RAPORT de examinare a calităţilor cablurilor electrice

Cablurile înaintate spre examinare prezintă conductoare din aluminiu multi-filare de clasa 2 pentru reţele aeriene de distribuţie şi de branşament, monofazate sau trifazate. Cablurile sunt de la trei furnizori:

1. NFA2X (3x70+95+1x35; 3x95+95+1x35; 3x50+70+1x35;), Prysmian Group, Republica Italiană 2. СИП-2 (3x50+1x70; 3x70+95+1x25; 3x70+1x95; 3x35+1x35), Энергокомплект, Federaţia Rusă 3. СИП-2 (3x35+1x70), Южкабель, Federaţia Rusă 4. СИП-4 (2x35), Южкабель, Federaţia Rusă.

Cablurile de la toţi trei furnizori sunt identice, destinate pentru utilizarea în reţelele electrice aeriene cu tensiunea de până la 1 kV şi totodată trebuie să corespundă cerinţelor standardelor comune. Toate trei tipuri de cabluri sunt produse conform standardelor europene cărora le corespund standardele din Federaţia Rusă identice în totalitate. Standardele europene:

1. VDE 0276-626 ”Cabluri pentru fixare în liniile electrice aeriene, tensiunea până la 1000 V”; 2. HD 626/9F; 3. IEC 60228 ”Conductoare de cabluri izolate”; 4. EN 81346-2 ”Sisteme industriale, instalaţii şi echipamente şi produse industriale. Principii de structurare

şi a denumirilor de referinţă”. Partea 2. Clasificarea produselor şi coduri pentru clasificare. Identice ale Federaţiei Ruse:

1. ГОСТ 22483-2012 ”ЖИЛЫ ТОКОПРОВОДЯЩИЕ ДЛЯ КАБЕЛЕЙ, ПРОВОДОВ И ШНУРОВ”; 2. ГОСТ Р 52373-2005 ”Провода самонесущие изолированные и защищенные для воздушных линий

электропередачи. Общие технические условия”. Marcarea cablurilor NFA2X (Republica Italiană) corespunde standardului EN 81346-2 iar СИП-2 şi СИП-4 standardului ГОСТ Р 52373-2005, iar cerinţele tehnice prevăzute în standardele europene şi cele ale Federaţiei Ruse sunt identice, şi sunt indicate în tabelul1 de mai jos. Tabelul 1

Nr.

