KABELHÅNDBOGEN
AC-kabelanlæg 132-400 kV
Kabelhåndbogen
AC-kabelanlæg 132-400 kV Copyright ©Energinet 2018
Udgivet i Danmark af Energinet, Fredericia December 2018, 2. udgave
Energinet Eltransmission, Ledninger Tonne Kjærsvej 65
7000 Fredericia www.energinet.dk
INDHOLD
1. Forord ... 1
Uddrag af noter til Kabelhåndbogen 2013 ... 1 1.1
Noter til Kabelhåndbog 2018 ... 2 1.2
2. Komponentbeskrivelse ... 4
Kabelkonstruktion ... 4 2.1
Nominelle spændinger ... 4 2.1.1
Kabelopbygning ... 5 2.1.2
Landkabel ... 7 2.1.2.1
Søkabel ... 7 2.1.2.2
Leder ... 10 2.1.3
Materiale ... 10 2.1.3.1
Design ... 11 2.1.3.2
Lederskærm og isolationsskærm ... 13 2.1.4
Isolation ... 13 2.1.5
PEX-isolation ... 14 2.1.5.1
Metallisk skærm ... 15 2.1.6
Vandtæthed ... 16 2.1.6.1
Kabelkappe og kabelmærkning ... 17 2.1.7
Kabelarmering (søkabler) ... 18 2.1.8
Tilbehør ... 19 2.2
Samlemuffer ... 19 2.2.1
Vulkaniserede muffer ... 20 2.2.1.1
Præfabrikerede muffer ... 20 2.2.1.2
Overgangsmuffer for søkabelanlæg ... 22 2.2.1.3
Linkbokse ... 22 2.2.2
Linkkabler ... 24 2.2.3
Endeafslutninger ... 25 2.2.4
Endemuffer ... 25 2.2.4.1
Overgang mellem kabel og luftledning ... 29 2.2.4.2
Overspændingsbeskyttelse af kabelanlæg tilsluttet luftledninger 2.2.4.3
... 33 Spændingstransformere ... 35 2.2.5
Parallel jordtråd ... 35 2.2.6
Jordingsanlæg ved kabelanlæg ... 35 2.2.7
Overgangsmodstand i stationer ... 37 2.2.7.1
Overgangsmodstand i muffegrave ... 38 2.2.7.2
Overgangsmodstand for søkabelanlæg ... 39 2.2.7.3
Skridtspændinger for kabelanlæg ... 39 2.2.7.4
Overvågning af kabelsystemer ... 40 2.2.8
Temperaturovervågning ... 41 2.2.8.1
Distributed Acoustic Sensing/Distributed Vibration Sensing .. 43 2.2.8.2
Overvågning af linkbokse og muffer ... 44 2.2.8.3
Øvrige overvågningsmuligheder ... 44 2.2.8.4
Kabel- og tilbehørsprøvning ... 44 2.3
Prækvalifikationstest ... 44 2.3.1
Typetest ... 45 2.3.2
Sampletest ... 46 2.3.3
Sampletest af kabel ... 46 2.3.3.1
Sampletest af tilbehør ... 47 2.3.3.2
Rutinetest ... 47 2.3.4
Rutinetest af kabler ... 47 2.3.4.1
Rutinetest af tilbehør ... 48 2.3.4.2
Deltagelse i kabel- og tilbehørsafprøvninger... 48 2.3.5
Fejl under kabel- og tilbehørsafprøvning ... 48 2.3.6
3. Myndighedsgodkendelser ... 49
Projektmodel ... 50 3.1
Overordnede godkendelser og tilladelser ... 50 3.2
Godkendelse efter § 4 i Lov om Energinet ... 51 3.2.1
Miljøvurderingslovens bestemmelser ... 51 3.2.1.1
Planlovens bestemmelser ... 52 3.2.1.2
Ansøgning efter Miljøvurderingsloven ... 52 3.2.1.3
Miljøvurdering af et kabelprojekt og miljøvurdering af 3.2.1.4
kommuneplantillæg ... 53 Ikke VVM-pligt ... 54 3.2.1.5
Stationsanlæg ... 54 3.2.1.6
Tilladelse til etablering af et søkabel ... 55 3.2.2
Krav om miljøvurdering ... 55 3.2.2.1
Ikke krav om miljøvurdering ... 55 3.2.2.2
Rettighedserhvervelse ... 55 3.3
Dispensationer og tilladelser ... 57 3.4
Gravetilladelser ... 58 3.4.1
LER ... 58 3.4.2
Magnetfelter ... 58 3.5
Arkæologiske interesser og undersøgelser ... 58 3.6
Arbejdsmiljø ... 59 3.7
Corporate Social Responsibility Politik ... 60 3.8
4. Systemdesign ... 60
Dimensioneringsgrundlag ... 60 4.1
Belastningsanalyser ... 61 4.1.1
Dimensionerende effektbalancer ... 61 4.1.1.1
Tidsseriesimuleringer ... 61 4.1.1.2
Krav til overføringsevne... 61 4.1.2
Forudsætninger ... 62 4.2
Ledertemperatur ... 62 4.2.1
Kappetemperatur ... 62 4.2.2
Belastningsfaktor ... 63 4.2.3
Fejlstrømme ... 63 4.2.4
Jordtemperatur ... 63 4.2.5
Nedgravningsdybde ... 64 4.2.6
Termisk jordresistivitet ... 64 4.2.7
Jordforhold ... 64 4.2.7.1
Kontrolleret genopfyldning ... 65 4.2.7.2
Layout for kabelsystem ... 65 4.3
Forlægning ... 66 4.3.1
Forlægning i trekant ... 66 4.3.1.1
Flad forlægning ... 67 4.3.1.2
Systemafstand ... 67 4.3.1.3
Skærmkobling ... 67 4.4
Sluttet skærm ... 68 4.4.1
Åben skærm ... 68 4.4.2
Krydskobling ... 70 4.4.3
Blandet skærmkobling ... 72 4.4.4
Transponering ... 72 4.5
Beregninger af kabeloverføringsevne ... 73 4.6
Nominel belastning... 74 4.6.1
Korttidsbelastning ... 74 4.6.2
Overbelastning/nødbelastning ... 75 4.6.3
Teknisk optimal løsning ... 75 4.6.4
Teknisk-økonomisk optimal løsning ... 76 4.6.5
Dimensionering af havmølleparker ... 77 4.6.6
Impedanser for 132-400 kV-AC-kabelanlæg ... 79 4.7
Synkronimpedansen ... 80 4.7.1
Nulimpedansen ... 81 4.7.2
Bølgeimpedansen ... 81 4.7.3
Isolationskoordination ... 82 4.8
Isolationskoordinationsprocessen ... 84 4.8.1
Reaktiv effektkompensering ... 85 4.9
Behov for reaktiv effektkompensering ... 85 4.9.1
Spændingsstigning for kabler i tomgang ... 86 4.9.2
Effektoverføringsforhold for kabler ... 88 4.9.3
Systemmæssigt behov ... 90 4.9.4
Reaktorer ... 91 4.10
Fasttilkoblet reaktor ... 91 4.10.1
Kobbelbare reaktorer ... 91 4.10.2
Variable reaktorer ... 91 4.10.3
Zero-miss ... 91 4.11
Spændingsspring ved kobling ... 93 4.12
Maksimal størrelse for fasttilkoblede reaktorer... 93 4.12.1
Maksimal størrelse for kobbelbare reaktorer ... 93 4.12.2
Maksimal størrelse for variable reaktorer ... 93 4.12.3
Reguleringsområde for variable reaktorer ... 93 4.12.4
Maksimal kabellængde ... 93 4.12.5
Økonomi og tab ... 93 4.13
Tab i reaktorer ... 94 4.13.1
Kabeltab ... 94 4.13.2
Systemtab ... 94 4.13.3
Nærføring med parallelle kabelsystemer ... 94 4.14
Nærføringsproblematikken ... 95 4.14.1
Håndtering af nærførte kabelsystemer ... 99 4.14.2
Nærføring med andre ledende materialer ... 101 4.15
Beregning af inducerede spændinger ... 102 4.15.1
Hængekøjekurve ... 103 4.15.2
Foranstaltninger mod for høje inducerede spændinger ... 104 4.15.3
Foranstaltninger på kabellinjen ... 104 4.15.3.1
Foranstaltninger på rørledninger ... 105 4.15.3.2
5. Installation ... 105
Landkabelinstallation ... 105 5.1
Installation i åbent land ... 105 5.1.1
Arbejdsareal ... 106 5.1.1.1
Åben grav ... 107 5.1.1.2
Gravekasse ... 107 5.1.1.3
Kontrolleret genopfyldning ... 108 5.1.1.4
Kabelgrav ... 109 5.1.1.5
Rørlægning ... 109 5.1.1.6
Opfyldning af rør ... 111 5.1.1.7
Udtrækningsudstyr ... 111 5.1.1.8
Oplagspladser ... 112 5.1.1.9
Kabeludlægning ... 113 5.1.1.10
Installation i byzone ... 113 5.1.2
Rørlægning i byområder ... 114 5.1.2.1
Kabelgrav ... 114 5.1.2.2
Udtrækningsudstyr ... 115 5.1.2.3
Oplagspladser ... 115 5.1.2.4
Bøjeradier ... 116 5.1.3
Trækkraft ... 116 5.1.4
