Wyobraź sobie krytyczną awarię w dużej kopalni, gdzie kluczowy sprzęt nagle przestaje działać z powodu kabli, które nie wytrzymują trudnych warunków pracy. Zapobieganie takim incydentom i zapewnienie stabilnej transmisji mocy wymaga starannego doboru kabli zasilających 22 kV. Niniejszy artykuł omawia parametry techniczne, zastosowania i kryteria doboru tych niezbędnych komponentów.

Kable zasilające 22 kV, zazwyczaj o napięciu znamionowym 12,7/22 kV, stanowią podstawowe elementy w średnionapięciowych systemach dystrybucji. Chociaż powszechnie kojarzone ze standardami brytyjskimi (takimi jak kable BS6622 PVC i kable BS7835 LSZH), napięcie znamionowe 12,7/22 kV pojawia się również w innych standardach krajowych, w tym w specyfikacjach SANS z RPA. Porównywalne do europejskich kabli 20 kV, kable 22 kV są zgodne z międzynarodowymi standardami IEC 60502-2. Zarówno kable 22 kV, jak i 20 kV mają maksymalne napięcie systemu (Um) 24 kV.

Tradycyjne kable 22 kV przeważnie wykorzystują przewodniki miedziane dla zapewnienia doskonałej przewodności. Jednak przewodniki aluminiowe stanowią realną alternatywę, gdy redukcja masy jest krytyczna, chociaż wymagają więcej miejsca instalacji ze względu na nieco niższą przewodność.

Standardowe trójżyłowe kable 22 kV zazwyczaj posiadają izolację i powłokę z PVC lub LSZH (Low Smoke Zero Halogen). PVC oferuje doskonałą izolację elektryczną i odporność na warunki atmosferyczne, podczas gdy LSZH zapewnia zwiększone bezpieczeństwo dzięki zmniejszonej emisji dymu i bezhalogenowemu składowi podczas spalania. W przypadku zastosowań wymagających większej wytrzymałości mechanicznej i odporności na środowisko, dostępna jest powłoka MDPE (polietylen o średniej gęstości).

Kable zgodne ze standardami brytyjskimi często zawierają zbrojenie z drutu stalowego dla ochrony mechanicznej w zastosowaniach do bezpośredniego zakopywania. Jednak nie wszystkie kable 22 kV wymagają ochrony pancernej. Na przykład kable SANS 622 przeznaczone do ciężkiego sprzętu mobilnego wykorzystują wzmocnienie z nylonowego oplotu w celu zwiększenia elastyczności, co czyni je idealnymi do zastosowań górniczych.

Specjalistyczne zastosowania mogą wymagać dodatkowych warstw izolacyjnych pomiędzy ekranami z drutu miedzianego i/lub taśmami wyrównującymi napięcie w celu poprawy wodoodporności i ochrony przewodnika.

Różne standardy międzynarodowe regulują produkcję kabli 22 kV, aby dostosować się do regionalnych wymagań systemów energetycznych:

• BS 6622: Ten brytyjski standard obejmuje kable zasilające z izolacją wytłaczaną o napięciu znamionowym od 3,8/6,6 kV do 19/33 kV, określając konstrukcję, materiały, parametry elektryczne i metody testowania. Kable 22 kV zgodne z BS 6622 zazwyczaj posiadają izolację XLPE z zewnętrzną powłoką PVC i zbrojeniem z drutu stalowego do instalacji stałych.
• BS 7835: Podobny do BS 6622, ale wykorzystujący materiały powłokowe LSZH (Low Smoke Zero Halogen) dla zwiększonego bezpieczeństwa w zaludnionych obszarach i obiektach transportu publicznego.
• IEC 60502-2: Standard Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej dla kabli zasilających z izolacją wytłaczaną o napięciu znamionowym od 1 kV (Um=1,2 kV) do 30 kV (Um=36 kV), obejmujący wymagania dotyczące projektowania, produkcji, testowania i instalacji dla zastosowań globalnych.
• SANS 622: Standard RPA dla kabli górniczych w gumowej osłonie, podkreślający elastyczność i odporność na ścieranie w trudnych warunkach górniczych.

Jako krytyczne komponenty w średnionapięciowej transmisji mocy, kable 22 kV służą w różnych sektorach:

• Systemy energetyczne: Łączenie podstacji z sieciami dystrybucyjnymi i zasilanie dużych odbiorców przemysłowych, stanowiąc kręgosłup miejskich i wiejskich sieci elektrycznych.
• Operacje przemysłowe: Zasilanie ciężkich maszyn, linii produkcyjnych i infrastruktury w fabrykach, kopalniach i portach.
• Projekty infrastrukturalne: Zapewnianie niezawodnej energii elektrycznej dla lotnisk, kolei, tuneli i innych krytycznych obiektów.
• Energia odnawialna: Łączenie farm wiatrowych i elektrowni słonecznych z głównymi sieciami, ułatwiając dystrybucję czystej energii.

Właściwy dobór kabli wymaga kompleksowej oceny wielu czynników technicznych:

• Napięcie znamionowe: Dopasuj specyfikacje kabla do wymagań systemu 12,7/22 kV, aby zapobiec zagrożeniom bezpieczeństwa.
• Materiał przewodnika: Zrównoważ potrzeby przewodności z ograniczeniami budżetowymi, biorąc pod uwagę doskonałą wydajność miedzi w porównaniu z zaletami aluminium pod względem wagi i kosztów.
• Materiał izolacyjny: Dobierz odpowiednie materiały do środowisk pracy - XLPE dla wysokiej wydajności elektrycznej/termicznej, PVC dla ogólnej odporności na warunki atmosferyczne lub specjalistyczne materiały do ekstremalnych warunków.
• Materiał powłoki: Wybierz pomiędzy PVC (do użytku ogólnego), LSZH (obszary o wysokim bezpieczeństwie) lub PE (środowiska korozyjne/wodne).
• Metoda instalacji: Wybierz konstrukcje kabli odpowiednie do zakopywania (pancerne), napowietrznych (wzmocnione) lub przewodów (elastyczne) zastosowań.
• Czynniki środowiskowe: Weź pod uwagę temperaturę, wilgotność i narażenie na chemikalia podczas określania właściwości kabla.
• Standardy zgodności: Sprawdź zgodność z odpowiednimi standardami krajowymi i międzynarodowymi, takimi jak GB/T 12706 lub IEC 60502.