Μη αγώγιμη σχάρα καλωδίων από υαλοΐνες ποιότητας υποσταθμού, πιστοποιημένη NEMA CE TUV

Μη αγώγιμη σχάρα καλωδίων GRP για υποσταθμούς ηλεκτρικής ενέργειας

Οι μη αγώγιμες σχάρες καλωδίων GRP (Ενισχυμένο με Ίνες Γυαλιού Πολυεστέρα) της BENDIN επιτυγχάνουν τις ηλεκτρικές μονωτικές τους ιδιότητες μέσω της θεμελιώδους φύσης του σύνθετου υλικού. Το GRP κατασκευάζεται ενσωματώνοντας συνεχείς ίνες γυαλιού σε μια μήτρα πολυεστερικής ή βινυλεστικής ρητίνης μέσω της διαδικασίας pultrusion, παράγοντας ένα υλικό με ειδική αντίσταση επιφάνειας που υπερβαίνει τα 10⁹ Ω και διηλεκτρική αντοχή επαρκή για περιβάλλοντα υψηλής τάσης. Σε αντίθεση με τις σχάρες από χάλυβα ή αλουμίνιο, οι σχάρες GRP είναι εγγενώς μη αγώγιμες και μη μαγνητικές, εξαλείφοντας τον κίνδυνο τυχαίας γείωσης, ηλεκτρικών βραχυκυκλωμάτων και επαγόμενων κυκλοφορούντων ρευμάτων στην δρομολόγηση καλωδίων υποσταθμών. Αυτή η διηλεκτρική ιδιότητα δεν είναι επίστρωση ή επιφανειακή επεξεργασία που υποβαθμίζεται με την πάροδο του χρόνου - είναι εγγενής στο ίδιο το υλικό, διατηρούμενη καθ' όλη τη διάρκεια ζωής της σχάρας, ακόμη και σε εξωτερικά περιβάλλοντα υποσταθμών με υψηλή υγρασία. Το υλικό παρουσιάζει επίσης εξαιρετική σταθερότητα θερμοκρασίας από −80°C έως +130°C, καθιστώντας το κατάλληλο τόσο για εσωτερικούς χώρους μεταγωγών όσο και για εξωτερικούς χώρους μετασχηματιστών. Όταν συνδυάζεται με την πυράντοχη, χωρίς αλογόνα σύνθεση των σύγχρονων συστημάτων GRP, το μη αγώγιμο χαρακτηριστικό γίνεται κρίσιμο πλεονέκτημα ασφάλειας σε υποσταθμούς ηλεκτρικής ενέργειας όπου οι σχάρες καλωδίων συχνά διατρέχουν σε εγγύτητα με ενεργοποιημένους αγωγούς υψηλής τάσης και ευαίσθητα κυκλώματα προστασίας και ελέγχου.

Τα λειτουργικά πλεονεκτήματα της BENDIN των μη αγώγιμων σχάρων καλωδίων GRP σε υποσταθμούς ηλεκτρικής ενέργειας εκτείνονται σε διάφορες κρίσιμες εφαρμογές. Σε διατάξεις υψηλής τάσης και αυλές μετασχηματιστών, οι σχάρες GRP δρομολογούν καλώδια τροφοδοσίας και ελέγχου χωρίς να εισάγουν αγώγιμη διαδρομή που θα μπορούσε να δημιουργήσει σφάλματα φάσης προς γη ή να διακυβεύσει τον συντονισμό μόνωσης του σταθμού. Για κυκλώματα προστασίας και ελέγχου, η μη μαγνητική ιδιότητα διασφαλίζει ότι η σχάρα δεν παρεμβαίνει στα ηλεκτρομαγνητικά πεδία ούτε εισάγει φαινόμενα μαγνητικής υστέρησης που θα μπορούσαν να παραμορφώσουν τα σήματα οργάνων. Σε τάφρους καλωδίων και υπογείους, όπου η συσσώρευση υγρασίας είναι συχνή, οι σχάρες GRP δεν διαβρώνονται ούτε σκουριάζουν και δεν απαιτούν προστατευτική επίστρωση, διατηρώντας τη διηλεκτρική τους αντοχή για δεκαετίες λειτουργίας. Η ελαφριά φύση του GRP διευκολύνει επίσης την εγκατάσταση σε περιορισμένους χώρους μεταγωγών και σε διαδρομές καλωδίων σε ταράτσες χωρίς την ανάγκη βαρύ εξοπλισμού ανύψωσης, ενώ η υψηλή αναλογία αντοχής προς βάρος διασφαλίζει ότι τα φορτία καλωδίων υποστηρίζονται χωρίς δομική παραβίαση. Επιπλέον, επειδή το GRP δεν άγει θερμότητα, η ίδια η σχάρα δεν γίνεται θερμική γέφυρα που θα μπορούσε να μεταφέρει θερμότητα από καλώδια σφάλματος σε γειτονικά κυκλώματα, παρέχοντας ένα επιπλέον επίπεδο πυρασφάλειας σε εγκαταστάσεις υποσταθμών.