Tromler/dellængder ... 116 5.1.5
Maksimering af kabellængder på 400 kV-niveau ... 117 5.1.5.1
Tromler og tromlevogne... 117 5.1.6
Lyslederrør ... 119 5.1.7
Forlægning af lysleder til temperaturovervågning ... 120 5.1.8
Tomrør ... 120 5.1.8.1
Direkte på kablerne ... 120 5.1.8.2
Integreret i kabelskærmen ... 121 5.1.8.3
Fibersamlinger ... 121 5.1.8.4
Ende-refleksioner ... 121 5.1.8.5
Placering af parallel jordtråd ... 121 5.1.9
Jordtråd til fejlstrømme ... 121 5.1.9.1
Jordtråd til beskyttelse mod høje genstande ... 122 5.1.9.2
Muffegrav ... 122 5.1.10
Muffegrave i åbent land ... 123 5.1.10.1
Muffegrave i byzoner ... 124 5.1.10.2
Installation af linkbokse ... 125 5.1.10.3
Snaking ... 126 5.1.10.4
Grundvand ... 126 5.1.11
Bortskaffelse af (forurenet) jord... 127 5.1.12
Beplantning langs tracé ... 129 5.1.13
Afdækning og beskyttelse ... 129 5.1.14
Ledningsregistrering og markering ... 130 5.1.15
Terrænafmærkninger ... 130 5.1.15.1
GPS-markeringer ... 131 5.1.15.2
Søkabelinstallation ... 131 5.2
Introduktion... 131 5.2.1
Fastlæggelse af tracé ... 131 5.2.2
Surveys ... 133 5.2.3
Fastsættelse af beskyttelsesdybde ... 134 5.2.4
Rydning af ruten ... 135 5.2.5
Udlægning og ilandføring ... 135 5.2.6
Muffearbejde ... 136 5.2.7
Beskyttelse/nedgravning ... 137 5.2.8
Udgravning af havbunden ... 137 5.2.8.1
Forgravning ... 137 5.2.8.2
Nedspuling (jetting) ... 138 5.2.8.3
Cutting ... 138 5.2.8.4
Idriftsættelsesprøvning ... 139 5.3
Kappeprøvning før idriftsættelse ... 139 5.3.1
Spændingsprøve ... 140 5.3.2
AC spændingsprøve ... 140 5.3.3
24-timers prøve ... 142 5.3.4
PD-måling ... 142 5.3.5
Impedansmålinger ... 143 5.3.6
TDR virgin print ... 144 5.3.7
LIRA-måling ... 144 5.3.8
Målinger af bølgehastighed ... 145 5.3.9
Validering af overføringsevne ... 146 5.3.10
Andre prøver ... 146 5.3.11
Kontaktmodstand (Contact Resistance Tests) ... 146 5.3.11.1
Skærmspændingsmåling (Sheath Potential Test) ... 146 5.3.11.2
Test af SVL ... 147 5.3.11.3
6. Drift ... 147
Overføringsevnen i driftsmæssig sammenhæng ... 147 6.1
Kendskab til kablet og dets omgivelser ... 148 6.2
Beregning af referenceoverføringsevne for kabelanlæg ... 149 6.3
Fastlæggelse af forudgående belastning ... 150 6.4
Anvendelse af korttidsbelastningsevnen i driftsmæssig sammenhæng ... 151 6.5
Drive kabler baseret på temperatur ... 151 6.6
7. Vedligehold ... 152
Eftersyn af kabeltracé ... 153 7.1
Eftersyn af offshore kabeltracé... 153 7.2
Eftersyn af jordingsanlæg ... 153 7.3
Kappeprøvning af idriftsatte kabelanlæg ... 153 7.4
Eftersyn af endemuffer ... 154 7.5
Eftersyn af linkbokse ... 154 7.6
Overvågning af linkbokse ... 154 7.6.1
Overvågning af vibrationer nær kabelsystemer ... 154 7.7
Kabelfejltyper og reparationsprocedurer ... 155 7.8
Fejltyper i kabelanlæg ... 155 7.8.1
Reparationsprocedure for landkabler ... 156 7.8.2
Reparationsprocedure for søkabler... 157 7.8.3
Reparationsprocedurer for nærførte anlæg ... 158 7.8.4
Reservedele ... 159 7.8.5
Utilgængelighed og beredskab for transmissionskabelanlæg ... 159 7.9
Utilgængelighed ... 160 7.9.1
Planlagt utilgængelighed ... 160 7.9.1.1
Tvungen utilgængelighed ... 161 7.9.1.2
Beredskab for kabelanlæg i transmissionsnettet ... 162 7.9.2
Fejlberedskab for landkabler ... 163 7.9.2.1
Fejlberedskab for søkabler ... 163 7.9.2.2
Afvikling af et kabelanlæg ... 163 7.10
Oliekabler ... 164 7.10.1
Ekstruderede kabler ... 164 7.10.2
Kabler i sand ... 164 7.10.3
Kabler i underboringer ... 165 7.10.4
-Kabler i weakmix ... 165 7.10.5
Søkabler ... 166 7.10.6
Skrotning af kabelanlæg ... 166 7.10.7
8. Referencer ... 168 9. Bilag ... 170
Love og bekendtgørelser ... 170 9.1
Normer ... 170 9.2
Anvendte kabelkonstanter ... 172 9.3
Tilladte træer over et højspændingskabel ... 174 9.4
Løvtræarter ... 174 9.4.1
Nåletræarter ... 175 9.4.2
Buskarter ... 175 9.4.3
Kabelprojekt - Case ... 176 9.5
Et eksempel på processen i et kabelkøb 400 kV ... 176 9.5.1
Modningsprojekt ... 177 9.5.2
Gennemførelse af kabeludbud ... 181 9.5.3
Drift af kabelprojekt ... 182 9.5.4
Installation land/sø ... 182 9.5.5
Overdragelse af anlæg til Vedligehold ... 183 9.5.6
Evaluering og opfølgning ... 183 9.5.7
10. Revisionsstyring ... 183
1. Forord
Uddrag af noter til Kabelhåndbogen 2013 1.1
I 2003 blev der udgivet en kabelhåndbog for transmissionskabler i Jylland og på Fyn. Kabel- håndbogen fra 2006 har titlen "150 kV og 400 kV PEX-kabelanlæg" og indeholder en beskrivel- se af, hvordan et kabelanlæg etableres, drives og vedligeholdes, hvordan overføringsevnen for et kabelanlæg beregnes samt en beskrivelse af impedanser for et kabelanlæg.
Siden 2006 er der sket en række afgørende ændringer:
Energinet er blevet dannet og ejer i dag alle transmissionskabler. Derfor indeholder den nye kabelhåndbog alle kabler fra og med 132 kV til og med 400 kV.
I 2009 besluttede Folketingets partier, at alle 132 kV- og 150 kV-transmissionslinjer i Danmark skulle kabellægges inden 2030. Energinet blev bedt om at udarbejde en plan for dette og derfor blev Kabelhandlingsplanen udarbejdet Ref. 1.
Ud over kabellægning af 132 kV- og 150 kV-transmissionsnettet, blev det besluttet at forskønne 400 kV-transmissionsnettet, hvor seks forskellige 400 kV-strækninger skal kabellægges Ref. 2.
Generelt er det blevet mere besværligt at få lov hos myndighederne at etablere luft- ledninger. Derfor er der et større behov for kabellægning end der var før, og efter be- slutningen om Kabelhandlingsplanen og Forskønnelsesprojekterne, er der et større pres på at nye transmissionsstrækninger kabellægges.
På grund af den øgede fokus på kabler i forhold til luftledninger og på baggrund af beslutnin- gen om at hele 132 kV- og 150 kV-transmissionsnettet skal kabellægges, blev forskningsprojek- tet DANPAC (DANish Power system with Ac Cables) igangsat.
DANPAC er opdelt i to dele: Systemdelen og Komponentdelen. I Systemdelen undersøges net- tet som en helhed og det analyseres, hvordan et netværk af kabelanlæg skal være, mens kablet og dets tilbehør er i fokus i Komponentdelen. Samtidig har der været et stort behov for at be- skrive og fastsætte ensartet forståelse for, hvad et kabelanlæg skal indeholde, definition af kabelanlægget, dimensionering, installation, drift og vedligehold samt afvikling af sådan et anlæg.