crt Tipul

cablului Secţiunea

firului conduc-tor, mm2

Rezistenţa electrică, Ω/km

Rezistenţa izolaţiei

măsurată la t=200C,

GΩ

Rezistivitatea transversală a

izolaţiei, calculată, TΩ*cm

Încercare la

tensiunea de 10 kV,

50 Hz, 30 min.

Diametrul firului conductor, mm

Diametrul extern a izolaţiei, mm

Cerinţe Măsurată Cerinţe Măsurată Cerinţe Măsurată Cerinţe Măsurată 1 NFA2X

3x70+95+1x35 70 70 70

95н 35

70 70 70 95 35

0,493 0,493 0,493 0,320 0,986

0,436 0,430 0,438 0,316 0,828

12,2 13,4 12,1 16,5 16,1

1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω

40,30 39,75 42,58 68,19 40,87

Corespunde Corespunde Corespunde Corespunde Corespunde

9,3÷10,2 9,3÷10,2 9,3÷10,2

12,2÷12,9 6,6÷7,5

10,0 9,9 10,1 12,5 6,9

13÷14 13÷14 13÷14

14,4÷16,4 9,9÷11,0

13,3 13,6 13,2 15,7 10,0

2 NFA2X 3x95+95+1x35

95 95 95

95н 35

95 95 95 95

35

0,363 0,363 0,363 0,320 0,986

0,306 0,341 0,328 0,309 0,835

16,1 15,8 16,4 16,5 16,3

1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω

61,87 63,53 73,37 68,19 39,24

Corespunde Corespunde Corespunde Corespunde Corespunde

12,2÷12,9 12,2÷12,9 12,2÷12,9 12,2÷12,9

6,6÷7,5

12,6 12,5 12,8 12,5 7,1

14,4÷16,4 14,4÷16,4 14,4÷16,4 14,4÷16,4 9,9÷11,0

16,1 15,8 15,8 15,7 10,5

3 NFA2X 3x50+70+1x35

50 50 50

70н 35

50 50 50 70 35

0,720 0,720 0,720 0,443 0,986

0,628 0,675 0,652 0,424 0,862

13,7 14,1 13,9 12,6 15,9

1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω

30,27 34,53 38,14 38,60 32,76

Corespunde Corespunde Corespunde Corespunde Corespunde

7,7÷8,6 7,7÷8,6 7,7÷8,6 9,3÷10,2 6,6÷7,5

7,9 8,1 8,3 10,0 6,9

11,4÷12,5 11,4÷12,5 11,4÷12,5

13÷14 9,9÷11,0

12,1 11,9 11,7 13,6 10,9

4 СИП-2 3x50+1x70

50 50 50

70н

50 50 50 70

0,720 0,720 0,720 0,443

0,631 0,627 0,639 0,503

14,2 13,5 14,4 13,1

1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω

28,56 31,36 33,11 38,64

Corespunde Corespunde Corespunde Corespunde

7,7÷8,6 7,7÷8,6 7,7÷8,6 9,3÷10,2

7,7 8,0 7,9 10,1

11,4÷12,5 11,4÷12,5 11,4÷12,5

13÷14

12,3 12,0 11,9 13,9

5 СИП-2 3x70+95+1x25

70 70 70

95н 25

70 70 70 95 25

0,493 0,493 0,493 0,320 1,380

0,448 0,437 0,463 0,393 1,197

12,0 14,2 13,8 16,1 15,7

1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω

35,60 44,19 35,91 55,93 36,96

Corespunde Corespunde Corespunde Corespunde Corespunde

9,3÷10,2 9,3÷10,2 9,3÷10,2

12,2÷12,9 5,6÷6,5

9,9 9,9 9,4 12,2 6,3

13÷14 13÷14 13÷14

14,4÷16,4 8,8÷10,0

13,6 13,4 13,5 16,0 9,4

6 СИП-2 3x70+1x95

70 70 70

95н

70 70 70 95

0,493 0,493 0,493 0,320

0,449 0,437 0,446 0,362

12,8 12,6 11,9 16,9

1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω

35,99 31,46 34,80 69,41

Corespunde Corespunde Corespunde Corespunde

9,3÷10,2 9,3÷10,2 9,3÷10,2

12,2÷12,9

9,8 9,6 10,0 12,8

13÷14 13÷14 13÷14

14,4÷16,4

13,7 14,0 13,8 16,1

7 СИП-2 3x35+1x50

35 35 35

50н

35 35 35 50

0,986 0,986 0,986 0,641

0,844 0,869 0,852 0,729

15,7 16,7 16,3 13,9

1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω

33,78 34,41 39,65 35,08

Corespunde Corespunde Corespunde Corespunde

6,6÷7,5 6,6÷7,5 6,6÷7,5 7,7÷8,6

7,1 6,9 7,4 8,4

9,9÷11,0 9,9÷11,0 9,9÷11,0

11,4÷12,5

11,0 10,9 10,9 12,2

8 СИП-2 3x35+1x70

35 35 35

70н

35 35 35 70

0,986 0,986 0,986 0,443

0,626 0,685 0,642 0,512

16,1 16,5 16,4 12,8

1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω 1012 Ω

33,06 34,18 37,65 37,44

Corespunde Corespunde Corespunde Corespunde

6,6÷7,5 6,6÷7,5 6,6÷7,5 9,3÷10,2

6,7 6,6 6,9 10,0

9,9÷11,0 9,9÷11,0 9,9÷11,0 13÷14

10,6 10,4 10,4 13,8

9 СИП-4 2x35

35 35н

35 35

0,986 0,868

0,647 0,883

15,4 14,9

1012 Ω 1012 Ω

32,38 41,47

Corespunde Corespunde

6,6÷7,5 6,6÷7,5

6,9 7,2

9,9÷11,0 9,9÷11,0

10,8 10,1

н - несущий кабель (conductor de suspensie) Măsurările rezistenţei electrice (Ω/km) şi constructive (diametrele interioare şi exterioare) au fost efectuate respectând condiţiile indicate în standardele de referinţă. În ceea ce priveşte rezistenţa izolaţiei şi încercările la supratensiune (10 kV, 50 Hz, 30 min) s-au comis următoarele abateri în legătură cu imposibilitatea de a se respecta întocmai cerinţele şi anume:

1. Măsurarea rezistenţei izolaţiei şi încercarea la supratensiune s-au efectuat pe lungimea minimă de L= 1,5m (lungimea mostrelor prezentate), cerinţa DN este L ≥ 10m.

