Cables for High Voltage Underground Power Transmission Accessories/Installation and Engineering Kable wysokiego napięcia Akcesoria/Instalacja i uslugi
Cables for High Voltage Underground Power TransmissionAccessories/Installation and Engineering
Kable wysokiego napięciaAkcesoria/Instalacja i usługi
Ü»«¬½¸»®ßµµ®»¼·¬·»®«²¹Î¿¬
ÌÙßóÆÓóðîóçð
C E R T I F I C A T E
DQS GmbH Deutsche Gesellschaft zur Zertifizierung von Managementsystemen
hereby certifies that the company
Nexans Deutschland GmbH Infrastructure Energy Networks
Kabelkamp 20 30179 Hannover
with the organizational units/sites as listed in the annex
for the scope
Development, project management, production, installation and sale of power cable solutions and components for low, medium and high voltage systems
has implemented and maintains a
Quality Management System.
An audit, documented in a report, has verified that this quality management system fulfills the requirements
of the following standard:
ISO 9001:2008 November 2008 edition
This certificate is valid until 2012-04-01 Certificate Registration No. 001717 QM08 Frankfurt am Main 2009-04-02
Ass. iur. M. Drechsel Dipl.-Ing. S. Heinloth MANAGING DIRECTORS
D-60433 Frankfurt am Main, August-Schanz-Straße 21
Annex to Certificate Registration No.: 001717 QM08
Nexans Deutschland GmbH Infrastructure Energy Networks
Kabelkamp 20 30179 Hannover
Organizational unit/site Scope Nexans Deutschland GmbH Infrastructure Energy Networks Einersbergstraße 1 36404 Vacha
Production of low voltage cables
Nexans Deutschland GmbH Infrastructure Energy Networks Bonnenbroicher Straße 2-14 41238 Mönchengladbach
Installation of power cables
Nexans Deutschland GmbH Infrastructure Energy Networks Kabelkamp 20 30179 Hannover
Development, production, sale, project management and installation of power cables and components for low, medium and high voltage systems
This annex (edition: 2009-04-02) is only valid in connection
with the above-mentioned certificate.
3
Nexans today is a worldwide leader in
the cable industry. With energy cables
as the basis of its development, Nexans
has had a successful history in the high
voltage insulated cables fi eld, in both
land and submarine application, since
the early 1920’s.
Back in 1958 in Sweden, the fi rst paper
insulated 500 kV cable was laid by
Nexans. By the 1970’s XLPE started
to be used for HV cables. Today, with
major improvements in the purity of XLPE
compounds, along with the control of in-
sulation material viscosity, and advances
in new processes enables the use of XLPE
for cables up to 500 kV.
Nexans has invested strongly in new
equipment over recent years which has
kept the group ahead of the constant
evolution of both process and material
quality.
All Nexans sites are total quality dedica-
ted and certifi ed to ISO 9001 standards
for design, development, manufacturing
and installation.
Nexans manufactures a wide range of
XLPE HV and EHV insulated cables.
With several production sites located
across the globe, Nexans is in a strong
position to supply a product according to
local requirements and practices.
Nexans is competent in turn-key projects
with its own manufacture of all HV and
EHV cable accessories such as termina-
tions, joints etc…. designed and made
according to the latest
state-of-the-art technology.
General Presentation
Nexans jest światowym liderem w przemyśle kablowym. Nexans produkując kable energetyczne będące bazowym wyrobem firmy ma nieocenione zasługi w budowaniu historii rozwoju kabli wysokie-go napięcia dla zastosowań lądowych i podmorskich od roku 1920.
Nexans już w 1958 wyprodukował pierwszy kabel 500 kV z izolacją papierową. W latach 70-ych rozpoczęto produkcję kabli SN z użyciem XLPE. Aktualnie, biorąc pod uwagę ulepszenia procesów czystości materiału XLPE jak również kontroli konsystencji materiału izolacyjnego i innych procesów możliwa jest produkcja kabli XLPE na napięcie nawet 500 kV.
Nexans nieustannie inwestuje w ostatnich latach w nowe urządzenia stale dążąc do doskonalenia jakości procesów i materiałów.