Derfor, som en del af DANPAC-komponentdelen, er Kabelhåndbogen blevet opdateret, hvor forskningsresultater og nye metoder ved nye kabelanlæg er blevet inkluderet.
Det blev besluttet at fokusere på PEX-kabler, da oliekabler ikke anvendes til AC-nyanlæg læn- gere. Derudover inkluderes søkabler, eftersom der etableres flere havmølleparker med lange PEX AC-kabelstrækninger.
Der er valgt ikke at inkludere DC-kabelstrækninger, men disse strækninger er som regel i dag udført af enten PEX- eller MIND-kabler. Der er kun en mindre forskel på DC- og AC-kabler, og dimensionering, installation, drift og vedligehold samt afvikling foregår i princippet identisk med det, der i Kabelhåndbogen er beskrevet for PEX AC-kabler.
Noter til Kabelhåndbog 2018 1.2
Energinet arbejder løbende med optimering af kabelanlæg, hvilket er en proces der betyder forandringer i måden kabler og kabelsystemer specificeres, installeres, vedligeholdes og drif- tes. Samtidig sker der en kontinuerlig udvikling af kabelteknologi, måleudstyr, osv. hos leveran- dører rundt om i verden, og det blev derfor i 2018 besluttet at opdatere den tidligere Kabel- håndbog fra 2013.
2013 gennemgik Kabelhåndbogen en gennemgribende opdatering, hvoraf langt det meste stadig er gældende. Der er i udgaven fra 2018 derfor tale om en mindre opdatering, hvor de nyeste teknologier er kommet med samt en opdatering således at Kabelhåndbogen følger gældende standarder.
Det bør bemærkes at Energinet i 2017 igangsatte et meget omfattende standardiseringsarbej- de, hvilket fortsætter også efter udgivelsen af denne Kabelhåndbog. Der opfordres derfor til at læseren altid holder sig opdateret på Energinets standarder (og eventuel opdatering af Kabel- håndbogen) der kan findes på:
https://en.Energinet/Procurement/About-procurement/Transmission-line
På denne baggrund er udgaven fra 2018 særligt opdateret på følgende punkter:
Kabelsystemer specificeres i højere grad ud fra funktionskrav, hvorfor fx isoleringsma- teriale ikke udelukkende er begrænset til PEX.
Energinet står over for en større udskiftning af kabler i større byer, hvilket indebærer opdatering af installationsmetoder i tæt bymæssig bebyggelse.
Kabelsystemer består af en række komponenter og skal i sin helhed muliggøre både installation, vedligehold, drift og dekommisionering. Denne udgave af Kabelhåndbo- gen beskriver i større grad end tidligere helheden af alle de tiltag, der udføres på og omkring kabelsystemer for at der kan udføres hurtig, effektiv og sikker produktion, in- stallation, vedligehold, drift og dekommisionering af kabelsystemer.
Denne kabelhåndbog har tre formål:
Kabelhåndbogen er tænkt som undervisningsmateriale for nyansatte ved Energinet, som undervisningsmateriale på ingeniørhøjskoler og universiteter samt til andre, som har behov for en dybere forståelse af kabler og deres tilbehør.
Kabelhåndbogen er et opslagsmateriale, hvor en kabelspecialist eller ingeniør kan fin- de oplysninger om forskellige afgrænsede emner angående kabelanlæg.
Kabelhåndbogen bruges som undervisningsmateriale til ansatte i ENDK i Netplanlæg- ning, Projektmodning, Projektledelse, Asset (drift- og vedligehold), der beskæftiger sig med kabelanlæg
For at opfylde ovenstående formål er Kabelhåndbogen opdelt i følgende afsnit:
Komponentbeskrivelse. Her er kablet og alle de komponenter, der bruges i et kabelan- læg beskrevet samt beskrivelser af tests og prøver af kabler. Afsnittet indeholder end- videre beskrivelse af kablernes tilbehør, så som muffer, linkbokse, lysledere, spæn- dingstransformere, jordtråde, jordingsanlæg, udstyr til temperaturovervågning m.m.
Behovet for og udnyttelsen af udvalgt tilbehør beskrives ydereligere i afsnittene om- kring Systemdesign og Drift.
Myndighedsbehandling. Her er processen for myndighedsbehandling og arbejdsmiljø beskrevet. Den myndighedsproces, som skal opfyldes for hvert nyt kabelanlæg er dis- kuteret, og det er forklaret, hvornår og hvorfor de rigtige tilladelser skal søges.
Systemdesign. Her fokuseres der på de tekniske forudsætninger for et kabelanlæg.
Hvordan et kabel dimensioneres, og hvilke beregninger der ligger bag hvert nyt kabel- anlægsprojekt. Derudover forklares impedanser for et kabel samt reaktiv effektkom- pensering og nærføring.
Installation. Her forklares metoder og principper for installation af et kabel. Dette dækker både land- og søkabelinstallation.
Drift. Her beskrives generel drift af transmissionsnettet.
Vedligehold. Generelt vedligehold defineres i dette afsnit og procedurer ved fejl i et kabelsystem diskuteres. Som det sidste i kablets livscyklus forklares ydereligere, hvor- dan et kabelanlæg skal afvikles.
Bilag. Ud over bilagene til overstående afsnit inkluderer det sidste afsnit både normer for kabelanlæg og et eksempel for processen i et 400 kV-kabelanlægsprojekt.
Kabelhåndbogen er et offentligt tilgængeligt dokument, dog kan der forekomme henvisninger til interne Energinet dokumenter, som ikke er offentligt tilgængelige. Alle eksterne referencer er listet i referencelisten.
For at opdateringen har kunnet opnå en tilstrækkelig kvalitet, har mange personer og afdelin- ger i Energinet været involveret, ingen nævnt, ingen glemt. Alle takkes for deres indsats.
2. Komponentbeskrivelse
Afsnittet komponentbeskrivelse giver en grundig beskrivelse af højspændingskablet, som bru- ges i et AC-kabelanlæg samt beskrivelse af alle de tilbehørskomponenter, som er en del af det samlede kabelanlæg.
Afsnittet omhandler også krav til test og prøver af et kabel og dets tilbehør.
Der henvises i øvrigt til Energinet standarderne:
EDS-0074 Installation of underground AC cables in urban areas
EDS-0075 Installation of underground AC cables in rural areas
EDS-0076 Design of performance and integrity monitoring systems for HV and EHV cable systems
EDS-0077 Design of underground AC cable systems
ETS-0054 Bonding equipment and auxiliary equipment for underground AC cable sys- tems
ETS-0066 Underground AC cables
ETS-0067 Accessories for underground AC cables
ETS-0068 Optical equipment for monitoring temperature and vibrations along HV and EHV cable systems
ETS-0079 Equipment for monitoring point temperatures along HV and EHV cable sys- tems
ETS-0082 Testing of underground cables and accessories
Kabelkonstruktion 2.1
Dette afsnit handler om kablets opbygning, hvilke materialer der anvendes samt de vigtigste normer, rekommandationer og afprøvningsstandarder for kabler på 132 kV og op til 400 kV i det danske transmissionsnet.
Nominelle spændinger 2.1.1
Kabler og andre vekselstrømssystemer er opdelt i forskellige spændingsklasser, og for hver klasse er der specificeret forskellige testniveauer, som er de samme for alle kabler i den spæn- dingsklasse.
Spændingsniveauerne, der anvendes i det danske transmissionsnet er listet i Tabel 1 og er omhandlet i IEC 60840 og IEC 62067.
Nominel spænding for kabler og tilbehør U0 [kV]
Nominel systemspænding U [kV]
Maksimal tilladelig spæn- ding for materiel Um [kV]
76 132-138 145
87 150-161 170
127 220-230 245
230 380-400 420
Tabel 1 Nominelle spændingsforhold for elektriske systemer
Disse spændingsniveauer er tilsvarende defineret i Overblik over netdimensioneringskriterier, som udgives af Energinet Ref. 3. I samme publikation findes også øvre og nedre grænser for driftsspændinger for de forskellige spændinger i det danske transmissionsnet.
I de tilfælde, hvor kabler drives ved højere spænding end nominel systemspænding, skal leve- randøren informeres allerede i udbuddet, eftersom kablerne ifølge standarderne ikke bør dri- ves kontinuert ved maksimalspænding. Transmissionskabler i Danmark er ofte drevet ved, eller tæt ved, maksimalspænding (Um), og i disse tilfælde designes kablet til dette formål.
Kabelopbygning 2.1.2
I Tabel 2 listes generelle fysiske egenskaber for forskellige dele af højspændingskabler.
Landkablerne deles i tre kolonner efter de overordnede spændingsniveauer i det danske transmissionsnet.
