Stel je een kritieke storing voor in een grote mijnbouwoperatie waarbij de kernapparatuur plotseling uitvalt doordat kabels de zware werkomstandigheden niet kunnen weerstaan. Het voorkomen van dergelijke incidenten en het waarborgen van een stabiele stroomoverdracht vereist een zorgvuldige selectie van 22kV-stroomkabels. Dit artikel onderzoekt de technische parameters, toepassingen en selectiecriteria voor deze essentiële componenten.

22kV-stroomkabels, doorgaans geclassificeerd als 12,7/22kV, dienen als fundamentele componenten in middenspanningsdistributiesystemen. Hoewel ze vaak geassocieerd worden met Britse normen (zoals BS6622 PVC-kabels en BS7835 LSZH-kabels), komt de spanningsclassificatie van 12,7/22kV ook voor in andere nationale normen, waaronder de Zuid-Afrikaanse SANS-specificaties. Vergelijkbaar met Europese 20kV-kabels, voldoen 22kV-kabels aan de internationale normen van IEC 60502-2. Zowel 22kV- als 20kV-kabels delen een maximale systeemspanning (Um) van 24kV.

Traditionele 22kV-kabels gebruiken voornamelijk koperen geleiders voor superieure geleidbaarheid. Aluminium geleiders vormen echter een haalbaar alternatief wanneer gewichtsvermindering cruciaal is, hoewel ze meer installatieruimte vereisen vanwege een iets lagere geleidbaarheid.

Standaard driekernige 22kV-kabels zijn doorgaans voorzien van PVC- of LSZH-isolatie (Low Smoke Zero Halogen) en mantel. PVC biedt uitstekende elektrische isolatie en weerbestendigheid, terwijl LSZH de veiligheid verbetert met minder rookemissie en een halogeenvrije samenstelling tijdens verbranding. Voor toepassingen die een grotere mechanische sterkte en milieubestendigheid vereisen, is MDPE-mantel (Medium Density Polyethylene) beschikbaar.

Kabels volgens de Britse norm bevatten vaak staaldraadarmering voor mechanische bescherming bij directe begraving. Niet alle 22kV-kabels vereisen echter een gepantserde bescherming. SANS 622-kabels, ontworpen voor zware mobiele apparatuur, gebruiken bijvoorbeeld nylon vlechtversterking om de flexibiliteit te verbeteren, waardoor ze ideaal zijn voor mijnbouwtoepassingen.

Gespecialiseerde toepassingen kunnen extra isolatielagen vereisen tussen kopervlechtschermen en/of spanningsvereffeningstapes om de waterdichtheid en geleiderbescherming te verbeteren.

Verschillende internationale normen regelen de productie van 22kV-kabels om tegemoet te komen aan de regionale vereisten van het elektriciteitssysteem:

• BS 6622:Deze Britse norm omvat stroomkabels met geëxtrudeerde isolatie met een nominale spanning van 3,8/6,6kV tot 19/33kV, en specificeert constructie, materialen, elektrische prestaties en testmethoden. 22kV-kabels die voldoen aan BS 6622 zijn doorgaans voorzien van XLPE-isolatie met een PVC-buitenmantel en staaldraadarmering voor vaste installaties.
• BS 7835:Vergelijkbaar met BS 6622, maar met gebruik van LSZH-mantelmaterialen (Low Smoke Zero Halogen) voor verbeterde veiligheid in bevolkte gebieden en openbaarvervoersfaciliteiten.
• IEC 60502-2:De norm van de International Electrotechnical Commission voor stroomkabels met geëxtrudeerde isolatie met een nominale spanning van 1kV(Um=1,2kV) tot 30kV(Um=36kV), die ontwerp-, productie-, test- en installatievereisten omvat voor wereldwijde toepassingen.
• SANS 622:De Zuid-Afrikaanse norm voor mijnbouwkabels met rubberen mantel, met nadruk op flexibiliteit en slijtvastheid voor zware mijnbouwomgevingen.

Als kritieke componenten in middenspanningsstroomoverdracht dienen 22kV-kabels diverse sectoren:

• Elektriciteitssystemen:Het verbinden van onderstations met distributienetwerken en het bevoorraden van grote industriële gebruikers, vormt de ruggengraat van stedelijke en landelijke elektriciteitsnetten.
• Industriële operaties:Het aandrijven van zware machines, productielijnen en infrastructuur in fabrieken, mijnen en havens.
• Infrastructuurprojecten:Het leveren van betrouwbare elektriciteit voor luchthavens, spoorwegen, tunnels en andere kritieke faciliteiten.
• Hernieuwbare energie:Het verbinden van windparken en zonne-energiecentrales met hoofdnetten, waardoor de distributie van schone energie wordt vergemakkelijkt.

Een juiste kabelselectie vereist een uitgebreide evaluatie van meerdere technische factoren:

• Spanningsclassificatie:Stem de kabelspecificaties af op de 12,7/22kV-vereisten van het systeem om veiligheidsrisico's te voorkomen.
• Geleidermateriaal:Breng de geleidbaarheidsbehoeften in evenwicht met de budgettaire beperkingen, waarbij de superieure prestaties van koper worden afgewogen tegen de gewichts- en kostenvoordelen van aluminium.
• Isolatiemateriaal:Selecteer de juiste materialen voor de werkomgevingen - XLPE voor hoge elektrische/thermische prestaties, PVC voor algemene weerbestendigheid of gespecialiseerde materialen voor extreme omstandigheden.
• Mantelmateriaal:Kies tussen PVC (algemeen gebruik), LSZH (veiligheidsgebieden) of PE (corrosieve/wateromgevingen).
• Installatiemethode:Selecteer kabelstructuren die geschikt zijn voor begraving (gepantserd), bovengronds (versterkt) of in een buis (flexibel).
• Omgevingsfactoren:Houd rekening met temperatuur, vochtigheid en chemische blootstelling bij het specificeren van kabeleigenschappen.
• Nalevingsnormen:Controleer de naleving van relevante nationale en internationale normen zoals GB/T 12706 of IEC 60502.