Οι απαιτήσεις πιστοποίησης για μη αγώγιμες σχάρες καλωδίων GRP ποικίλλουν ανά περιοχή και προδιαγραφές έργου, και η συμμόρφωση πρέπει να επαληθεύεται πριν από την προμήθεια για εφαρμογές υποσταθμών. Στη Βόρεια Αμερική, το κανονιστικό πλαίσιο περιλαμβάνει το NEMA VE 1 για ταξινόμηση φορτίου και δοκιμές, το NEMA FG 1 ειδικά για συστήματα σχάρων καλωδίων από υαλοΐνες και το ANSI/UL 568 για μη μεταλλικά συστήματα σχάρων. Το Άρθρο 392 του NEC διέπει την εγκατάσταση, και ενώ οι σχάρες GRP δεν απαιτούν γείωση για την προστασία του προσωπικού, ο NEC απαιτεί την εγκατάσταση ξεχωριστού αγωγού γείωσης εξοπλισμού για θωρακίσεις καλωδίων και θωράκιση όπου εφαρμόζεται. Σε δικαιοδοσίες που βασίζονται σε IEC, το IEC 61537 (ή BS EN IEC 61537) καθορίζει τις απαιτήσεις και τις δοκιμές για συστήματα σχάρων και σκαλών καλωδίων, ταξινομώντας τα μη μεταλλικά προϊόντα ανά τύπο υλικού, αντίσταση διάδοσης φλόγας, χαρακτηριστικά ηλεκτρικής συνέχειας και ηλεκτρική αγωγιμότητα. Οι σχάρες καλωδίων GRP ταξινομούνται ως "χωρίς χαρακτηριστικά ηλεκτρικής συνέχειας" και "ηλεκτρικά μη αγώγιμα στοιχεία συστήματος" σύμφωνα με αυτό το πρότυπο. Η Οδηγία ATEX 2014/34/EU ισχύει όταν οι σχάρες εγκαθίστανται σε εκρηκτικές ατμόσφαιρες, και τα πρότυπα IEEE όπως το IEEE 80 (γείωση) και το IEEE 525 (εγκατάσταση σχάρων καλωδίων) ενδέχεται να αναφέρονται σε προδιαγραφές υποσταθμών κοινής ωφέλειας. Στη Μέση Ανατολή, τα έργα υποσταθμών ADNOC και GCC αναφέρουν συνήθως τα NEMA FG1, ASTM E84, ASTM D635 και IEC 60754-1. Στην Κίνα, τα GB/T 21762 (ταυτόσημο με το IEC 61537) και GB/T 21238 διέπουν τα συστήματα σχάρων καλωδίων FRP, ενώ τα έργα υποσταθμών στην Αυστραλία και τη Νοτιοανατολική Ασία συνήθως απαιτούν AS/NZS 3000 εκτός από τα πρότυπα IEC 61537 ή NEMA για πολυεθνικές συμβάσεις EPC.