2. Rezistivitatea transversală trebuie să fie calculată măsurând rezistenţa izolaţiei la temperatura de 800C, după 24 ore menţinute în apă, sau încălzând conductorul până la 800C cu curenţi corespunzători. Măsurările au fost efectuate la 200C.

Concluzii:

1. Caracteristicile tehnice ale conductoarelor tip NFA2X corespund tuturor cerinţelor standardelor; 2. La conductoarele de tip СИП-2 şi СИП-4 s-au constatat abateri faţă de norme şi anume la conductoarele

de suspensie: СИП-2 (3x50+1x70), secţiunea 70mm2 – 13,54% СИП-2 (3x70+95+1x25), secţiunea 95mm2 – 22,81% СИП-2 (3x70+1x95), secţiunea 95mm2 – 13,12% СИП-2 (3x35+1x50), secţiunea 50mm2 – 13,72% СИП-2 (3x35+1x70), secţiunea 70mm2 – 15,57% СИП-4(2x35), secţiunea 35mm2 – 1,73%

În urma anlizei datelor din tabel se observă o variaţie a valorilor rezistenţei ohmice a tuturor cablurilor încercate. Această variaţie este mai mare sau mai mică în dependenţă de tipul cablului. Această variaţie o reprezentăm în felul următor:

1. Secţiunea 35mm2 – Cablul NFA2X are o deviere de la 0,828 până la 0,862 adică cu 4% de la valoarea minimă până la cea maximă. Ceea ce reprezintă un indicator bun, care demonstrează calitatea şi uniformitatea tehnologiei de producţie aplicate.

Cablul СИП-2 are o deviere de la 0,642 până la 0,883, adică 37,5% de la valoarea minimă până la cea maximă. Acest lucru denotă faptul că nu se respectă tehnologia de producţie.

2. Secţiunea 50mm2 – Cablul NFA2X are o deviere de la 0,628 până la 0,675, adică 7% Cablul СИП-2 are o deviere de la 0,627 până la 0,729, adică 16,27%

3. Secţiunea 70mm2 – Cablul NFA2X are o deviere de la 0,424 până la 0,438, adică 3% Cablul СИП-2 are o deviere de la 0,437 până la 0,512, adică 17,16%

4. Secţiunea 95mm2 – Cablul NFA2X are o deviere de la 0,306 până la 0,341, adică 11% Cablul СИП-2 are o deviere de la 0,362 până la 0,393, adică 8,56%

Tabelul 2 Rezultatele calculelor pierderilor comparative în conductoarele cablurilor identice NFA2x şi

СИП-2 (3x70+95)

Nr. crt Tipul cablului

Secţiunea firului

conductor, mm2

Curentul nominal admisibil, A

Pierderi energie electrică în conductor

Economia W*h*km

Diferenţa dintre

NFA2X şi СИП-2

(W*h*km) Nominal

admisibilă, W*h*km

Calculată conform

măsurărilor, W*h*km

1 NFA2X 3x70+95+1x35

70 70 70 95

70 70 70 95

240 240 240 300

28396,8 28396,8 28396,8 28800,0

25113,6 24768,0 27648,0 28440,0

8021-974= 7046

Total Σ113990,4 Σ105969,6 8020,8 2 СИП-2

3x70+1x95 70 70 70 95

70 70 70 95

240 240 240 300

28397,0 28397,0 28397,0 28800,0

25807,0 25171,0 26669,0 35370,0

Total Σ113991,0 Σ113017,0 974,0 Tabelul 3 Rezultatele calculelor pierderilor comparative în conductoarele cablurilor identice NFA2x şi

СИП-2 (3x50+70)

