มาตรฐานและแอปพลิเคชันหลักสำหรับสายไฟ 22kV

ลองนึกภาพความล้มเหลวครั้งใหญ่ในเหมืองขนาดใหญ่ที่อุปกรณ์หลักหยุดทำงานกะทันหันเนื่องจากสายเคเบิลไม่สามารถทนต่อสภาพการทำงานที่รุนแรงได้ การป้องกันเหตุการณ์ดังกล่าวและการรับประกันการส่งกระแสไฟฟ้าที่เสถียรต้องมีการเลือกสายไฟ 22kV อย่างระมัดระวัง บทความนี้จะตรวจสอบพารามิเตอร์ทางเทคนิค การใช้งาน และเกณฑ์การเลือกสำหรับส่วนประกอบสำคัญเหล่านี้

สายไฟ 22kV ซึ่งโดยทั่วไปมีพิกัด 12.7/22kV ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงดันปานกลาง แม้ว่าจะเกี่ยวข้องกับมาตรฐานของอังกฤษ (เช่น สายเคเบิล BS6622 PVC และสายเคเบิล BS7835 LSZH) แต่พิกัดแรงดันไฟฟ้า 12.7/22kV ยังปรากฏในมาตรฐานระดับชาติอื่นๆ รวมถึงข้อกำหนด SANS ของแอฟริกาใต้ เทียบเท่ากับสายเคเบิล 20kV ของยุโรป สายเคเบิล 22kV เป็นไปตามมาตรฐานสากล IEC 60502-2 ทั้งสายเคเบิล 22kV และ 20kV ใช้แรงดันไฟฟ้าระบบสูงสุด (Um) ที่ 24kV

สายเคเบิล 22kV แบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ใช้ตัวนำทองแดงเพื่อการนำไฟฟ้าที่เหนือกว่า อย่างไรก็ตาม ตัวนำอะลูมิเนียมเป็นทางเลือกที่เหมาะสมเมื่อการลดน้ำหนักเป็นสิ่งสำคัญ แม้ว่าจะต้องใช้พื้นที่ติดตั้งมากกว่าเนื่องจากการนำไฟฟ้าต่ำกว่าเล็กน้อย

สายเคเบิล 22kV แบบสามแกนมาตรฐานโดยทั่วไปมีฉนวนและปลอก PVC หรือ LSZH (Low Smoke Zero Halogen) PVC ให้ฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมและความทนทานต่อสภาพอากาศ ในขณะที่ LSZH ให้ความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้นด้วยการปล่อยควันลดลงและองค์ประกอบปราศจากฮาโลเจนในระหว่างการเผาไหม้ สำหรับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงทางกลและความทนทานต่อสิ่งแวดล้อมที่มากขึ้น มีปลอก MDPE (Medium Density Polyethylene)

สายเคเบิลมาตรฐานของอังกฤษมักจะมีเกราะลวดเหล็กเพื่อป้องกันทางกลในการใช้งานฝังโดยตรง อย่างไรก็ตาม สายเคเบิล 22kV ไม่จำเป็นต้องมีการป้องกันเกราะทั้งหมด ตัวอย่างเช่น สายเคเบิล SANS 622 ที่ออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์เคลื่อนที่หนักใช้การเสริมแรงด้วยการถักเปียไนลอนเพื่อเพิ่มความยืดหยุ่น ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในเหมือง

การใช้งานเฉพาะทางอาจต้องใช้ชั้นฉนวนเพิ่มเติมระหว่างหน้าจอสายทองแดงและ/หรือเทปปรับสมดุลแรงดันไฟฟ้าเพื่อปรับปรุงการกันน้ำและการป้องกันตัวนำ

มาตรฐานสากลต่างๆ ควบคุมการผลิตสายเคเบิล 22kV เพื่อรองรับข้อกำหนดของระบบไฟฟ้าในแต่ละภูมิภาค:

