ng qu vêt đ ịn h tơi ưu hố cơng tác bảo dưỡng th ú nghiệm th iế t bị điện 1.4 Lập kế hoạch bão dưỡng dự phòng th n g h iệ m 1.5 Các yêu cầu kỹ th u ậ t công tác bảo dưỡng thư nghiệm 1.6 Chương Đ ại cương thử nghiệm th iê t bị điện THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ ĐIỆN BẰNG ĐIỆN ÁP 10 12 MỘT CHIỂU 2.1 Đ ại cương 12 2.2 T h ủ ng hiệm cách diện diện áp m ột chiều 13 2.3 Các phương pháp thử nghiệm diện áp m ột chiều 17 2.4 T h ủ n g h iệ m m biên áp 20 2.5 T h ủ n g h iệ m cáp phụ kiện 27 2.6 Thư n g h iệ m điện áp chiều dôi với m áy cắt 37 2.7 T h ủ ng hiệm dộng máy ph át diện 40 T h ủ ng hiệm chông sét van 48 2.9 T ụ điện 50 10 Đ ánh giá t r ị sô dọc dử liệu thử n g h iệ m 51 11 N hữ ng lư u ý k h i thử nghiệm điộn áp m ột chiều 54 351 Chương CÁC PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ ĐIỆN >6 BẰNG ĐIỆN ÁP XOAY CHlều 3.1 Mỏ dầu >6 3.2 Các phương pháp thử nghiệm hộ số công suất h*ệ sô tiêu tán >7 3.3 Mô tá thiết bị đo hệ sô" công suất hộ sô" tổn hao "39 3.4 Các sơ dồ bán thử nghiệm hệ sô"công suất 11 3.5 Lưu ý an toàn thủ' nghiêm hệ sơ cơng suất 11 3.6 Thử nglìiộm hộ sơ công suát cách diện thiết bị điện 14 3.7 Đánh giá phân loại kêt thử nghiệm ss Chương 4.1 Đại cương 44 4.2 Dau cách diện )4 4.3 Chất lổng cách diện khó cháy 05 4.4, Quy trình lấy mau chất lỏng cách diện 05 4.5 Bao dưỡng xu lý dầu chất lỏng cách diện 08 4.6 Khí cách diện 15 MÁY BIỂN ÁP 18 Chương 5.1 Đại cương vổ máy biên áp 5.2 Báo dưỡng máy biến áp 5.3 Thủ' nghiệm máy biên áp 26 5.4 Làm mát máy biên Ị)* 136 5.5 Sấy máy bi ôn áp 5.6 Xác dinh phóng diện cục 151 5.7 Chỉ dẫn tượng bất thường máy biên áp 160 CÁP VÀ CÁC PHỤ KIỆN 162 6.1 Phân loại cáp 162 6.2 Cách điện cáp 163 6.3 Cấu tạo cáp 164 Chương 352 DẦU, CHẤT LỎNG VÀ KHÍ CÁCH ĐIỆN : 18 22 44 6.4 Các dạc tính cáp 165 6.5 Các dại lượng diện 167 6.6 Lựa chọn Và sử dụ1ì g cáp 170 6.7 Bỏ trí cáp 173 Bảo dường cáp 174 6.0 Hư hỏng cáp 174 6.10 Thử nghiệm nghiệm thu 176 6.11 Các phương pháp xác định chỗ hư hỏngcủa cáp 176 6.12 Chỉ dẫn ứng dụng dinh vị cáp cố’ 186 Ch ¿ơn g TỦ ĐÓNG CẮT TRUNG ÁP, MÁYCAT VÀ RƠLE 192 BẢO VỆ 7.1 Khái niệm chung 192 7.2 Tủ dỏng cát trung áp 192 7.3 Bao dường thiết bị dỏng cắt 200 7.4 Thủ nghiệm thiết bị dóng cát 205 7.5 Bảo dưỡng thử nghiệm rơle bảo vệvà máy biến dòng, biến diện áp 7.6 Nguồn điều khiến cho tủ đóng cắt 227 7.7 Nguồn ác quy 231 TỦ ĐÓNG CAT VẢ MÁY CAT HẠ ÁP 234 8.1 Tủ hạ áp 234 8.2 Máy cắt hạ áp 234 8.3 Các thiết bị chơng q tải 235 8.4 Cẩu chì 238 8.5 Các đóng cat, chuyên mạch 239 8.6 Lựa chọn ứng dụng thiết bị hạ áp 239 8.7 Báo dưỡng thiết bị dóng cắt hạ áp 240 8.8 Báo dương, thủ' nghiệm thiết bị báo vệ 243 8.9 Kiểm tra thiết bị diện tia hồngngoại 247 Ch ¿ơng 210 353 Chương ĐỘNG VÀ MÁY PHÁT ĐIỆN 2418 9.1 Đại cương 24(8 9.2 Phân loại máy diện 24(8 9.3 Hệ thông cách diện máy diện 2419 9.4 Báo dường máy diện 25 9.5 Tám sấy day quán máy diện 26 9.6 Thử nghiệm dộng máy phát điện 27 Chương 10 HỆ THỐNG NƠI ĐÂT VÀ ĐO ĐIỆN TRỞ NỊIĐẤT 27 10.1 Khái niệm chung 27 10.2 Lựa chọn phương pháp nôi đất 2719 10.3 Lựa chọn hệ thông nôi đất 28ỉ8 10.4 Khái niệm vê diện trỏ đất 29 10.5 Giá trị diộn trở nối đất 29-8 10.6 Các phương pháp diện trơ nôi dất 29l9 10.7 Đo tồn hệ thơng nối đất 31-8 Chương 11 AN TOÀN TRONG VẬN HÀNH VẢ THỬNGHIỆM 321 THIẾT BỊ ĐIỆN 11.1 Đại cương 321 11.2 An toàn diện 321 1.3 An'toàn thử nghiệm thiêt bị diện 324 11.4 Thiết bị báo phát trung áp cao áp 325 11.5 Chỉ dẫn an tồn thao tác thiết bị dóng cắt 329 11.6 Một sơ* biện pháp ky thuật an tồn 331 11.7 335 Các vấn đê dặt báo vệ chông tiếp xúcgián tiếp TÀI LIỆU THAM KHẢO 348 MỤC LỤC 351 ... xoắn 20 3 Bảng 7.4 Giá trị diện áp thử nghiệm bảo dưỡng chiều Điện áp vận hành định mức (V) Điện áp chiều thử nghiệm phút 24 0 1600 480 21 00 600 23 00 24 00 15900 4160 20 100 720 0 27 600 13800 3 820 0 23 000... thiết Khâu thử nghiệm thường tiến hành trình bảo dường thường kỳ khoảng năm lần 7.5 BẢO DƯỠNG VÀ THỬ NGHIỆM RƠLE BẢO VỆ VÀ CÁC MÁY BIẾN DÒNG, BIẾN ĐIỆN ÁP 7.5.1 Đại cương Phần bảo dưỡng thử nghiệm. .. cách điện bị suy giảm, đơi dẫn đến cơ" Vì việc bảo dưỡng cách điện thử nghiệm vấn đề quan trọng Điện áp thử nghiệm điện xoay chiều chiều Trưóc thử nghiệm điện cao áp, điều phải đo điện trở cách điện