For søkabler listes egenskaber kun i tilfælde af, at der er nogen specielle krav ud over dem for landkabler ved samme spænding. Det vil sige at hvor intet listes for søkabler, gælder det sam- me som for landkabler ved tilsvarende spænding.
Landkabel Søkabel Spænding i kV
U(Um)
132/150 kV (145/170)
220 kV (245) 400 kV (420)
-
Ledermateriale Aluminium (Al) Kobber (Cu)
-
Ledertype Massiv
Runde tråde/komprimeret Profiltråde
Segmenteret/Milliken
-
Lederskærm Ekstruderet lag af halvledende materiale - Isolation Typisk ekstruderet XLPE men alternativer er
tilgængelige
-
Isolationsskærm Ekstruderet lag af halvledende materiale - Metallisk skærm Al-/Cu-tråde i modspiral mod lederens tråde
Svejset eller limet Al-laminat kan erstatte tråde
Oftest:
Ekstruderet bly Sjældent:
Korrugeret Al eller Cu Radial vandtæt-
ning
Foldet Al-laminat over skærmtrådene Svejst/limet Al laminat udgør i sig selv radial vandtætning
Pb/Cu/Al skærmen udgør radial vandtætning
Langsgående vandtætning
Kvældbånd under og/eller over skærmtrådene og i nogle tilfælde omkring leder.
Trådopbyggede ledere kan indeholde kvælden- de materiale i form af pulver, bånd eller andet
-
Kappe Ekstruderet PE, med et ydre halvledende lag, med markering (tekst)
Ekstruderet halvledende PE
Fyld (3-faset sø- kabel)
- Formstøbte plastprofiler
eller polypropylene garn,
Armering (sø) - Ståltråde galvaniserede eller
rustfri Al-tråde Cu-tråde
Plastiktråde (delvist)
Yderkappe (sø) - Polypropylene garn, typisk to
lag, inderste lag fyldt med bitumen, yderst sort med farvet stribe
Tabel 2 Oversigt over kabelopbygning
Landkabel 2.1.2.1
Et typisk højspændingskabel er opbygget af følgende lag:
Leder
Lederskærm
Isolation
Isolationsskærm
Metallisk skærm
Yderkappe
Materialerne, der anvendes til de forskellige dele af kablet listes i Tabel 2 og er beskrevet i afsnittene 2.1.3-2.1.7.
Figur 1 150 kV landkabel med komprimeret Al-leder og skærm af både Cu-tråde og Al-folie.
Søkabel 2.1.2.2
Anvendelsen af søkabler i det danske transmissionsnet er steget i forbindelse med øget tilslut- ning af havmølleparker i de danske farvande.
(a) (b)
Figur 2 1-faset (a) og 3-faset (b) søkabel
Søkabler er i princippet (for den elektriske del) udført som et landkabel, men metalskærmen uden om kablet er oftest en blykappe, som også fungerer som radial vandtætning og som sikrer, at kablet holdes tørt inden for skærmen. Ekstruderet bly er mere korrosionsresistent end aluminium, men kan have en negativ påvirkning på miljøet, hvis det ikke håndteres korrekt. Med bare 20-års forventet driftstid, kan en radial vandtætning af aluminium og kobbertråd skærm være et billigere alternativ. Dette giver dog et lettere kabel, hvilket kan være en udfordring i forbindelse med nedspuling af kablerne.
For søkabler kræves der en armering som mekanisk beskyttelse af kablet under håndtering ved udlægning samt under drift som beskyttelse mod mindre ankre og fiskeudrustning. På dybere vand end der forekommer i indre danske farvande, er den også nødvendig som trækarmering under udlægning. Derudover bør der også anvendes såkaldt marine grade kvældbånd til langs- gående vandtætning, da det skal kunne modstå større tryk samt saltvand. "Almindeligt" kvæld- bånd, som anvendes på landkabler, har kun ringe opsvulmning i saltvand.
Søkabler, der bliver lagt i stor dybde, udstyres med en beskyttelsesarmering af fx ståltråde og vikling af blandt andet garn og tjære yderst. For 132/150 kV-søkabler på lav dybde, er det til- strækkeligt med en ekstra tyk PE-kappe uden om kablet, hvor den mekaniske belastning ikke nødvendigvis er så høj.
På grund af normalt forholdsvis lange søkabler, vil der altid anvendes sluttet skærm. For lange kabler er åben skærm ikke en reel mulighed på grund af størrelsen på inducerede spændinger i skærmen, som er proportional med længden af kablerne.
Søkabler laves enten som 1-lederkabler ligesom landkabler, eller som 3-lederkabler.
3-lederkabler kan i dag leveres på spændinger helt op til 400 kV (Lillebæltskablerne). På grund af begrænsninger i udlægningsfartøjernes lasteevne (vægt/volumen) kan 1-lederkablerne in- stalleres over længere afstande end 3-lederkabler uden brug af offshore samlemuffer, men kræver samtidig tre udlægninger og efterfølgende beskyttelse i havbunden. I dag anvendes i de fleste tilfælde 3-leder søkabler.
1-fasede søkabler
Ved denne opstilling bruges der tre 1-fasede søkabler i flad forlægning, der danner et 3-faset kabelsystem. De tre kabler udlægges med en afstand på minimum ca. 50-100 m af hensyn til den efterfølgende beskyttelse samt for at eventuelle skader, forårsaget af ankre, rammer så få kabler som muligt.
Disse kabler kan også bruges som strandkabler, det vil sige i områder på land med meget våd jord og som en overgang fra søkabel til landkabel. I enkelte tilfælde kan 1-fasede søkabler uden armering også bruges som strandkabel.
Særligt for 1-fasede søkabler gælder, at for at de skal have rimelig overføringsevne og over- kommelige tab, skal de have en samlet resistans af skærm og armering på ca. samme størrelse som lederen. Derfor anvendes oftest kobberarmering med samme tværsnit som lederen (som grov tommelfingerregel), hvilket dog også bevirker, at dette er en relativt dyr løsning i forhold til 3-fasede søkabler – hvilket yderligere fordyres af en mere omfattende installationsindsats.
En 1-leder løsning vil trods kobberarmering stadig have højere tab end en 3-leder løsning.
3-fasede kabler
På grund af blandt andet højere omkostninger for udlægning/nedgravning af søkabler end for landkabler, udføres søkabler ofte som et enkelt 3-fasekabel i stedet for tre 1-fasekabler.
Figur 3 3-fasede søkabler. Til venstre fyldmateriale af plastik, til højre fyldmateriale af garn
3-fasekablerne består af tre 1-leder kabler, hver med ekstruderet blykappe. Imellem kablerne er et fyldmateriale af PP-garn eller af plastprofiler, der sikrer, at kablet bliver rundt, så den fælles armering rundt om hele kablet lægger sig pænt og så punkttrykket på de enkelt faser jævnes ud. Fordi kablerne ligger i tæt trekant, reduceres skærm- og armeringstabene væsent- ligt i forhold til tre kabler i flad forlægning.
De fleste søkabler i det danske transmissionsnet er 3-fasede, fx alle havmølleparkerne, mens nogle korte krydsninger er udført med 1-leder kabler uden armering, fx Guldborgsund og Mas- nedsund.
De væsentligste fordele og ulemper ved både 1-fase- og 3-fasesøkabler listes i Tabel 3 1- fasede-vs 3-fasede søkabler - baseret på tabel på side 12 i Ref. 5.
.
1-leder 3-leder
Fordele Fordele
Større nominel strøm (pga. muligt større ledertværsnit)
Længere leverancelængder (afhængigt af kabelskib)
Færre on site-samlinger
Lavere reparationsomkostninger
Øget sikkerhed - et fjerde kabel kan senere tilføjes
Kun en udlægningsomgang
Én "trench" i havbunden og dermed billige- re installation
Balanceret magnetisk felt Lave skærmstrømme Lavere tab
Lavere beskyttelsesomkostninger Muligt at integrere fiberkabel
Ulemper Ulemper
Højere kabel pris Tre udlægningsomgange Kræver tre "trench" i havbunden Højere magnetisk felt
Højere skærmstrømme Højere tab
Højere beskyttelsesomkostninger Ikke muligt at integrere fiberkabel
Lavere nominel strøm Kortere leverance længder Flere on site-samlinger
Større reparationsomkostninger
Sikkerhed af kabelsystem formindskes – alle tre faser skal repareres efter fejl
Færre leverandører med erfaring
Tabel 3 1-fasede-vs 3-fasede søkabler - baseret på tabel på side 12 i Ref. 5.
Leder 2.1.3
Selve lederen i en kabelcore kan være af forskellig opbygning og materialer. Hver type har forskellige egenskaber, som fx vægt, bøjningsradius og overføringsevne, der alle indgår i det endelige valg af leder.