Wszystkie zakłady Nexans posiadają certyfikat ISO 9001 w dziedzinie projek-towania, rozwoju, produkcji i instalacji systemów WN.
Nexans produkuje szeroką gamę kabli izolowanych WN XLPE i EHV. Z kilkoma zakładami produkcyjnymi kabli i osprzętu WN na całym świecie, Nexans jest w stanie dostarczyć produkty zgodne z lokalnymi wymaganiami i praktykami.
Nexans realizuje kompletne projekty WN “pod klucz” z użyciem produkowanego we własnych zakładach osprzętu takiego jak głowice, mufy, skrzynki itp.
Prezentacja Ogólna
4
Nexans worldwide team of experienced
engineers has full knowledge of transmis-
sion and distribution technologies.
Nexans plans and designs HV cable
systems based on IEC standards and
customer’s specifi cations. Nexans provi-
des engineering support in underground
cable system design and line monitoring.
Nexans designs cost-effi cient solutions
adapted to special requirements.
An important part of the companies
service is the supply of turn-key solutions
proving our competence in cable laying,
installation and commissioning of cable
systems.
Nexans contributes to the reliability
and security of energy networks around
the world by increasing capacity and
reducing technical and non-technical
losses through affordable, state-of-the-art
technology.
Nexans is also dedicated to merging
both conventional and renewable sour-
ces of energy in the most cost-effective
way possible, thus creating new oppor-
tunities, protecting the environment and
contributing to sustainable economic and
social development.
Engineering and Design
Grupa doświadczonych pracowników Nexans z całego świata posiada pełną wiedzę na temat technologii dystrybucyj-nej i transmisyjnej WN.
Nexans planuje i projektuje systemy WN bazujące na standardach IEC i wg indy-widualnych wymagań i specyfikacji.Nexans służy pomocą techniczną w projektowaniu i monitoringu systemów kablowych WN. Nexans projektuje zop-tymalizowane rozwiązania adaptowane do specjalnych wymagań.
Ważną częścią oferowanych usług potwierdzających nasze kompetencje jest szereg rozwiązań z zakresu kładzenia
kabli, instalacji osprzętu i odbiorów tech-nicznych systemów kablowych WN.
Nexans przyczynia się do bezpieczeństwa systemów energety-cznych na całym świecie podnosząc zdolności przesyłowe i ograniczając straty poprzez zastosowanie najnowocześniejszych technologii.
Nexans stosując najnowocześniejsze technologie przyczynia się do wykorzy-stania energii w możliwie jak najwydaj-niejszy sposób a przez to do ochrony środowiska i rozwoju ekonomicznego i społecznego.
Projektowanie i planowanie
5
XLPE-insulated cables have been used for
the medium voltage range since the ear-
ly sixties. XLPE-insulated 110 kV cables
have been manufactured since 1971 in
larger scale. The increasing trend to use
XLPE-insulated cables, for voltages above
60 kV led to successful manufacturing,
testing and operation of 500 kV cables.
The insulation of a XLPE cable consists
of a single homogeneous dielectric, the
cross-linked polyethylene (XLPE). The
basic material is polyethylene (PE).
The continued development from the ther-
moplastic polyethylene to the thermoela-
stic XLPE by a cross-linking process led
to an increased use of XLPE. The higher
thermal stability - with nearly constant
electrical and dielectric characteristics
- means that the cable permits higher
currents during operation and under
short circuit conditions.
Further advantages are:
• low loss factor tan δ = 4 · 10–4
• relative permittivity εr = 2.4
(and with that low operating
capacitance)
• low weight
• small bending radius
• easy handling during laying
• easy fi tting of accessories
• low maintenance of the cable circuit
XLPE-insulated Cables for High and Extra High Voltage
Kable z izolacją z polietylenu usieciowa-nego XLPE stosowane są od początku lat 60. dla zakresu napięć średnich. Od 1971 roku powszechnie stosowane są kable z izolacją XLPE na napięcie 123 kV. Aktualnie z powodzeniem wytwarza-ne są, badane i oddawane do eksploata-cji kable na napięcie 500 kV.
