Classificação e seleção de terminais de plugue para cabos de alta tensão

1) Terminal de cabo de plugue de 110 a 220 kV

Na aplicação de equipamentos combinados com GIS, o transformador ou GIS é, por vezes, conectado diretamente por cabo de alta tensão, em vez do tradicional terminal de derivação. Existem muitos tipos de terminais para equipamentos de cabos de alta tensão, sendo crucial a seleção adequada do GIS, do transformador e da instalação do cabo, bem como os testes e a futura operação e manutenção.

1.1 Tipo de terminal do dispositivo

O alimentador de cabos em equipamentos de alta tensão é utilizado para a fixação mecânica do alimentador e a conexão de transição elétrica com o transformador ou o corpo do equipamento combinado GIS. A luva de epóxi no terminal do cabo impede eficazmente a infiltração de óleo isolante ou gás SF6 no corpo do cabo. Para solucionar o problema de isolamento elétrico do terminal do cabo na cavidade da caixa de resina epóxi, a solução tradicional é preencher a cavidade da caixa com óleo ou gás SF6. O terminal do equipamento desse tipo de cabo de alta tensão é chamado de tipo preenchido com óleo (ou inflável), também conhecido como tipo úmido. Seu método de carregamento é menos utilizado, geralmente preenchido com óleo.

O terminal de equipamentos submersos em óleo deve completar a conexão elétrica e mecânica e a instalação com a caixa de entrada de cabos no local. Nos testes e trabalhos de instalação em campo, a equipe do fabricante do equipamento de alta pressão deve cooperar para realizar o enchimento e esvaziamento do ar (óleo) e outras tarefas na caixa de entrada de cabos, e o procedimento de trabalho é bastante trabalhoso. Alguns terminais de enchimento de óleo possuem um respirador acoplado (com função de almofada de óleo semelhante à de um transformador); outros também necessitam do uso de vácuo para realizar a injeção de óleo na resina epóxi, o que é muito inconveniente. A figura abaixo mostra o terminal de cabo de 110 kV submerso em óleo a ser montado no equipamento integrado GIS.

Outro tipo de terminal de cabo de alta tensão, obtido através da otimização do projeto estrutural, consiste em aplicar resina epóxi na superfície interna da carcaça, sem folga de contato, e distribuição uniforme ideal da linha de energia. A ausência de resina epóxi na carcaça, que é preenchida com óleo (ou gás), resolve o problema da cavidade da luva de isolamento elétrico. Este tipo de terminal é denominado terminal seco.
O terminal de cabo de alta tensão a seco é isento de óleo e totalmente fechado, portanto, a posição do terminal não é restrita e a conexão entre o cabo e o equipamento combinado GIS ou transformador pode ser realizada de forma flexível em diferentes direções, de acordo com as necessidades do local.
A figura a seguir mostra um terminal de cabo seco montado a partir da parte inferior do compartimento de entrada de cabos localizado na lateral do transformador.

De acordo com as características de montagem dos terminais de cabos de alta tensão a seco, eles podem ser divididos em três categorias.
O primeiro tipo é o convencional, ou seja, revestimento em resina epóxi e cabo, instalação e teste integral do cone de tensão.
O procedimento de instalação em campo é quase o mesmo que o do terminal úmido, exceto que o revestimento não é preenchido com óleo (gás).
Nos testes de campo e nos trabalhos de instalação, ainda é necessário que o pessoal do fabricante do equipamento de alta tensão coopere com a equipe de campo para concluir o trabalho de carga e descarga (óleo) do compartimento de entrada de cabos, e o procedimento de trabalho e a operação cruzada da instalação geral são bastante complexos.
O segundo tipo é o tipo plug-in, no qual a manga de resina epóxi do terminal do cabo pode ser instalada separadamente do cabo e do cone de tensão, mas não pode ser testada separadamente.
Um dispositivo de travamento por mola é instalado na haste condutora fixada ao núcleo do cabo. Quando a extremidade do cabo é inserida na luva de epóxi, o dispositivo de travamento por mola se projeta automaticamente e trava a extremidade do cabo na luva de epóxi, garantindo que ela não se solte.
Uma vez inserido, o terminal deste tipo de cabo não pode ser removido.
O procedimento de instalação do terminal de cabo plugável é basicamente o mesmo que o da primeira classe. Por exemplo, para equipamentos combinados GIS, a luva de resina epóxi pode ser instalada previamente na fábrica na entrada de cabos do GIS. A luva de resina epóxi isola completamente o gás SF6 na entrada de cabos do ambiente externo, reduzindo a carga de trabalho de cooperação no local para o fabricante.
No entanto, quando surgem problemas no teste do cabo e é necessário tratá-los, ainda é preciso carregar e descarregar o gás do cabo no recipiente apropriado.
Além disso, quando terminais de cabos plugáveis ​​são usados ​​em transformadores, sua instalação e testes são os mesmos que os de terminais de cabos convencionais de classe 1.
A figura a seguir mostra um terminal de cabo plugável conectado a um dispositivo GIS.