Materiale 2.1.3.1
Ledermaterialet er altid kobber eller aluminium. Valg af ledermateriale er baseret på flere faktorer, blandt andet behov for overføringsevne, ledermaterialets pris, tab på grund af AC- resistivitet, materialets styrke og vægt osv. Der findes derfor ikke et entydigt svar på, om kob- ber eller aluminium altid skal bruges under visse forhold. Det er altid en vurdering ud fra flere parametre og for hvert enkelt kabelprojekt.
Kobber er et forholdsvis tungt metal med en massefylde på 8,94 g/cm3. Dette gør, at for kabler med leder af kobber kan det være vægten, som er begrænsende for leverancelængder. Kobber har også en lav elektrisk resistivitet (0,0175 µΩ · m), hvilket enten resulterer i en større overfø- ringsevne på grund af mindre tab i lederen end i en aluminiumleder af samme størrelse, eller at der anvendes et mindre ledertværsnit med samme tabsgrad end ved brug af en aluminium- leder. En kobberleder anvendes som massiv leder kun op til 300-400 mm². Prisen på kobber svinger meget, hvilket gør, at der kan forekomme store ændringer i priser, fra kabeludbud udsendes, og indtil en eventuel aftale indgås.
Aluminium har en højere resistivitet end kobber (0,0282 µΩ · m) og derved højere elektrisk tab.
På grund af prisforskellen mellem kobber og aluminium, er de fleste nye kabler installeret med aluminiumleder. Aluminium har endvidere den fordel, at det er meget lettere end kobber med en massefylde på kun 2,70 g/cm3, og kan derfor bidrage til længere maksimal kabellængde pr.
kabeltromle, hvor det er tromlestørrelse/produktionslængden, der er den begrænsende faktor for leverancelængder. Aluminiumlederen er dog mekanisk svagere end en kobberleder, og kan derfor ikke trækkes og bøjes med det samme styrke. En aluminiumleder kan fås som massiv, som i sig selv er langsgående vandtæt, op til i hvert tilfælde 2.000 mm². Det er dog ikke alle leverandører, der har massive ledere i deres sortiment.
Design 2.1.3.2
Kabelledere er i princippet alle opbygget af aluminium- eller kobbertråde, hvor antal, størrelse og form kan variere fra kabel til kabel.
Lederne kan inddeles i følgende fire hovedkategorier: Massiv leder, trådleder, profiltrådsleder og segmenteret leder.
Massiv leder
Oval leder Hul leder
Tråd- eller
kompakteret leder Profiltrådsleder Hul profiltrådsleder
Segmenteret, hul segmenteret eller milliken
leder
Figur 4 Forskellige lederdesigns
Massiv leder er, som navnet antyder, lavet af en enkelt massiv metaltråd. Dette er en enkelt opbygning og er forholdsvis nem at lave. Ulemper ved brug af en massiv leder er, at denne er meget stiv, især ved tværsnit over 1.600 mm²for aluminium og 240 mm² for kobber. Desuden er den udsat for en strømfortrængning (skineffekt), der formindsker kablets overføringsevne og fra magnetfelter fra nærliggende ledere (næreffekt), herunder de andre faser af samme AC- system.
Trådleder (stranded conductor) er lavet af koncentriske lag af runde tråde, der bliver snoet helisk sammen. Denne konfiguration giver en mere fleksibel leder, der er nemmere at bøje. Da trådene er runde, vil der være hulrum imellem trådene, der formindsker lederens fyldfaktor og gør, at kabellederens yderdiameter for fastholdt kvadrat bliver større For at minimere disse hulrum, bliver lederen trykket sammen undervejs i produktionsprocessen og så kaldes det en komprimeret trådleder. En komprimeret trådleder er som massiv leder udsat for strømfor- trængning. På grund af hulrummet mellem de enkelte tråde, vil en trådleder ikke i sig selv være langsgående vandtæt. Derfor kan de enkelte lag indeholde kvældbånd eller lignende, eller hulrummene være fyldt med kvældpulver (anvendes i dag kun sjældent af HSE hensyn i pro- duktionen) for gøre lederen langsgående vandtæt. En trådleder er marginalt dyrere at produ- cere end en massiv leder.
Profiltrådsleder (keystone conductor) er en ledertype, hvor trådene ikke er runde, men formet således at rummet mellem nærtliggende tråde minimeres, derved opnås øget effektivt leder- tværsnit. Ved denne type bliver hule ledere til tyndoliekabler mere stabile, da profiltrådene støtter op ad hinanden, og der er mindre risiko for kollaps med isolationen. Denne type er ganske dyr og anvendes hovedsageligt på oliekabler, hvor man vil begrænse oliemængden mest muligt, eller for DC-kabler, hvor kablets diameter er af stor betydning for dets produkti- onspris. Også produktionsmæssige begrænsninger hos leverandørerne kan gøre, at disse fore- trækker denne leder. En profiltrådsleder er som massiv leder udsat for strømfortrængning.
Segmenteret leder (Milliken) er en trådleder, hvor lederens tråde er delt op i segmenter (nor- malt 4-6 segmenter), der isoleres fra hinanden med bånd eller papirvikling. Desuden er hvert segment snoet rundt, og de enkelte lag kan på specielt kobberledere også isoleres med bånd eller papir. Denne konstruktion sikrer, at lederens strømfortrængning og næreffekt minimeres, og overføringsevnen øges for større tværsnit. Disse ledere er selv ved store tværsnit fleksible.
Den største ulempe er, at produktionen af disse ledere er en lidt mere kompliceret proces, og de er dermed dyrere at producere end andre ledertyper, hvilket gør at de ikke anvendes så ofte.
Figur 5 Segmenteret leder (Milliken)
Massiv leder Kompakteret trådleder
Profiltrådsleder Segmenteret leder (Milliken)
Fyldfaktor 100 % Ca. 95 % Ca. 98 % <90 %
Langsgående vandtæthed
100 % Skal have kvæld-
bånd/ kvældpul- ver/ tråde
Normalt kun i oliekabler
Skal have kvæld- bånd/ kvældpul- ver/tråde Relativ omkost-
ning
Lav Middel Høj Høj
Strømfortræng- ning
Betydelig Cu:>1000 Al: >1600
Betydelig Cu:>1000 Al: >1600
Betydelig Cu:>1000 Al: >1600
Reduceret for store tværsnit
Konstruktion Enkel Enkel Kompliceret Meget komplice-
ret Tabel 4 Egenskaber for forskellige ledertyper, (baseret på Ref. 6)
Lederskærm og isolationsskærm 2.1.4
Inderst ved selve lederen ligger lederskærmen, et tyndt lag af halvledende polymer, der sørger for at udglatte eventuelle ujævnheder af lederens overflade. Derved opnås en homogen forde- ling af det elektriske felt i overgangen mellem leder og isolation.
Yderst, over selve isolationen, ligger isolationsskærmen som et tyndt lag udenom isolationen.
Isolationsskærmen er ligesom lederskærmen lavet af halvledende polymer, som ekstruderes og krydsbindes sammen med isolationen, for at sikre en jævn feltfordeling mellem isolation og skærm.
Til forskel fra kabler ved lavere spændinger, er isolationsskærmen på højspændingskabler altså fast bundet til isolationen og ikke stripbar.
Isolation 2.1.5
HVAC-kabler fremstilles i dag næsten udelukkende med krydsbundet polyethylen (XLPE) isola- tion. På engelsk Cross(X) Linked PolyEthylene. Denne type isolation har været brugt i Danmark til elektriske kabler siden slutningen af 1970'erne. Oprindeligt blev XLPE-kabler kun brugt til 10 kV og 20 kV, men i dag findes XLPE-kabler op til 500 kV Ref. 6.
Fordelen ved brug af XLPE-isolation er de lave dielektriske tab i isolationen, samt at omfanget af vedligehold er mindre end fx for olieisolerede kabler. Desuden er XLPE-kabler oliefrie, hvilket gør dem mere attraktive ud fra et miljømæssigt synspunkt. Der findes endvidere nyere alterna- tiver til XLPE der altid bør overvejes. Eksempelvis leverer Prysmian et termoplastisk isolerings- materiale, der hedder P-Laser, der har egenskaber på linje med XLPE, og med den betydelige fordel at det ikke behøver at afgasse.
HVDC-kabler fremstilles stadig med MI-isolation (Mass Impregnated paper), men også på dette område er XLPE blevet brugt på spændinger op til 525 kV. Da der i de senere år udelukkende er leveret AC kabler med XLPE isolering, samt at der ses øget brug af XLPE til DC-kabler, er der valgt kun at behandle XLPE-isolation i dette afsnit. Dog bør det noteres, at andre former for ekstruderede isoleringsmaterialer kan komme på tale i løbet af få år.
PEX-isolation 2.1.5.1
Figur 6 PEX-isolerede kabler Ref. 4
Isolationen i PEX-kabler ekstruderes på lederen med leder- og isolationsskærmene i én proces kaldet triple ekstrudering.