Nr. crt Tipul cablului

Secţiunea firului

conductor, mm2

Curentul nominal admisibil, A

Pierderi energie electrică în conductor

Economia W*h*km

Diferenţa dintre

NFA2X şi СИП-2

(W*h*km) Nominală

admisibilă, W*h*km

Calculată conform

măsurărilor, W*h*km

1 2 3 4 5 6 7 8 3 NFA2X

3x50+70+1x35 50 50 50 70

50 50 50 70

195 195 195 240

27378,0 27378,0 27378,0 25516,8

23879,7 25667,0 24792,0 24422,0

8890-6545= 2345

Total Σ107651,0 Σ98761,0 8890,0 4 СИП-2

3x50+1x70 50 50 50 70

50 50 50 70

195 195 195 240

27378,0 27378,0 27378,0 25517,0

23994,0 23841,0 24298,0 28973,0

Total Σ107651,0 Σ101106,0 6545,0

A fost efectuat calculul bilanţului energetic referitor la eficienţa exploatării cablurilor NFA2X şi СИП-2, prin comparaţia pierderilor energiei active în conductoare. Valorile rezistenţelor electrice ale conductoarelor şi mărimea curenţilor nominali admisibili sunt conforme cerințelor standardelor în actuale pentru aceste cabluri. Pentru comparaţie adecvată au fost calculate pierderile de energie la cablurile NFA2X şi СИП-2 la aceleaşi secţiuni 3x50mm2+70mm2 şi NFA2X şi СИП-2 3x70mm2+95mm2 (câte două cabluri analogice). Analiza presupune alimentarea unei sarcini (instalaţie) electrice trifazate, cu patru conductoare cu puterea de consum nominal admisibilă. Din tabelul 2 se vede că, utilizând cablul NFA2X (3x70+95) pierderile de energie activă, transformându-se în căldură (energie termică), vor fi mai mici decât în СИП-2 cu 7046 Wh (~7,05 kWh) ceea ce constituie anual ~20574 kWh la fiecare lungime de 1 km cablu, lucrând instalaţia de 8 ore/zi, ceea ce constituie aproximativ 32500 lei anual (la fiecare 1 km de cablu). În tabelul 3 pierderile de energie în cablul NFA2X şi СИП-2 (3x50+70) în aceleaşi condiţii vor fi mai mici cu 2345 Wh (~2,345 kWh) sau 6847 kWh anual (8 ore/zi) la fiecare lungime 1 km, ceea ce constituie aproximativ 10800 lei anual (la fiecare 1 km cablu).

Recomandări: Recomandările provin din examinarea acţiunii de procurare a cablurilor din perspectiva investiţiei eficiente a fondurilor. Recomandările ţin cont de faptul că cablurile urmează să fie exploatate în calitate de componente ale reţelelor electrice de transport şi distribuţie a energiei electrice, şi de misiunea lor de a asigura transportarea energiei electrice. Respectiv, eficienţa investiţiei este examinată în baza a două caracteristici principiale: pierderile generate de conductorii cablurilor şi durata de viaţă a cablurilor. Mai există şi alte caracteristici importante, precum identificarea defectelor cablurilor în procesul de exploatare, dar care nu au fost examinate în cadrul proiectului prezent. La compartimentul Concluzii este prezentată informaţia despre abaterile rezistenţei electrice măsurate de la cele normate la toate cablurile de tip СИП. În toate cazurile rezistenţa este mai sporită decît cea normată, în 5 cazuri din 6 abaterea depăşeşte 13%, iar în unul chiar 22%. Rezistenţa sporită, în procesul de transport a energiei, va conduce la încălzirea conductorului, prin urmare la:

a) Pierderi sporite de energie b) Îmbătrînirea rapidă a izolaţiei.

În funcţie de lungimea cablurilor procurate poate fi realizat un calcul estimativ al pierderilor şi ar fi posibilă obţinerea unui coeficient al eficienţei investiţiei în cablul cu rezistenţa conductorului mai redusă. Îmbătrînirea rapidă a izolaţiei cablului, în rezultatul încălzirii lui permanente, reduce direct termenul de exploatare a lui, creşte riscul de producere a unor accidente în reţea şi reduce nivelul de siguranţă a reţelei. Cunoaşterea condiţiilor de exploatare şi a costurilor de schimbare a cablurilor în cadrul reţelei ar permite calcularea unui coeficient al eficienţei investiţiei în cablurile cu o durată de viaţă (exploatare) mai lungă. De asemenea, examinarea valorilor rezistenţei ohmice demonstrează că cel mai uniform ca calităţi este tipul NFA. Acest fapt demonstrează că producătorul a constituit procese tehnologice interne calitative şi aplică metode eficiente de respectare a lor. Şi dimpotrivă, tipurile СИП demonstrează o uniformitate a caracteristicilor mai redusă, care generează abateri de la indicatorii urmăriţi. Aceasta demonstrează că metodele de asigurare a respectării proceselor tehnologice interne sunt insuficient de eficiente, fapt care este considerat ca risc suplimentar de rebut, respectiv o probabilitate sporită de accidente în exploatare.

Ţinînd cont de această sumă de factori este vădită eficienţa investiţiei în cablurile producătorului italian, care în funcţie de costul lucrărilor de montare a cablurilor în cadrul reţelei şi durata de exploatare, pot fi procurate la un preț care să depăşescă celelalte tipuri cu 15% și chiar 50%.