Φανταστείτε μια κρίσιμη βλάβη σε μια μεγάλη επιχείρηση εξόρυξης όπου ο βασικός εξοπλισμός σταματά ξαφνικά λόγω καλωδίων που δεν μπορούν να αντέξουν τις σκληρές συνθήκες εργασίας. Η πρόληψη τέτοιων περιστατικών και η διασφάλιση σταθερής μετάδοσης ισχύος απαιτεί προσεκτική επιλογή καλωδίων ισχύος 22kV. Αυτό το άρθρο εξετάζει τις τεχνικές παραμέτρους, τις εφαρμογές και τα κριτήρια επιλογής για αυτά τα απαραίτητα εξαρτήματα.

Τα καλώδια ισχύος 22kV, συνήθως με ονομαστική τάση 12,7/22kV, χρησιμεύουν ως θεμελιώδη εξαρτήματα σε συστήματα διανομής μέσης τάσης. Ενώ συνδέονται συνήθως με βρετανικά πρότυπα (όπως τα καλώδια BS6622 PVC και τα καλώδια BS7835 LSZH), η ονομαστική τάση 12,7/22kV εμφανίζεται επίσης σε άλλα εθνικά πρότυπα, συμπεριλαμβανομένων των προδιαγραφών SANS της Νότιας Αφρικής. Παρόμοια με τα ευρωπαϊκά καλώδια 20kV, τα καλώδια 22kV συμμορφώνονται με τα διεθνή πρότυπα IEC 60502-2. Τόσο τα καλώδια 22kV όσο και τα 20kV μοιράζονται μια μέγιστη τάση συστήματος (Um) 24kV.

Τα παραδοσιακά καλώδια 22kV χρησιμοποιούν κυρίως χάλκινους αγωγούς για ανώτερη αγωγιμότητα. Ωστόσο, οι αγωγοί αλουμινίου αποτελούν μια βιώσιμη εναλλακτική λύση όπου η μείωση του βάρους είναι κρίσιμη, αν και απαιτούν περισσότερο χώρο εγκατάστασης λόγω ελαφρώς χαμηλότερης αγωγιμότητας.

Τα τυπικά τριπύρηνα καλώδια 22kV διαθέτουν συνήθως μόνωση και περίβλημα PVC ή LSZH (Low Smoke Zero Halogen). Το PVC προσφέρει εξαιρετική ηλεκτρική μόνωση και αντοχή στις καιρικές συνθήκες, ενώ το LSZH παρέχει ενισχυμένη ασφάλεια με μειωμένη εκπομπή καπνού και σύνθεση χωρίς αλογόνα κατά την καύση. Για εφαρμογές που απαιτούν μεγαλύτερη μηχανική αντοχή και περιβαλλοντική αντοχή, διατίθεται περίβλημα MDPE (Medium Density Polyethylene).

Τα καλώδια βρετανικού προτύπου συχνά ενσωματώνουν θωράκιση από χαλύβδινο σύρμα για μηχανική προστασία σε εφαρμογές άμεσης ταφής. Ωστόσο, δεν απαιτούν όλα τα καλώδια 22kV θωρακισμένη προστασία. Για παράδειγμα, τα καλώδια SANS 622 που έχουν σχεδιαστεί για βαρέα κινητά μηχανήματα χρησιμοποιούν ενίσχυση από νάιλον πλέξη για να ενισχύσουν την ευελιξία, καθιστώντας τα ιδανικά για εφαρμογές εξόρυξης.

Εξειδικευμένες εφαρμογές μπορεί να απαιτούν επιπλέον στρώματα μόνωσης μεταξύ οθονών χάλκινου σύρματος και/ή ταινιών εξίσωσης τάσης για τη βελτίωση της στεγανοποίησης και της προστασίας του αγωγού.