Izolacja kabla XLPE składa się z jedno-warstwowego, jednorodnego dielektryka wykonanego z polietylenu usieciowanego (XLPE). Materiałem wyjściowym jest po-lietylen (PE), węglowodór o molekułach w formie łańcuchów, który ze względu na swoją niespolaryzowaną strukturę posia-da doskonałe właściwości dielektryczne, a po wytłoczeniu uzyskuje strukturę usieciowaną.
Przy pozostających w przybliżeniu stałych właściwościach elektrycznych i dielektrycznych zwiększona odporność na ciepło oznacza także większą dopuszczalną obciążalność w trybie pracy ciągłej oraz w przypadku zwarcia.
Inne zalety to:
• mniejszy współczynnik strat tan δ = 4 · 10–4
• przenikalność dielektryczna względna ε
r = 2,4 (a dzięki temu
niższa pojemność robocza)• mniejsza masa• mniejszy promień gięcia• łatwa obsługa w trakcie układania• łatwy montaż akcesoriów• niewymagana konserwacja instalacji kablowej
Kable XLPE dla wysokich i bardzo wysokich napięć
6
Picture 1 shows the typical construction
of a XLPE-insulated high voltage cable
used worldwide.
The inner semi-conducting layer, the
insulation and outer semi-conducting
layer are applied in one process over
the conductor of copper or aluminium.
The area of the metallic screen is desi-
gned to be longitudinally watertight by
applying swelling material, so that water
cannot propagate in the cable if the
oversheath is damaged.
The oversheath consists of abrasion
resistant polyethylene. Radial watertight-
ness is assured throughout by a coated
metal tape, which is fi rmly bonded to the
PE-oversheath or by lead sheath.
The construction of the cable can be
adapted to the requirements of the
customer.
Construction
Pokazana na rysunku 1 typowa struktura kabla wysokiego napięcia z izolacją XLPE jest konstrukcją stosowaną na całym świecie.
Nad zagęszczonymi przewodami z miedzi lub aluminium umieszczona jest wewnętrzna warstwa przewodząca, która wykonywana jest w jednej operacji technologicznej razem z leżącą nad nią izolacją oraz zewnętrzną warstwą przewodzącą.
Obszar ekranu z drutu miedzianego (Cu) wykonywany jest poprzez naniesienie materiału pęczniejącego wodoszczel-nego w kierunku wzdłużnym, który w
przypadku ewentualnych uszkodzeń płaszcza uniemożliwia przedostawanie się wody do wnętrza kabla.
Płaszcz zewnętrzny wykonany jest z polietylenu odpornego na ścieranie. Wodoszczelność poprzeczna zapewnio-na jest dzięki umieszczonej pod nim po-wlekanej taśmie aluminiowej, połączonej na stałe z płaszczem polietylenowym (PE).
Konstrukcję kabla można dostosować do życzeń i wymagań klientów. Kable mogą być produkowane z płaszczem ołowianym lub falistym płaszczem alumi-niowym.
Budowa
Picture 1
Typical design of an XLPE-insulated
high voltage cable
Rysunek 1Konstrukcja kabla wysokiego napięcia z izolacją XLPE
conductorprzewód
inner semi-conducting layerwewn. warstwa przewodząca XLPE insulationizolacja XLPE
outer semi-conducting layerzewn. warstwa przewodząca
bedding tapewkładka (uszczelniająca)
copper screenekran miedziany (Cu)
swelling tapewłóknina pęczniejąca
metal sheath taśma aluminiowa
PE oversheathpłaszcz polietylenowy (PE)
fi ber optic
włókno światłowodowe
7
Terminations
Terminations for XLPE-insulated cables
are available for outdoors as well as for
inlet into transformers and SF6-switchge-
ar (picture 2, 3).
The designs chosen have thermo mecha-
nical features tailored to the cable.
Over the years the slip-on technique has
proven as successful for the high voltage
range as it has for the medium voltage
range. The premoulded and pretested
slip-on stress cone integrates the stress
control, whereas composite or porcelain
or epoxy insulators are used as outer
protection.
