Beliebte Wissenschaftslektion: Klassifizierung von Stromkabeln

Klassifizierung nach Spannungsniveau:

Die Funktion von Stromkabeln besteht darin, elektrische Energie zu übertragen und zu verteilen. Die beiden wichtigsten technischen Parameter der elektrischen Energie sind Kapazität und Spannung, insbesondere die Spannung, d.h. die Nennspannung. Die Nennspannung eines Kabels wird üblicherweise als u₀/u ausgedrückt, wobei u₀ die Bemessungsspannung zwischen dem Leiter des Kabelkerns und dem metallischen Außenmantel oder der Metallabschirmung ist, auch Phasenspannung genannt, und u die Bemessungsspannung zwischen den Leiterkernen ist, auch als Linienspannung bezeichnet.

In meinem Land gibt es 19 Arten von Kabeln, die nach ihrem Nennspannungsniveau klassifiziert werden. Stromkabel werden im Allgemeinen basierend auf dem Spannungsniveau in die folgenden vier Kategorien unterteilt:

(1) Niederspannungs-Stromkabel, U≤1kV, 0,6/1, 1/1kV;

(2) Mittelspannungs-/mittel-Hochspannungs-Stromkabel, 6kV≤u≤35kV, 3,5/6, 6/6, 6/10, 8,7/10, 8,7/15, 12/15, 12/20, 18/20, 18/30, 21/35, 26/25kV;

(3) Hochspannungs-Stromkabel, 63kV≤U≤220kV, 36/63, 48/83, 64/110, 127/220kV;

(4) Höchstspannungs-Stromkabel, U≥330kV.

Für Vor-Ort-Spannungsfestigkeitsprüfungen von 190/330kV- und 290/500kV-Stromkabeln wird die abgelesene Spannung Uₛ, unabhängig davon, ob Gleich- oder Wechselstrom verwendet wird, hauptsächlich durch den Kabelparameter u₀/u bestimmt, zusätzlich zur Berücksichtigung der Konstruktionsart und des Isoliermaterials des Kabels. Die Ortung von Fehlern in der Hauptisolierung und der Mantelisolierung von Stromkabeln beinhaltet im Allgemeinen das Anlegen unterschiedlicher Spannungsniveaus an das fehlerhafte Kabel; die maximale Prüfspannung wird ebenfalls basierend auf dem Kabelparameter u₀/u bestimmt.

Klassifizierung nach Isoliermaterial:

Stromkabel bestehen hauptsächlich aus zwei Teilen: Leitern und Isolatoren. Derzeit besteht das Leitermaterial hauptsächlich aus Aluminium und Kupfer, während das Isoliermaterial vielfältiger ist und die Konstruktionsart und die Hauptleistung des Stromkabels bestimmt. Sie werden im Allgemeinen in zwei Hauptkategorien eingeteilt: ölimprägnierte papierisolierte Stromkabel und kunststoffisolierte Stromkabel, die im Folgenden beschrieben werden:

Ölimprägnierte papierisolierte Stromkabel: 

Ölimprägnierte papierisolierte Stromkabel sind eine Art von Kabel mit einer langen Anwendungstradition und weiter Verbreitung. Ihr Isoliermaterial ist ein Verbundstoff aus Isolierpapier und einem isolierenden Imprägniermittel. Je nach Imprägniermittel und Struktur gibt es verschiedene Typen.

Gewöhnliche klebstoffimprägnierte Papierkabel: Ihr isolierendes Imprägniermittel ist eine Mischung aus Niederspannungskabel-Filament und Kolophonium. Sie werden häufig in Spannungsbereichen von 35 kV und darunter eingesetzt. Strukturell werden sie üblicherweise in zwei Typen unterteilt: gleichmäßig ummantelt und phasentrennend blei- (Aluminium-)ummantelt. Für 10 kV und darunter haben die isolierten Kerne alle einen Metallmantel (Blei oder Aluminium), was dem phasentrennenden Blei- (Aluminium-)ummantelten Typ entspricht. Jeder isolierte Kern eines 20-35-kV-Kabels hat einen Metallmantel (Blei oder Aluminium), d.h. er ist in den Blei- (Aluminium-)ummantelten Typ unterteilt. Die Kabelstruktur ist in der Abbildung dargestellt.