Οι μη αγώγιμες σχάρες καλωδίων GRP της BENDIN διατίθενται σε διαμορφώσεις σκάλας, διάτρητες, συμπαγούς πυθμένα και καναλιού, καθεμία κατάλληλη για συγκεκριμένες απαιτήσεις διαχείρισης καλωδίων υποσταθμών. Οι σχάρες τύπου σκάλας με ανοιχτές εγκάρσιες ράβδους χρησιμοποιούνται συνήθως για διαδρομές καλωδίων τροφοδοσίας σε αυλές και τάφρους καλωδίων, παρέχοντας μέγιστο αερισμό για απαγωγή θερμότητας. Οι διάτρητες σχάρες προσφέρουν ισορροπία αερισμού και μηχανικής προστασίας για μικτές εγκαταστάσεις καλωδίων τροφοδοσίας και ελέγχου, ενώ οι σχάρες καναλιού με συμπαγή πυθμένα παρέχουν μέγιστη προστασία σε περιοχές που υπόκεινται σε υπολείμματα, σκόνη ή πλύσιμο. Τα τυπικά πλάτη σχάρων καλωδίων GRP κυμαίνονται από 50 mm έως 1.000 mm, με κοινά ύψη πλευρικών ραγών από 50 mm έως 150 mm, πάχη τοιχωμάτων από 3 mm έως 6 mm και τυπικά μήκη τμημάτων 3.000 mm ή 6.000 mm. Η χωρητικότητα φορτίου εξαρτάται από τον τύπο της σχάρας, το ύψος της πλευρικής ράγας και το διάστημα στήριξης, με τυπικά ασφαλή φορτία εργασίας από 70 kg/m έως 150 kg/m σύμφωνα με τις δοκιμές IEC 61537. Για εφαρμογές υποσταθμών, ο λόγος πλήρωσης καλωδίων δεν πρέπει να υπερβαίνει το 40–50% για καλώδια τροφοδοσίας και 50–70% για καλώδια ελέγχου και οργάνων, με εφαρμογή μείωσης φορτίου για εγκαταστάσεις που υπερβαίνουν τους 75°F (24°C). Ο παρακάτω πίνακας συνοψίζει τις κύριες απαιτήσεις πιστοποίησης και τις συνήθως καθοριζόμενες διαστάσεις για μη αγώγιμες σχάρες καλωδίων GRP στις κύριες παγκόσμιες αγορές υποσταθμών.

Η εγκατάσταση μη αγώγιμων σχάρων καλωδίων GRP σε υποσταθμούς ηλεκτρικής ενέργειας απαιτεί προσεκτική προσοχή στο διάστημα στήριξης, τη γείωση της θωράκισης καλωδίων και την θερμική κίνηση. Το διάστημα στήριξης πρέπει να καθορίζεται από την κατηγορία φορτίου και τις καμπύλες φορτίου-εκτροπής του κατασκευαστή, με τυπικά εσωτερικά διαστήματα από 1,5 m έως 3 m και μικρότερα ανοίγματα σε εξωτερικές εγκαταστάσεις αυλών που υπόκεινται σε φορτία ανέμου και πάγου. Επειδή οι σχάρες GRP δεν άγουν ηλεκτρισμό, δεν μπορούν να χρησιμεύσουν ως ο αγωγός γείωσης εξοπλισμού (EGC) για θωρακίσεις καλωδίων, θωράκιση ή μεταλλικά συστήματα αγωγών. Ένας ξεχωριστός χάλκινος αγωγός γείωσης - συνήθως μεγέθους τουλάχιστον 1 AWG για εγκαταστάσεις μέσης τάσης - πρέπει να εγκατασταθεί κατά μήκος της διαδρομής της σχάρας, να συνδεθεί σταθερά σε κάθε σημείο τερματισμού θωράκισης καλωδίου και να συνδεθεί στο πλέγμα γείωσης του σταθμού σε διαστήματα που δεν υπερβαίνουν τα 20 μέτρα. Για καλώδια 33 kV και υψηλότερης τάσης με ομόκεντρους ουδέτερους, η ίδια η θωράκιση του καλωδίου μπορεί να χρησιμεύσει ως EGC εάν και τα δύο άκρα είναι γειωμένα και η θωράκιση είναι ονομαστική για το διαθέσιμο ρεύμα σφάλματος, αν και μπορεί να απαιτείται διασταυρούμενη σύνδεση σε διαστήματα 300–500 m για τον μετριασμό των κυκλοφορούντων ρευμάτων. Οι διατάξεις θερμικής διαστολής είναι απαραίτητες για τις σχάρες GRP σε εξωτερικούς υποσταθμούς: οι πλάκες σύνδεσης διαστολής πρέπει να εγκαθίστανται σε διαστήματα 30–50 m, και η σχάρα πρέπει να αγκυρώνεται στην στήριξη πλησιέστερα στο μέσο μεταξύ των αρμών διαστολής για να επιτρέπεται ελεγχόμενη κίνηση και προς τις δύο κατευθύνσεις. Η κοπή στο πεδίο των σχάρων GRP πρέπει να ακολουθείται από τη σφράγιση όλων των κομμένων άκρων με συμβατή ρητίνη για την αποκατάσταση της πλούσιας σε ρητίνη επιφάνειας και την πρόληψη εισχώρησης υγρασίας. Όταν ακολουθούνται αυτές οι πρακτικές εγκατάστασης, μια μη αγώγιμη σχάρα καλωδίων GRP παρέχει αξιόπιστη, συντήρηση-ελεύθερη υποστήριξη καλωδίων σε υποσταθμούς ηλεκτρικής ενέργειας για δεκαετίες, ακόμη και στις πιο απαιτητικές ηλεκτρικές και περιβαλλοντικές συνθήκες.