Accessories for High Voltage XLPE Cables
Picture 2
Outdoor termination 123...145 kV
with composite insulator
Obraz 2Głowica napowietrzna 123…145 kVZ izolatorem kompozytowym
Głowice
Niezbędne dla kabli głowice kablowe dostępne są zarówno w wykonaniu napowietrznym, jak również do montażu w transformatorach i rozdzielnicach z izolacją z sześciofluoru siarki (SF-6) (rysunki 1, 2).
Stosowane są konstrukcje o właściwościach termomechanicznych dostosowanych do kabla.
Aktualnie także w zakresie wyso-kich napięć stosowana jest technika modułowa sprawdzona dla napięć średnich. Prefabrykowany i wstępnie skontrolowany stożek modułu przejmuje przy tym sterowanie polem elektrycznym, podczas gdy na końcówkę zewnętrzną stosowane są izolatory porcelanowe lub kompozytowe.
Akcesoria WN dla kabli XLPE
Picture 3
Switchgear termination 123...145 kV
dry-type plug-in design
Obraz 3Głowica transformatorowa
123…145 kVwersja sucha
8
Prefabricated joint
The insulating body made of synthetic
material (EPDM or silicone rubber) is
slipped over the cable insulation as one
part. The conductors are connected by
compressing, screwing or welding.
Based on a computerized study of the
electrical fi eld, a careful choice of raw
materials, fi rst-rate manufacturing and
strict factory controls, the joint has excel-
lent dielectrical and thermo mechanical
characteristics.
The outer envelope ensures an optimized
protection of the joint. It is either made
up of shrinkable tubes over an Al-foil as
radial moisture barrier or of a copper
tube with an anti-corrosion sheath of
high density polyethylene (HDPE). The
entire arrangement is insulated from
ground for a voltage up to 25 kV.
The straight joint is available as well
in sectionalised version (picture 4) for
crossbonded cable systems.
Accessories for High Voltage XLPE Cables
Picture 4
Joint bodies 123...145 kV
Rysunek 4
Mufa prefabrykowana 123...145 kV z
rozdziałem ekranu (sekcyjna)
Picture 5
Transition joint 123...145 kV
Rysunek 5
Mufa przejściowa 123...145 kV
Prefabrykowane mufy Połączeniowe
Jednoczęściowy izolator z materiału syntetycznego (kauczuk etylenowo-pro-pylenowo-dienowy (EPDM) lub kauczuk silikonowy) nasuwany jest na izolację kabla. Przewody łączone są poprzez docisk lub zgrzewanie.
Dzięki wspomaganemu komputerowo projektowaniu pól, wyważonemu doborowi materiałów oraz nadzwyczaj starannej produkcji, jak również intensyw- nym próbom elementów prowadzonym w zakładzie, mufa posiada doskonałe właściwości dielektryczne i termomecha-niczne.
Jako końcówka zewnętrzna służy albo wąż kurczliwy z umieszczoną pod nim izolacją dyfuzyjną w postaci folii alumi-niowej (Al), albo stosowana jest obudo-wa ochronna złożona z rury miedzianej, nałożonej na nią powłoki antykorozyjnej wykonanej z polietylenu o wysokiej gęstości (HDPE) oraz z izolacją końcową na napięcie do 25 kV.
Mufy (rysunek 4) dostarczane są jako sekcyjne i bez podziału ekranu na sekcje.
Akcesoria wysokonapięciowe dla kabli XLPE
9
Suitable materials must be used to
achieve a good quality cable. Therefore
technical specifi cations for the semi-con-
ducting and the insulating material have
been worked out in co-operation with
the suppliers. Furthermore, dimensions
and characteristic data of the cable are
controlled during manufacture.
The type test program as specifi ed
in IEC 60840 (up to 170 kV) and
IEC 62067 (up to 550 kV) contains test-
requirements for the insulation and for
the complete cable.
An essential quality test is the partial
discharge measurement on each manu-
facturing length evidencing that there are
no imperfections in the insulation and
that the semi-conducting layers adhere
perfectly to the insulation.
Factory Tests
Chcąc zapewnić dobrą jakość kabli, należy stosować odpowiednie materiały. Dlatego też, wraz z dostawcami materiałów przewodzących i izolacyjnych opracowano wymagania techniczne, których dotrzymanie kontrolowane jest przy każdej dostawie.
