كيفية توصيل ملحقات الكابلات بمفاتيح التوزيع المعزولة بالغاز

يُعد توصيل كابل طاقة عالي الجهد بلوحة توزيع معزولة بالغاز (GIS) من أكثر المهام دقةً وتطلبًا في الهندسة الكهربائية. ويتم هذا التوصيل باستخدام مكون متخصص:إنهاء كابلات نظام المعلومات الجغرافية(يُعرف أيضًا باسم طرف مانع تسرب الكابل)هذا الملحق هو الواجهة الأساسية التي تربط الكابل بنظام العزل الغازي (GIS) مع الحفاظ على سلامة عزل غاز سادس فلوريد الكبريت (SF₆) داخل لوحة المفاتيح الكهربائية..

ما هو إنهاء كابل نظام المعلومات الجغرافية (GIS)؟

طرفية نظام العزل الغازي (GIS) هي جهاز يُركّب في نهاية كابل الطاقة، مما يسمح له بالاتصال بنظام العزل الغازي مع الحفاظ على عزل الكابل حتى نقطة الاتصال.على عكس النهايات الخارجية المعرضة للهواء، تم تصميم نهايات GIS للعمل داخل البيئة المغلقة والمملوءة بغاز SF₆ الخاصة بلوحة المفاتيح الكهربائية.هذا التصميم يجعلها أكثر إحكاما وموثوقية، ولكنه يجعلها أيضاً أكثر تعقيداً.

التحدي: واجهة سلسة

تكمن الصعوبة الرئيسية في توصيل كابل بنظام المعلومات الجغرافية في إدارة الواجهة بين بيئتين مختلفتين:

• جانب الكابل: عزل الكابل (عادةً XLPE) وطبقاته شبه الموصلة.

• الجانب الجغرافي: غاز SF₆ عالي الضغط الذي يعزل المكونات الداخلية لمفاتيح التبديل.

يجب أن تُدير نقطة النهاية المجال الكهربائي بأمان عند نقطة انتهاء غلاف الكابل، مع توفير إحكام مثالي مانع لتسرب الغاز. ويتحقق ذلك من خلال مزيج من المواد المتقدمة والهندسة الدقيقة، حيث يخضع التصميم بأكمله للمعايير الدولية، ولا سيماIEC 62271-209يحدد هذا المعيار الواجهات بين نقطة الإنهاء ومفاتيح التبديل، مما يضمن إمكانية استبدال المكونات من مختلف الشركات المصنعة..

المكونات الرئيسية لإنهاء نظام المعلومات الجغرافية

تُعتبر وحدة إنهاء نظام المعلومات الجغرافية الحديثة تحفة هندسية معيارية، وتتألف عادةً من عدة مكونات رئيسية:

• مخروط التوترهذا هو جوهر الوظيفة الكهربائية للطرفية. إنه مخروط مصبوب مسبقًا، تم اختباره في المصنع، مصنوع من مادة مرنة شبه موصلة مثل مطاط الإيثيلين بروبيلين (EPR) أو السيليكون.يتمثل الغرض منه في التحكم في المجال الكهربائي وتقليله، مما يقلل من الإجهاد في نهاية غلاف العزل الخاص بالكابل..

• العازل الإيبوكسي (الغلاف الراتنجي)هذا هو المكون الصلب والمحكم الضغط الذي يشكل حاجز الغازيحتوي على قطب كهربائي مدمج وهو مصمم ليتناسب مع غلاف كابل نظام العزل الغازي (GIS).يوفر هذا النظام إحكامًا تامًا للغاز، حيث يفصل غاز SF₆ الموجود داخل نظام العزل الغازي عن الهواء أو العازل الموجود على جانب الكابل.يضمن قطب كهربائي متعدد التلامس مدمج التوصيل الكهربائي عبر هذا الحاجز.

• موصل الموصلهذا هو الرابط الميكانيكي والكهربائي بين موصل الكابل وقضيب التوصيل في نظام العزل الغازي (GIS). وهو عادةً عبارة عن قابس نحاسي مطلي بالفضة أو موصل برغي قص يتم التحكم فيه بعزم الدورانتضمن هذه التصاميم اتصالاً موثوقاً به ومنخفض المقاومة لكل من الموصلات المصنوعة من الألومنيوم المجدول والنحاس..

• نظام الزنبركيُستخدم نظام زنبركي من الفولاذ المقاوم للصدأ للحفاظ على ضغط ثابت ومستقر، حيث يضغط مخروط الإجهاد بقوة على كل من عازل الكابل وعازل الإيبوكسي.وهذا يضمن واجهة آمنة وخالية من الفراغات، بالإضافة إلى اتصال كهربائي موثوق به على المدى الطويل.

• نظام الغدد والإغلاقعند نقطة دخول الكابل، يقوم نظام غدة بتكييف الغلاف الخارجي للكابل ويوفر الختم الميكانيكي النهائي وتخفيف الإجهاديضمن ذلك إحكامًا تامًا للغاز حول غلاف الكابل، مما يمنع تسرب غاز SF₆.

ثورة "Plug-in": كيفية تثبيتها

تاريخياً، كان تركيب طرفية نظام المعلومات الجغرافية عملية معقدة ومتعددة الخطوات، وغالباً ما كانت تتضمن تعبئة الزيت في الموقع.اليوم، اتجهت الصناعة نحو أسلوب أبسط بكثيرتصميم جاف، قابل للتوصيل.

في هذا النهج الحديث،عازل إيبوكسيغالباً ما يتم تثبيته مسبقاً من قبل الشركة المصنعة لنظام المعلومات الجغرافية في المصنعيضمن ذلك تركيبًا مثاليًا ويقضي على خطر التلوث في حجرة نظام المعلومات الجغرافية. في الموقع، يقوم فني تركيب الكابلات ببساطة بتجهيز طرف الكابل وتوصيل الجزء القابل للتوصيل الذي يحتوي على مخروط الضغط وموصل الموصل..

هذاتصميم المكونات الإضافيةيوفر العديد من المزايا الرئيسية:

• تركيب أسرعيقلل بشكل كبير من وقت العمل في الموقع.

• انخفاض المخاطريقلل من احتمالية حدوث أخطاء في التركيب والتلوث.

• لا حاجة لأدوات خاصة: تتيح المرونة الممتازة لمخروط الضغط سهولة التطبيق دون الحاجة إلى أدوات.

• لا يحتاج إلى صيانةبمجرد تركيبها، تم تصميم هذه النهايات ذات العزل الصلب لتكون خالية تمامًا من الصيانة..

يُعدّ توصيل الكابلات بمفاتيح التوزيع المعزولة بالغاز (GIS) عمليةً معقدةً تعتمد على ملحقات مصممة خصيصًا. ولا تُعتبر نهايات كابلات GIS مجرد موصلات بسيطة، بل هي أنظمة هندسية دقيقة تتحمل ضغوطًا كهربائيةً شديدة، وتوفر إحكامًا تامًا للغاز، وتضمن موثوقية شبكة الطاقة على المدى الطويل. وقد ساهم التوجه نحو التصاميم القياسية الجافة سهلة التوصيل في جعل هذه العملية أسرع وأكثر أمانًا وموثوقية من أي وقت مضى.