O terceiro tipo é o terminal de cabo plug and pull, onde a carcaça, o cabo e o cone de tensão podem ser instalados separadamente e também testados separadamente;
A cabeça do cabo pode ser inserida ou retirada.
Sua estrutura é a mais simples, a instalação mais conveniente.
Os terminais de cabos plugáveis ​​também são divididos em dois tipos: reutilizáveis ​​e não reutilizáveis.
Um terminal de cabo que pode ser remontado removendo as partes do plugue da extremidade do cabo é chamado de terminal de cabo plugável reutilizável; caso contrário, é um terminal de cabo plugável não reutilizável.
A instalação em campo de terminais de cabos plug-in apresenta as seguintes características:
(1) O revestimento de resina epóxi pode ser instalado e conectado ao GIS ou transformador antecipadamente e pode ser testado com o GIS ou transformador ao mesmo tempo;
(2) apenas concluir a montagem da parte da cabeça do cabo no local;
(3) o cabo pode ser testado separadamente com a manga de teste, sem a cooperação dos fabricantes de equipamentos;
(4) Após passar no teste, insira o cabo na caixa de resina epóxi e complete a instalação após instalar o fio de aterramento.
A figura a seguir mostra o diagrama esquemático de um terminal plugável típico.

O terminal de encaixe do cabo e a caixa GIS podem ser usados ​​para formar o conector tipo "T" do cabo.
A Figura 5 mostra a junção em “T” do cabo instalada no túnel, que permite uma entrada e duas saídas do cabo.
Pode realizar de forma flexível as seguintes funções: (1) Quando a linha de saída precisa ser adicionada na transformação da antiga subestação, a conexão do tipo “T” pode evitar o aumento do intervalo GIS;
(2) Na seção intermediária da linha de cabos, o uso de fiação do tipo “T” pode fornecer energia facilmente a novos usuários;
③ Quando houver uma linha de tomada de longa duração, mas as condições ainda não forem atendidas, não será possível instalar a linha de tomada. Nesse caso, utilize a fiação tipo “T”, reserve a posição da tomada e instale um plugue de isolamento especial. Assim, a linha principal poderá ser colocada em operação;
④ Quando dois cabos são instalados em paralelo desde a subestação por um longo período, é mais econômico optar por uma única saída de cabo e usar o modo de conexão em “T” para alimentação no ponto de derivação.
Além disso, quando um dos três cabos de operação conectados por um "T" falha, o cabo defeituoso pode ser removido e os outros dois cabos podem continuar funcionando após a instalação de um plugue de isolamento especial.

1.2 Comparação de desempenho e princípio de seleção de terminais para equipamentos de cabos de alta tensão
Todos os tipos de terminais de cabos de alta tensão são submetidos a testes rigorosos de desempenho elétrico e atendem aos requisitos da norma nacional IEC60859. Cada tipo de terminal de cabo apresenta características diferentes em relação à instalação, testes, operação, manutenção e tratamento de falhas.
O terminal do cabo deve ter o mesmo desempenho elétrico, temperatura de operação e vida útil que o cabo selecionado.
A estrutura dos terminais do cabo deve garantir uma boa distribuição do campo elétrico e evitar a retração do isolamento.
Em princípio, possui os seguintes aspectos:
(1) Desempenho elétrico.
A principal consideração é se a distribuição do campo elétrico dos acessórios do cabo é adequada, se as medidas para melhorar a distribuição do campo elétrico são apropriadas, a rigidez dielétrica dos materiais, a perda dielétrica e a margem de isolamento dos produtos, etc.
Ao mesmo tempo, é necessário considerar a estabilidade das propriedades elétricas, incluindo as propriedades químicas e físicas, bem como a estabilidade estrutural dos materiais acessórios dos cabos.
Por exemplo, se o desempenho dos materiais de controle de tensão é estável, se o cone de tensão se deforma facilmente, a influência da retração do isolamento do cabo na distribuição do campo elétrico dos acessórios do cabo e medidas preventivas, a compatibilidade de vários materiais, a estabilidade das propriedades da interface, etc.
Além disso, o desempenho térmico dos acessórios do cabo também deve ser considerado, como a perda dielétrica, a resistência de contato da conexão do condutor e sua estabilidade, a condução de calor, a expansão e a contração térmica nas propriedades elétricas e mecânicas de cada componente.
(2) Desempenho de vedação.
A vedação contra umidade afeta diretamente o desempenho elétrico e a vida útil dos acessórios de cabos.
A estrutura de vedação do terminal é confiável e estável.