Ponadto kontrolowane są wymiary pro-dukcyjne i dane fizyczne kabla.
Typowy program kontrolny określony w normie IEC 60840 (do 170 kV) i IEC
62067 (do 550 kV) obejmuje wyma-gania dotyczące izolacji i kompletnego kabla.
Istotną próbą jakościową dla każdej długości prefabrykacyjnej jest, oprócz próby napięciowej, pomiar wyładowania częściowego, który umożliwia ocenę wypełnienia izolacji oraz jakości połączenia warstw przewodzących.
Testy fabryczne
10
Installation
Nexans assists its customers during cable
laying and install accessories in order to
minimise the risks and to warrant for the
high quality cables and accessories and
their installation.
Highly specialised Nexans employees,
especially trained for high voltage ser-
vices, carry out the demanding tasks on
site – from route survey via site manage-
ment, cable laying design and schedu-
ling, laying supervision of HV cables,
installation of accessories, training on
site up to the commissioning tests which
successfully conclude the installation
work.
Tests after installation
Electrical tests are carried
out after installation according to
IEC 60840/62067.
An a.c. voltage test with U0 may be
applied for 24 h. As an alternative, a
resonance test equipment may be used.
Other tests may be agreed between
client and contractor.
For installations which have been in ope-
ration, a lower test voltage may be ap-
plied, the value of which will be agreed
with the client, taking into account age,
environment and others.
The non-metallic sheath may
be subject to the site tests specifi ed
in IEC 60840/62067.
For insulated sheath systems, a direct
voltage of 4 kV per mm of specifi ed
thickness of extruded oversheath shall
be applied with 10 kV for a period of
1 minute between the metallic sheath or
copper wire/copper tape screen and
ground potential or as otherwise agreed
upon.
Installation and Site Tests of High Voltage Power Cables
Instalacja
Nexans pomaga swoim klientom pod-czas układania kabli i instalacji osprzętu w celu zminimalizowania ryzyka i aby zagwarantować wysoką jakość całej instalacji.
Wysoko wyspecjalizowani pracownicy Nexans wyszkoleni w celu świadczenia usług WN służą pomocą bezpośrednio na budowie w zakresie planowa-nia układania kabli, nadzoru nad układaniem kabli i nadzoru i/lub in-stalacji osprzętu, szkolenia pracowników klienta, testów powykonawczych.
Kontrola po montażu
Zgodnie z normą DIN VDE 0276-632 (IEC 60840) po montażu przeprowadza-ne są badania elektryczne kabla.
Kabel można badać za pomocą napięcia zmiennego U0 przez czas 24 godzin. Al-ternatywnie po uzgodnieniu możliwa jest próba napięcia zmiennego za pomocą
rezonansowego urządzenia probiercze-go. Zalecamy napięcie probiercze U = 2,5 · U0 przez czas 15 minut. Możliwe jest uzgodnienie innych metod kontroli pomiędzy klientem a zleceniobiorcą.
W przypadku starszych, już eksploato-wanych systemów stosowane jest niższe napięcie probiercze, którego wysokość określana jest w uzgodnieniu z klientem, w zależności od wieku, otoczenia i ew. wcześniej występujących usterek.
Na żądanie płaszcz niemetaliczny można przetestować zgodnie z normą DIN VDE 0276-632 (IEC 60840).
W przypadku izolowanych systemów płaszczy, pomiędzy płaszczem meta-lowym albo ekranem z drutu miedziane-go lub z taśmy miedzianej a potencjałem ziemi, na okres 1 minuty przykładane jest napięcie stałe, wynoszące 4 kV na każdy mm grubości ścianki wytłaczanego płaszcza zewnętrznego (ale maksymalnie 10 kV).
Instalacja i testy kabli wysokiego napięcia
Marc
h 2
00
9 -
Cop
yrig
ht ©
20
09
- N
exans
Swiatowy ekspert w dziedzinie kabli i systemów kablowych
Nexans Polska sp. z o.o.
ul. Wiejska 18 · 47-400 Racibórz
tel. +48 3241 49648 · fax +48 3241 57977
eMail: [email protected] · www.nexans.pl