Rundt om lederskærmen findes selve PEX-isoleringen. Krydsbindingen af polyethylen- materialet gør, at det ikke er termoplastisk, hvilket bevirker at materialet ikke bliver flydende ved opvarmning, og derved kan der tillades en ledertemperatur på 90°C for PEX-kabler ved varig drift og 250 °C ved kortslutning.
Under produktionen af PEX-kabler påføres kablet et eksternt tryk, der opretholdes indtil kablet er tilstrækkeligt afkølet. Dette sikrer at der ikke dannes hulrum i isolationen, men bevirker også, at alle biprodukter fra krydsbindingen, fx metangas, fordeles uniformt i isolationen. For at komme af med disse biprodukter, skal kablet igennem en afgasningsproces. Dette gøres ved at afgasse kablet, før en eventuel metallisk skærm påføres, i et rum ved høj temperatur 50 °C til 80 °C i nogle dage Ref. 7.
Selve isolationsmaterialet findes i forskellige kategorier, der beskriver renhedsgraden af mate- rialet. For PEX-producenten Borealis benævnes disse kategorier "superclean at standard-grade compound" og "superclean EHV-grade compound" Ref. 8. Andre fabrikanter benytter andre kategorier og benævnelser.
I grunden er begge materialer af samme sammensætning, men kvalitetssikringen er noget højere ved EHV-materialet. Under produktionen af PEX-materiale sker der en screening hos producenten, der udelukker urenheder typisk større end 100 µm.
Når standardmaterialet screenes, tages 0,5 pct. af det færdiglavede materiale ud til inspektion.
Ved screening af EHV-materialet, tages 2 pct. af det færdiglavede materiale ud til inspektion.
Forskellen mellem de to typer er altså ikke nødvendigvis væsentlig, idet det mere kan handle om omfanget af kvalitetssikring end PEX-materialets indhold.
Derudover tilføjes EHV-materialet et tilsætningsstof, der øger gasningen under selve produkti- onen. PEX-materialet afgasses dog altid efter produktion. Dermed er der ikke stor forskel på gasindholdet i det endelige resultat af forskellige materialer.
Der findes ingen regel for, hvilke materialer der skal vælges for bestemte spændinger, men dette er ofte afhængigt af prisforskellen mellem de to materialer og producentens anbefalin- ger. En forudsætning for at vælge et lavere subjektivt kvalitetsniveau er dog, at alle langtids- tests er udført med samme materiale.
Metallisk skærm 2.1.6
Skærmen fungerer både som en mekanisk og en elektrisk beskyttelse af kablet.
Skærmens funktioner er:
At returnere kablets kapacitive ladestrøm under driftsforhold uden at overstige det til- ladelige spændingsfald langs skærmen.
At lede fejlstrøm i tilfælde af jordfejl på kablet, indtil kablet frakobles, uden at oversti- ge den maks. tilladelige kortslutningstemperatur for den pågældende kabeltype.
At reducere den elektriske indflydelse af kablets omgivelser i tilfælde af fx jordfejl.
Mekanisk beskyttelse af isolationen.
Skærmen, sammen med kvældbånd/kvældpulver, fungerer også som radial og langs- gående vandtæthed af kablet.
De første tre punkter, især kablets egenskaber i fejltilfælde, kræver et bestemt minimums- tværsnit af skærmen. I Energinet designes skærmen som regel ud fra en termisk kortslutnings- strøm på 40 kA i 500 ms. Andre værdier kan dog anvendes, hvor det er relevant fx på veldefi- nerede radiale forbindelser som vindmølleparker. Designes kablet til et lavere energigennem- slip (I2t), vil skærmens tværsnit skulle være mindre, hvorfor prisen, alt andet lige, vil være lave- re.
Der anvendes forskellige skærmtyper i højspændingskabler, og disse listes nedenfor.
Trådskærm af aluminium eller kobber, er snoet langs kablet, men yder en begrænset beskyttel- se mod mekanisk skade. Trådskærmen bruges som regel sammen med et tyndt sammenlimet laminat, normalt af aluminium og PE, der sikrer radial vandtæthed af kablet.
Laminatet med PE-lag anvendes, så det bindes til PE-kappen under ekstruderingen af denne.
Dette giver bedre mekanisk styrke mod termomekaniske påvirkninger under drift.
Foliekappe uden skærmtråde som regel af aluminium-PE laminat, limet og/eller svejset (af- hængig af tykkelse) for at sikre radial vandtæthed.
Blykappe anvendes som regel kun på søkabler, idet bly er giftigt og kan (ved uhensigtsmæssig håndtering) belaste miljøet. I EU er det forbudt at importere og sælge produkter med bly, dog med undtagelse af visse produkter, herunder søkabler og kabler over 100 kV. Denne kappe sikrer radial vandtæthed og mod korrosion.
Vandtæthed 2.1.6.1
Vandtæthed er evnen, for et tørt kabel, til at modstå indtrængning af vand. For søkabler og kabler, der ligger i våde områder på land, kan det kræve lidt mere kompliceret design for at sikre kablets vandtæthed.
Utætheder i PE-kappen på kablet kan betyde en hurtig indsivning af vand i kablet, hvilket på længere sigt kan medføre nedbrud af kabelisolationen. Disse utætheder vil typisk opstå i for- bindelse med graveskader og naturlige bevægelser i jorden. Selv mindre sten vil kunne gen- nemtrænge kappen.
Ved en større skade på kablet vil vand også få adgang til lederen. For at der ikke skal skiftes lange længder kabel efter en skade, kræves derfor langsgående vandtæthed af kablet i alle lag.
En PE-kappe er dog i sig selv ikke fugttæt, da der som i alle polymermaterialer med tiden vil kunne migrere fugt gennem kappen, og derfor kræves der også radial vandtæthed.
Det skal bemærkes, at selv om PE-kappen er intakt, udgør den ikke en vandspærring. Afhængig af omgivelsernes fugtighed vil der langsomt kunne diffundere fugt gennem kappen. Hvis denne fugtdiffusion skal forhindres i at brede sig ind i isolationsmaterialet og derved skabe vandtræer, skal kablet være udført som radialt vandtæt, dette kan kun opnås med et metallisk lag. Kablers vandtæthed deles derfor op i to kategorier, langsgående- og radialvandtæthed.
Langsgående vandtæthed
Langsgående vandtæthed er blandt andet afhængig af kablets ledertype. En massiv leder er pr.
definition langsgående vandtæt, og vand i selve lederen er udelukket. Interfacet mellem isola- tionssystemet og lederen skal dog også sikres mod vandindtrængning. For ledere, som er op- bygget af snoede, runde tråde eller profiltråde, vil der forekomme hulrum imellem trådene, hvor fugt kan sive ind langs kablet. For at forhindre dette er det nødvendigt at tilsætte kvæld- pulver/kvældbånd under fremstillingen af leder for at sikre kablets langsgående vandtæthed.
For at kablet er langsgående vandtæt, skal der også tilføjes kvældbånd/kvældpulver med ka- belskærmen. For skærme, der kun består af folie, tilføjes som regel kvældbånd/kvældpulver kun på indersiden af skærmen, mens der for skærme af både tråde og folie tilføjes kvæld- bånd/kvældpulver på hver side af skærmtrådene, men ikke på ydersiden af folien.
Hvis der opstår fejl på kablet, mens kablet er i drift, bør vandindtrængning langs kablet, enten i selve kabellederen eller langs skærmen, begrænses så vidt muligt. Det vil minimere den læng- de kabel, der er nødvendig at skifte ud under reparationen.
Der findes eksempler på kappefejl konstateret på kabler, der ikke er opbygget som langsgåen- de vandtætte kabler, hvor fugten har bredt sig over en strækning på flere hundrede meter fra skadestedet.
For søkabler anvender nogen en asfalt-baseret kompound, som fylder hele lederen op, even- tuelt sammen med et kvældbånd omkring lederen.
For landkabler typetestes kablerne normalt til en maksimal vandindtrængning på 6-8 m. For søkabler er den maksimale vandindtrængningslængde ikke fast defineret, men der accepteres generelt værdier på 30-60 m.
Radial vandtæthed
På grund af krav til kablers radiale vandtæthed, frarådes det kun at anvende kabelskærm af tråde, da de ikke sikrer, at vand udefra ikke kan trænge ind i kablets isolation og forårsage vandtræer.
Radial vandtæthed kan opnås gennem anvendelse af: En ekstruderet blykappe, en foldet og limet og/eller et sammensvejst aluminiumlaminat. Normalt anvendes et aluminiumlaminat i landkabler, mens bly er mere anvendt i søkabler på grund af øget risiko for korrosion. Af disse muligheder er den ekstruderede blykappe bedst til at sikre kablets vandtæthed. Blykappen gør kablet væsentligt dyrere og meget tungere end andre metoder. Brug af bly har desuden nega- tive miljøpåvirkninger ved håndtering, der gør at det frarådes, hvis muligt.