(3) Propriedades mecânicas.
O terminal deve ter resistência suficiente à flexão e a impactos.
(4) Desempenho do processo.
O desempenho do processo é uma condição importante para o projeto e a seleção de acessórios para cabos. O processo de instalação deve ser o mais simples possível, facilitando a construção no local, e o período de construção deve ser curto.
Produtos de alta qualidade não dependem das exigências do ambiente de instalação nem do nível técnico dos instaladores;
Qualidade de instalação fácil de controlar, qualidade confiável e assim por diante.
A instalação dos terminais de cabos pode ser concluída de forma independente, sem a necessidade de coordenação da descarga de óleo e ar por parte dos fabricantes de transformadores ou GIS, e a qualidade da instalação pode ser facilmente garantida.
(5) Adequado aos requisitos do projeto.
Muitos tipos de acessórios para cabos possuem características próprias, e a escolha desses acessórios deve ser feita de acordo com as necessidades reais de uso.
(6) Sistema de garantia de qualidade do fabricante.
Quando os acessórios de cabos pré-fabricados saem da fábrica, o fabricante fornece peças e materiais como peças de borracha pré-fabricadas, cones de tensão pré-fabricados, mangas de porcelana, invólucros e impregnantes, que são montados em terminais ou juntas integrais durante a instalação no local.
A qualidade de fabricação e o processo de instalação de cada componente afetam diretamente a qualidade dos acessórios para cabos.
Este programa de garantia de qualidade deve incluir, no mínimo, o seguinte: ① Os testes de fábrica devem ser realizados rigorosamente em peças-chave (como cone de tensão de borracha, manga de resina epóxi GIS, agente de impregnação, etc.).
Verifique cuidadosamente se o equipamento de teste e medição é confiável, se os métodos de teste são eficazes, se o pessoal de teste é bem treinado e se os registros de teste estão completos;
(2) Se o pessoal de instalação e construção enviado pelo fabricante é rigorosamente treinado e tem experiência suficiente em construção;
(3) Se a coordenação entre os diferentes departamentos do fabricante é boa;
(4) Registros anteriores de vendas e operações.
Na seleção do terminal de cabos, os testes e a manutenção após a montagem do cabo, bem como os testes e a manutenção em caso de falha, devem ser totalmente considerados. Deve ser possível realizar facilmente os testes e a manutenção separados do cabo, do transformador e da subestação isolada a gás (GIS), sem que haja interferência entre eles.
Obviamente, a intercambiabilidade, a reutilização, a ausência de manutenção, a estrutura compacta e o preço dos terminais de cabos também são fatores importantes que devem ser considerados na seleção.

Dois terminais de cabo de plugue de 10 a 35 kV
2.1 Tipo de terminal do dispositivo
Existem muitos tipos de conectores de cabos, que geralmente são divididos em modelos americanos e europeus.
A principal função do plugue de cabo é conectar o cabo monofásico ou trifásico ao painel de distribuição, transformador, painel de rede em anel, caixa de derivação de cabos e outros equipamentos elétricos.
Constituir o plugue antes e depois de pelo menos um plugue, plugue antes e depois da ontologia do plugue para a estrutura do tubo T, tubo T para furo horizontal perpendicular e furo vertical, plugue, plugue antes e depois do plugue antes e depois do plugue emendados em sequência horizontal, o revestimento do furo vertical do T com terminais de fio, o terminal de pressão na parte superior da linha é equipado com pressão,
Um dispositivo de conexão é disposto no orifício horizontal passante do plugue frontal e do plugue traseiro, e o dispositivo de conexão é conectado à porta de prensagem do fio, e o terminal de prensagem do fio é conectado ao cabo.
Os conectores e plugues dianteiros e traseiros são pré-fabricados de fábrica, com linhas de entrada e saída flexíveis, pequeno volume, estrutura compacta, processo de instalação simples e alta segurança. Podem ser usados ​​em painéis elétricos, ramais de cabos e outros locais, sendo adequados para instalação interna ou externa.

A cabeça do plugue do cabo possui vários apelidos, como junta de cotovelo, junta em T, terminal de cabo separável, entre outros.
Geralmente, a tensão nominal deve se concentrar em 10kV e 35kV, e o modelo de aplicação é normalmente dividido em tipos europeu e americano.
As principais diferenças entre a disposição das barras de distribuição e dos cabeçotes de cabos nos formatos americano e europeu são: a disposição americana é horizontal, enquanto a europeia é vertical.
A figura abaixo representa a Europa.

A cabeça do plugue do cabo europeu é conectada por um parafuso de blindagem;
É adequado para painéis de distribuição em anel, caixas de distribuição de cabos, subestações tipo caixa (cabos de energia interligados) com terminais de entrada e saída, e para conexões de rosca dupla com isolamento passante.
A camada externa possui uma camada semicondutora de proteção, que pode ser tocada para garantir a segurança pessoal;
A estrutura cônica de tensão exclusiva dispersa eficazmente a tensão do campo elétrico e resolve o problema de corte da camada de blindagem do cabo;
Problema de tensão do campo elétrico;
Expansibilidade, desmontagem e montagem flexíveis, permite a conexão de cabos do tipo “T”;
Totalmente hermético, com isolamento completo, proteção total, sem necessidade de manutenção, à prova de inundações e antipoluição.