Διάφορα διεθνή πρότυπα διέπουν την παραγωγή καλωδίων 22kV για την κάλυψη των περιφερειακών απαιτήσεων του συστήματος ισχύος:

• BS 6622: Αυτό το βρετανικό πρότυπο καλύπτει καλώδια ισχύος με εξωθημένη μόνωση με ονομαστική τάση από 3,8/6,6kV έως 19/33kV, προσδιορίζοντας την κατασκευή, τα υλικά, την ηλεκτρική απόδοση και τις μεθόδους δοκιμών. Τα καλώδια 22kV που συμμορφώνονται με το BS 6622 διαθέτουν συνήθως μόνωση XLPE με εξωτερικό περίβλημα PVC και θωράκιση από χαλύβδινο σύρμα για σταθερές εγκαταστάσεις.
• BS 7835: Παρόμοιο με το BS 6622, αλλά χρησιμοποιεί υλικά περιβλήματος LSZH (Low Smoke Zero Halogen) για ενισχυμένη ασφάλεια σε πυκνοκατοικημένες περιοχές και εγκαταστάσεις δημόσιων μεταφορών.
• IEC 60502-2: Το πρότυπο της Διεθνούς Ηλεκτροτεχνικής Επιτροπής για καλώδια ισχύος με εξωθημένη μόνωση με ονομαστική τάση 1kV(Um=1.2kV) έως 30kV(Um=36kV), που καλύπτει τις απαιτήσεις σχεδιασμού, κατασκευής, δοκιμών και εγκατάστασης για παγκόσμιες εφαρμογές.
• SANS 622: Το πρότυπο της Νότιας Αφρικής για καλώδια με ελαστικό περίβλημα εξόρυξης, δίνοντας έμφαση στην ευελιξία και την αντοχή στην τριβή για σκληρά περιβάλλοντα εξόρυξης.

Ως κρίσιμα εξαρτήματα στη μετάδοση ισχύος μέσης τάσης, τα καλώδια 22kV εξυπηρετούν διάφορους τομείς:

• Συστήματα ισχύος: Σύνδεση υποσταθμών με δίκτυα διανομής και παροχή σε μεγάλους βιομηχανικούς χρήστες, σχηματίζοντας τη ραχοκοκαλιά των αστικών και αγροτικών δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας.
• Βιομηχανικές λειτουργίες: Τροφοδοσία βαρέων μηχανημάτων, γραμμών παραγωγής και υποδομών σε εργοστάσια, ορυχεία και λιμάνια.
• Έργα υποδομής: Παροχή αξιόπιστης ηλεκτρικής ενέργειας για αεροδρόμια, σιδηροδρόμους, σήραγγες και άλλες κρίσιμες εγκαταστάσεις.
• Ανανεώσιμη ενέργεια: Σύνδεση αιολικών πάρκων και σταθμών ηλιακής ενέργειας με τα κύρια δίκτυα, διευκολύνοντας τη διανομή καθαρής ενέργειας.

Η σωστή επιλογή καλωδίων απαιτεί ολοκληρωμένη αξιολόγηση πολλαπλών τεχνικών παραγόντων:

• Ονομαστική τάση: Ταιριάξτε τις προδιαγραφές του καλωδίου με τις απαιτήσεις του συστήματος 12,7/22kV για την αποφυγή κινδύνων για την ασφάλεια.
• Υλικό αγωγού: Εξισορροπήστε τις ανάγκες αγωγιμότητας με τους περιορισμούς του προϋπολογισμού, λαμβάνοντας υπόψη την ανώτερη απόδοση του χαλκού έναντι των πλεονεκτημάτων βάρους και κόστους του αλουμινίου.
• Υλικό μόνωσης: Επιλέξτε κατάλληλα υλικά για περιβάλλοντα λειτουργίας - XLPE για υψηλή ηλεκτρική/θερμική απόδοση, PVC για γενική αντοχή στις καιρικές συνθήκες ή εξειδικευμένα υλικά για ακραίες συνθήκες.
• Υλικό περιβλήματος: Επιλέξτε μεταξύ PVC (γενικής χρήσης), LSZH (περιοχές υψηλής ασφάλειας) ή PE (διαβρωτικά/υδάτινα περιβάλλοντα).
• Μέθοδος εγκατάστασης: Επιλέξτε δομές καλωδίων κατάλληλες για ταφή (θωρακισμένα), εναέρια (ενισχυμένα) ή εφαρμογές αγωγών (εύκαμπτα).
• Περιβαλλοντικοί παράγοντες: Λάβετε υπόψη τη θερμοκρασία, την υγρασία και την έκθεση σε χημικά κατά τον καθορισμό των ιδιοτήτων του καλωδίου.
• Πρότυπα συμμόρφωσης: Επαληθεύστε τη συμμόρφωση με τα σχετικά εθνικά και διεθνή πρότυπα όπως GB/T 12706 ή IEC 60502.