Kabelkappe og kabelmærkning 2.1.7
Kappen på landkabler er som regel af ekstruderet PE, derfor også kaldet PE-kappe. For kabler på spændinger over 100 kV, bør kappen være af HDPE (High Density Polyethylene), der giver en effektiv beskyttelse af kablet mod beskadigelse under udtrækningen.
Kappen har en trefoldig funktion. Som mekanisk beskyttelse, som korrosionsbeskyttelse og som elektrisk isolation i de tilfælde, hvor metalskærmen er enkeltpunktsjordet eller krydskob- let. Et tyndt halvledende lag er normalt ekstruderet ovenpå kappen. Med dette lag er det mu- ligt at foretage kappetest på kablet, på tromlen efter kabeludtræk inden det tildækkes og efter tildækning, uanset jordbundens beskaffenhed samt i forbindelse med rutinetest af kablet.
Tidligere anvendtes et grafitlag som halvledende lag, dette accepteres ikke længere i Energi- net.
På kabelkappen for landkabler bør følgende informationer fremgå:
Kabeltype.
Leverandørnavn.
Nominel spænding.
Ledertværsnit.
Skærmtværsnit.
Metermarkering.
Produktionsidentifikation (af hensyn til sporbarhed).
For søkabler er hele kabelkappen på de fleste typer kabel halvledende for at sikre effektiv jor- ding af skærmen på hele søkabelstrækningen og dermed undgå inducerede spændinger i ka- belskærmen på lange kabellængder.
Derudover vil dette forhindre punktvis korrosion, hvis kappen beskadiges. For et søkabel vil dette være et meget større problem end for et landkabel.
Kabelarmering (søkabler) 2.1.8
Under udtrækning af søkablet, bliver kablet normalt påvirket af store trækkræfter der kan volde skade på kablet under håndteringen. Derfor skal søkabler designes til at kunne tåle større trækkræfter end landkabler.
Hvor store trækkræfter søkabler skal kunne tåle, kan beregnes ud fra følgende formler fra Ref.
10.
For dybder under 500 m
Formel 1
For dybder over 500 m (omkring Danmark kun den norske rende)
Formel 2 I begge formler gælder, at:
er trækkræften er kablets vægt i vand er vanddybden
er bundtrækket på kablet
er den dynamiske spænding i Newton.
For at kunne tåle disse kræfter, udstyres søkabler med armeringslag imellem PE-kappen og søkablets ydre lag. Armeringen består normalt af tykke tråde af kobber, galvaniseret stål, rust- frit stål eller en blanding af stål- og plastiktråde.
Figur 7 1-lederkabel med armering Ref. 4
Materiale og udformning af armeringen, er projektspecifikt og afhængigt af forskellige betin- gelser, fx udlægning, operation, tab og omkostninger.
Armering dækkes med flydende asfalt(bitumen), som en del af korrosionsbeskyttelsen.
Uden på armingen lægges to lag polypropylene-garn som ydre beskyttelse og for at holde på asfalten. Polypropylene-garnet er en delvis våd dækning, hvor armeringen er i kontakt med vandet, hvilket forebygger punktkorrosion i forhold til en heldækkende kappe Ref. 6.
Søkabler, som anvendes i fx lange underboringer, hvor der kræves større mekanisk holdbarhed mod slid under udtrækningen, kan have en ydre kappe af HDPE i stedet for PP garn.
For 1-fasesøkabler i flad forlægning med stor afstand, vil de forholdsvis store magnetfelter inducere hvirvelstrømme (eddy-currents) og fremfor alt langsgående inducerede strømme i samme størrelsesorden som lederstrømmen og derved medføre store tab i armeringen.
For at øge overføringsevnen for 3-ledersøkabel med stålarmering, er det muligt at udskifte en del af ståltrådene med plastiktråde eller anvende legeret stål, som har højere resistans (ek- sempelvis rustfrit stål). Det første kan dog reducere, hvor store trækkræfter kablet tåler og den mekaniske beskyttelse. Ref. 4.
I 3-leder-søkabler ligger de tre faseledere i en tæt trækant, hvilket reducerer det resulterende magnetfelt betydeligt. Derfor vælges ofte en armering af stål fremfor en armering af kobber.
Der vil dog stadig være et væsentligt bidrag fra hvirvelstrømme.
Præcis hvor store tabene i armering i 3-leder kabler er, er usikkert. Beregninger i henhold til IEC 60287 giver et forholdsvist højt tab, men er formentligt for pessimistisk. Der er dog ikke andre standardiserede beregningsmetoder i øjeblikket.
Tilbehør 2.2
Samlemuffer 2.2.1
Et kabel kan leveres i strækninger på op til ca. 1.500 m på 400 kV og endnu længere for lavere spændinger. Kabellængderne leveres så lange som muligt, med dertil hørende få samlinger - særligt på 400 kV AC og MI kabler, hvor mufferne er relativt dyre. Oftest ønsker man dog at begrænse kabellængderne af installationshensyn, så man ikke skal have alt for lange kabelgra- ve åbne ad gangen, men 1.500 meter er i praksis et fungerende kompromis.
Muffesamlingerne er sårbare og står for en væsentlig andel af fejl i forbindelse med landkabler, hvorfor det er vigtigt at installationen af samlingerne foregår under kontrollerede forhold, som fx i tørre og støvfrie omgivelser.
Samlemuffer anvendes også til krydskoblinger. Der findes også såkaldte T-muffer, som anven- des for at samle to kabler til en. Disse muffer benyttes kun i specielle tilfælde og anvendes som regel ikke i Danmark. De er derfor ikke med i denne beskrivelse.
Der findes to overordnede typer af samlemuffer:
Præfabrikerede samlemuffer
Vulkaniserede samlemuffer
I dag bruges udelukkende præfabrikerede samlemuffer til nye kabelanlæg. Derfor vil der læg- ges vægt på beskrivelsen af disse muffer i følgende afsnit.
Vulkaniserede muffer 2.2.1.1
Vulkaniserede muffer vulkaniseres ved installation af muffen. Materialet er det samme som det kablet ekstruderes af, og vulkaniseringsprocessen (krydsbindingen) foregår omtrent som under fremstillingen af kablet: Ved at påføre tryk og varme.
Materialet kan påføres ved enten at vikle det på eller støbe i en form om kablet. Lederen svej- ses for at beholde kables dimensioner, så en vulkaniseret muffe behøver ikke være mere end et par mm større end selve kablet.
Vulkaniserede muffer kan umiddelbart anvendes til overgangsmuffer mellem kabler med for- skellige dimensioner, uden at skulle vente på at specielle stresskonusser fremstilles som ved præfabrikerede overgangsmuffer, og til fleksible fabriksmuffer på lange søkabler, hvor præfa- brikerede muffer kun kan anvendes til stive muffer.
Der foregår udvikling af vulkaniserede muffer hos søkabelleverandørerne, men indtil videre ser 220 kV ud til at være grænsen for AC og 320 kV for ekstruderede DC-kabler.
Præfabrikerede muffer 2.2.1.2
Præfabrikerede muffer er fremstillet på fabrikken og samles på kabelenderne i kabelgraven.
Præfabrikerede samlemuffer kan opbygges på to måder. Enten som en komplet muffekrop (én kropsmuffe), eller som en muffe bestående af to separate stresskonusser/adaptere og en cen- tral muffekrop (3-kropsmuffe). Den principielle opbygning af den komplette muffetype er vist i Figur 7 1-lederkabel med armering Ref. 4.
.
Leder
Kabel- isolation
Skærm
Yderkappe Ledersamling, svejset
eller skrueforbinder
Krymperør Halvlederskærm (isolationsskærm)
Muffekrop
Muffeskærm
Figur 8 Principiel opbygning af præfabrikeret samlemuffe Ref. 11.
En énkropsmuffe har en forholdsvis lille tolerance for forskelle i isolationsdiameter mellem de to kabelender, hvorimod en 3-kropsmuffe uden problem kan anvendes som overgangsmuffe.
Præfabrikerede muffer kan leveres som almindelige gennemgangsmuffer, hvor leder og skærm er forbundet i længderetningen eller som en jordings- og krydskoblingsmuffe med elektrisk adskillelse af skærmen i længderetningen.
(a)
(b)
Figur 9 Præfabrikeret komplet kabelmuffe til 52-132 kV, (a) med skærmseparation og (b) uden skærmseparation Ref. 12
Muffen, der vises i Figur 9, (a) og (b), er opbygget af en enkelt muffekrop fremstillet af højela- stisk silikone. Styringen af det elektriske felt i muffen sker ved hjælp af en feltstyringskonus i overgangszonen mellem kabel og muffe, samt af en halvledende cylinderformet feltstyringsen- hed over selve presforbinderen.