• BS 6622: มาตรฐานของอังกฤษนี้ครอบคลุมสายไฟฉนวนอัดขึ้นรูปที่มีพิกัดตั้งแต่ 3.8/6.6kV ถึง 19/33kV โดยระบุการก่อสร้าง วัสดุ ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า และวิธีการทดสอบ สายเคเบิล 22kV ที่เป็นไปตาม BS 6622 โดยทั่วไปมีฉนวน XLPE พร้อมปลอกด้านนอก PVC และเกราะลวดเหล็กสำหรับการติดตั้งแบบถาวร
• BS 7835: คล้ายกับ BS 6622 แต่ใช้วัสดุปลอก LSZH (Low Smoke Zero Halogen) เพื่อเพิ่มความปลอดภัยในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นและสิ่งอำนวยความสะดวกด้านการขนส่งสาธารณะ
• IEC 60502-2: มาตรฐานของคณะกรรมาธิการระหว่างประเทศว่าด้วยวิศวกรรมไฟฟ้าสำหรับสายไฟฉนวนอัดขึ้นรูปที่มีพิกัด 1kV(Um=1.2kV) ถึง 30kV(Um=36kV) ครอบคลุมข้อกำหนดด้านการออกแบบ การผลิต การทดสอบ และการติดตั้งสำหรับการใช้งานทั่วโลก
• SANS 622: มาตรฐานของแอฟริกาใต้สำหรับสายเคเบิลหุ้มยางสำหรับเหมือง โดยเน้นที่ความยืดหยุ่นและความทนทานต่อการขัดถูสำหรับสภาพแวดล้อมการทำเหมืองที่รุนแรง

ในฐานะที่เป็นส่วนประกอบที่สำคัญในการส่งกระแสไฟฟ้าแรงดันปานกลาง สายเคเบิล 22kV ทำหน้าที่ในภาคส่วนต่างๆ:

• ระบบไฟฟ้า: การเชื่อมต่อสถานีย่อยกับเครือข่ายการจัดจำหน่ายและการจ่ายไฟให้กับผู้ใช้ในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นกระดูกสันหลังของโครงข่ายไฟฟ้าในเมืองและชนบท
• การดำเนินงานทางอุตสาหกรรม: การจ่ายไฟให้กับเครื่องจักรขนาดใหญ่ สายการผลิต และโครงสร้างพื้นฐานในโรงงาน เหมือง และท่าเรือ
• โครงการโครงสร้างพื้นฐาน: การจัดหาไฟฟ้าที่เชื่อถือได้สำหรับสนามบิน ทางรถไฟ อุโมงค์ และสิ่งอำนวยความสะดวกที่สำคัญอื่นๆ
• พลังงานหมุนเวียน: การเชื่อมต่อฟาร์มกังหันลมและสถานีพลังงานแสงอาทิตย์กับโครงข่ายหลัก อำนวยความสะดวกในการกระจายพลังงานสะอาด

การเลือกสายเคเบิลที่เหมาะสมต้องมีการประเมินปัจจัยทางเทคนิคหลายประการอย่างครอบคลุม:

• พิกัดแรงดันไฟฟ้า: จับคู่ข้อมูลจำเพาะของสายเคเบิลกับข้อกำหนด 12.7/22kV ของระบบเพื่อป้องกันอันตรายด้านความปลอดภัย
• วัสดุตัวนำ: สร้างสมดุลระหว่างความต้องการในการนำไฟฟ้ากับข้อจำกัดด้านงบประมาณ โดยพิจารณาถึงประสิทธิภาพที่เหนือกว่าของทองแดงเทียบกับข้อได้เปรียบด้านน้ำหนักและต้นทุนของอะลูมิเนียม
• วัสดุฉนวน: เลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมการทำงาน - XLPE สำหรับประสิทธิภาพทางไฟฟ้า/ความร้อนสูง, PVC สำหรับความทนทานต่อสภาพอากาศทั่วไป, หรือวัสดุพิเศษสำหรับสภาวะที่รุนแรง
• วัสดุปลอก: เลือกระหว่าง PVC (การใช้งานทั่วไป), LSZH (พื้นที่ที่มีความปลอดภัยสูง) หรือ PE (สภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน/น้ำ)
• วิธีการติดตั้ง: เลือกโครงสร้างสายเคเบิลที่เหมาะสมสำหรับการฝัง (หุ้มเกราะ), เหนือศีรษะ (เสริมแรง) หรือการใช้งานท่อร้อยสาย (ยืดหยุ่น)
• ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม: พิจารณาอุณหภูมิ ความชื้น และการสัมผัสสารเคมีเมื่อระบุคุณสมบัติของสายเคเบิล
• มาตรฐานการปฏิบัติตาม: ตรวจสอบการปฏิบัติตามมาตรฐานระดับชาติและนานาชาติที่เกี่ยวข้อง เช่น GB/T 12706 หรือ IEC 60502