Conosci i tipi e le cause dei guasti agli alimentatori di cavi?

Nel sistema energetico, i cavi fungono da mezzo di trasmissione dell’energia elettrica. Occasionalmente si verificano vari guasti che impediscono la normale trasmissione dell'energia. Chiamiamo questi guasti guasti dell'alimentatore del cavo. Questi guasti possono avere un impatto significativo sull'affidabilità dell'alimentatore e sul funzionamento del sistema. . Sapete quali tipi di guasti comuni esistono negli alimentatori dei cavi? Questo articolo ti guiderà attraverso una semplice analisi di questi tipi di guasti e delle relative cause, sperando di aumentare la tua comprensione.
Le modalità di guasto e i guasti comuni dei cavi includono guasti indotti elettricamente, guasti meccanici, guasti termici, guasti causati da danni allo strato schermante metallico (semiconduttore), guasti causati da uno scarso contatto della schermatura metallica, ecc. Di seguito spieghiamo ciascun guasto separatamente.
Guasto elettricamente indotto
Si tratta di fulmini, sovratensioni di commutazione e scariche parziali. Le scariche parziali possono essere causate da sistemi di isolamento mal progettati o da difetti di fabbricazione.
Guasto meccanico
Durante l'installazione possono verificarsi guasti indotti meccanicamente a causa dell'uso di forze di trazione eccessive e/o del superamento del raggio di curvatura minimo. I cavi possono anche essere danneggiati durante la costruzione quando le attrezzature di movimento terra scavano nei cavi o nei gruppi di cavidotti, come i cavi sottomarini. Piegature e torsioni ripetute durante l'installazione o l'uso possono causare sollecitazioni irreversibili sul cavo.
Guasto indotto dal calore
Il degrado termico fa sì che l'isolamento del cavo perda le sue proprietà fisiche a causa di sovraccarico e/o condizioni di temperatura ambiente eccessivamente elevate che superano le sue capacità di progettazione per un lungo periodo di tempo.
Guasto causato da danni alla schermatura metallica (semiconduttore).
Questa modalità di guasto descrive il punto in cui lo scudo cessa di svolgere la sua funzione. Affinché uno schermo possa svolgere la sua funzione, la sua resistività di volume deve rimanere sempre sufficientemente bassa. Tuttavia, quando lo schermo metallico è danneggiato o corroso, la sua resistività di volume è influenzata dalla temperatura.
A temperature più elevate, la resistività del volume degli schermi metallici aumenta in modo significativo (a causa di carichi di picco, correnti sbilanciate o correnti circolanti), creando gradienti di alta tensione sui bordi metallici affilati, con conseguenti effetti corona/scariche e danni da arco (dall'esterno all'interno) . L'effetto corona e la formazione di archi possono eventualmente causare il cedimento dell'isolamento del cavo.
Guasto causato da uno scarso contatto della schermatura metallica
In questo caso, lo strato schermante metallico e lo strato schermante del nastro semiconduttore sono isolati a causa di uno scarso contatto, che può essere causato da uno strato di corrosione o da un accumulo di incrostazioni sullo strato schermante metallico. Questa situazione creerà una differenza di potenziale tra lo schermo semiconduttore e lo schermo metallico, che provocherà un arco tra i due schermi.
Ciò causerà danni da arco dall'esterno nella schermatura del semiconduttore e negli strati isolanti e, infine, porterà al guasto del cavo, il che è più grave se sono presenti più aree di scarso contatto o rotture tra i due sistemi di schermatura. Nella maggior parte dei casi, il guasto si verifica nel terminale o nel connettore.
Dopo aver compreso i tipi di guasti dell'alimentatore del cavo, esaminiamo le cause dei guasti dell'alimentatore del cavo. I guasti all'alimentatore del cavo possono essere causati dai seguenti problemi:
Invecchiamento
Corrosione della guaina
Guasto elettrico
Incendi e fulmini
Surriscaldamento del cavo
guasto meccanico
Umidità nell'isolamento
Scelta o applicazione sbagliata
Protezione differenziale per la protezione dell'alimentazione cavi
Il modo ideale per proteggere qualsiasi dispositivo del sistema di alimentazione è confrontare la corrente in ingresso nel dispositivo con la corrente in uscita dal dispositivo. In normali condizioni di salute, i due sono uguali. Se le due correnti non sono uguali ci deve essere un guasto.
La protezione differenziale delle linee di alimentazione è uno schema di protezione comunemente utilizzato per rilevare e isolare i guasti sulle linee di alimentazione. Se si verifica un guasto, come un cortocircuito sulla linea o un guasto a terra, la corrente cambia e il dispositivo di protezione differenziale rileva la differenza di corrente, innescando un'azione protettiva per isolare il guasto. La protezione differenziale è solitamente costituita da dispositivi di protezione, relè e trasformatori di corrente.
Non è economico o pratico fornire un canale di comunicazione tra le due estremità di un alimentatore per consentire il confronto della corrente in entrata e in uscita dall'alimentatore. Pertanto, questo tipo di protezione non è comunemente utilizzato sulle linee di alimentazione a bassa tensione, ma viene spesso utilizzato sui sistemi di alimentazione a media e alta tensione. In questo momento, la protezione differenziale funge da protezione principale e la protezione da sovracorrente funge da protezione di backup.
Va notato che la progettazione e l'applicazione della protezione differenziale devono considerare in modo esaustivo le caratteristiche della linea, i fattori che influenzano e le possibili condizioni anomale, come variazioni di carico, squilibrio di capacità, ecc. Inoltre, è necessaria anche la stabilità della protezione differenziale essere attentamente testato e verificato per garantirne l'affidabilità e la precisione nel funzionamento effettivo.