(a)
(b)
Figur 10 Kabelmuffe af to separate stresskonusser til 145-170 kV, (a) uden skærmseparation og (b) med skærmseparation Ref. 12
Mufferne, vist i Figur 10 og Figur 11, (a) og (b), er opbygget af to stresskonusser/-adaptere og en central muffekrop - alle af EPDM gummi. (a) er udført som ligeløbsmuffe og (b) er udført med skærmseparation og koaksialt udtag til linkboks.
Figur 11 Kabelmuffe af to separate stresskonusser til spændinger op til 420 kV. (a) uden skærmseparation og (b) med skærmseparation Ref. 12
Den væsentligste fordel ved præfabrikerede muffer er, at de enkelte dele i muffen bliver ruti- netestet, inden de forlader fabrikken.
Afprøvning af præfabrikerede muffer bliver udført i henhold til gældende IEC-standarder. Her- ved har man fjernet en del af montageusikkerheden fra installationen, idet vitale dele af muf- fen er afprøvet inden montagen finder sted.
Ulempen ved præfabrikerede samlemuffer er, at muffen er stiv og som regel skal monteres i kabelgraven i dens permanente position. Præfabrikerede muffer kan, i specielle tilfælde, instal- leres på en montagebuk eller oven for muffehullet og derefter monteres i muffehullet, men de kan ikke flyttes efter montering.
Overgangsmuffer for søkabelanlæg 2.2.1.3
Overgangsmuffer mellem sø- og landkabler er normalt en stiv samling lavet af præfabrikerede muffer, uden armeringssamling. Afprøvninger af overgangsmuffer for søkabelanlæg bør følge relevante afsnit i standarder og rekommandationer for landkabler.
De mekaniske krav for overgangsmuffer for søkabelanlæg kan variere for forskellige tilfælde.
Hvis søkablet er nedspulet i flad havbund, og overgangsmuffen placeres ved kysten, kan det kræves, at armeringen kun jordes, hvorimod det i tilfælde af stejle bakker ved kysten, kan være nødvendigt at fæstne søkablets armering. Denne problemstilling bør behandles for hvert en- kelt projekt Ref. 5.
Linkbokse 2.2.2
Linkbokse anvendes til krydskobling af kablets skærm for lange kabelsystemer og på de direkte jordede skærme i et krydskoblet system, for let at kunne afkoble skærmen, når kappen skal testes.
(a) (b)
Figur 12 Linkboks med direkte jording af skærmen (a) og Linkboks, hvor skærmen kryds- kobles (b).
Figur 13 Linkboks "blackbox", hvor boksen leveres lukket fyldt med kompound og seks korte linkkabler, som muffes sammen med linkkablerne fra kabelskærmen. Link- kablerne fra samlemufferne muffes sammen med boksens linkkabler.
Linkboksene skal være vandtætte for at sikre at vand i omgivelserne ikke siver ind i linkboksen og forårsager en kortslutning af kabelskærmene. Derfor er det meget vigtigt, at der ikke bores huller i eller laves andre tiltag, der ødelægger linkboksens vandtæthed.
For at sikre at linkboksen holdes fri for vand, kan den fx fyldes op med en kompound, der hin- drer vandindtrængning i linkboksen. Der er også fare for at vand siver fra linkbokse og videre ind i kablets muffer. Derfor er det vigtigt, at selve linkkablerne er langsgående og helst også radialt vandtætte.
I krydskoblingslinkboksene placeres der overspændingsafledere, også kaldt SVL (Surge Voltage Limiter), der beskytter kabelskærmen mod overspændinger ved stødstrømme i lederen. I an- dre linkbokse er kabelskærmene kortsluttet og koblet til jord. En overspændingsafleder er kun designet til at beskytte mod høje overspændinger i form af lyn m.m., men ikke i form af kort- slutningsfejl. En kortslutningsfejl har for stor energi til, at SVL'en kan beskytte mod den, derfor må SVL'en ikke lede i tilfælde af en kortslutning.
En SVL dimensioneres ved en øvre og nedre grænse:
Minimal SVL-størrelse skal kunne modstå den inducerede AC-spænding, der opstår under nor- mal drift eller under en kortslutning.
Maksimal SVL-størrelse er begrænset af restspændingen , som opstår under en 10kA8/20µs bølge, der repræsenterer en vandrebølge fra et lynnedslag. Denne øvre grænse bør være lavere end den testede impulsspænding over skærmseparationen i en samlemuffe.
Dertil tillægges typisk en sikkerhedsmargin på 20 pct. på grund af den transiente vandrebølge i linkkablerne ved maksimalt 10 m linkkabel.
Det er normalt kabelleverandørens ansvar at foretage denne dimensionering af SVL'erne, men beregningerne bør kontrolleres af netselskabet, idet skærmen ved fejldimensionerede SVL'er ikke kan regnes for værende beskyttet. Når ansvaret for beregningen ligger hos Energinet, kan de detaljerede retningslinjer i dokument 17/17027-3 anvendes til at dimensionere SVL'erne.
Når en linkboks fyldes med kompound, må kompounden ikke overflyde SVL'er eller koblings- blik, da den så ikke kan udskiftes ved fejl.
Ved arbejde i linkbokse kan det være nødvendigt at tage hensyn til inducerede spændinger på grund af parallelførte anlæg.
Linkkabler 2.2.3
Der findes to typer linkkabler, koaksial- og 1-leder linkkabel. Linkkabler skal være langsgående og vandtætte. Kabler der også er radialt vandtætte foretrækkes. Hvis der optræder vand i link- bokse, er det vigtigt at vandet ikke kommer videre ind i muffen og højspændingskablet.
Figur 14 Flettede linkkabler Ref. 16.
Ved systemfrekvensen, 50 Hz, er linkkablernes indflydelse på skærmspændinger ubetydelige, men for transiente fænomener kan linkkablerne have en betydelig indvirkning på skærmspæn- dingen.
Ved brug af et 1-leder linkkabel kan spændingens overshoot reduceres ved at bruge et flettet linkkabel, der har en lavere induktans end et ikke-flettet kabel Ref. 17.
Det koaksiale linkkabel har en lav bølgeimpedans og induktans i forhold til 1-lederkabler. Den koaksiale type anbefales frem for 1-leder. Koaksialt kabel sikrer, at der altid er samme afstand mellem de to ledere hele vejen mellem kabelmuffe og linkboks. Koaksiale linkkabler fås også som flettede ledere.
Endeafslutninger 2.2.4
Ved terminering af kabler, enten ved transformerstationer eller ved overgangsstationer, an- vendes endemuffer til at tilslutte kablerne til stationsanlæg eller overgangsstationer til luftled- ninger.
Endemuffer 2.2.4.1
Kabelendemuffer til højspændingskabler kan grundlæggende opdeles i to hovedtyper:
Friluftsendemuffer til anvendelse ved åbne (oftest udendørs) kabeltermineringer.
GIS-endemuffer til anvendelse ved kapslede (oftest indendørs) kabeltermineringer.
2.2.4.1.1 Friluftsendemuffer
Friluftsendemuffer kan være udformet som olie- eller SF6-fyldte porcelænsendemuffer, olie – eller SF6-fyldte kompositendemuffer – eller tørre komposit- eller kunststofsendemuffer. Den principielle opbygning af de tre typer er vist på Figur 15
(a) (b) (c)
Figur 15 Principiel opbygning for tre typer af friluftsendemuffer. (a) Oliefyldt endemuffe af porcelæn (≤ 82 kV) [Ref. 12, s.91], (b) Oliefyldt friluftsendemuffe af kompositmateria- le (≤ 420 kV) [Ref. 12, s.94] og (c) Tør friluftsendemuffe af kunststof (≤ 72 kV)
Porcelænsmateriale har længe været anvendt til kabelendemuffer, hvorfor der er opnået stor erfaring med disse muffer på alle spændingsniveauer.
Porcelænsendemuffer har den ulempe, at de kan være vanskelige at producere samt at der er risiko for, at porcelænet eksploderer under en intern fejl i endemuffen. En sådan eksplosion kan ud over personskade også medføre beskadigelse af andre højspændingsapparater (inklusi- ve de øvrige endemuffer) i nærheden af den fejlramte endemuffe.
Ligeledes er endemuffer af porcelæn tungere at håndtere under installation og mere følsomme over for hærværk (beskydning) end andre typer. Endemuffer af porcelæn kan leveres for alle spændinger, og de er fortsat typisk anvendt ved DC-kabler.
Komposit dækker over "sammenføjning" af flere materialer for at skabe et materiale, der ud- nytter de oprindelige materiales elektriske og mekaniske egenskaber, når de sættes sammen.
Typisk vil en kompositendemuffe eller isolator bestå af en glasfiberkerne (komposit), der dæk- kes af silikonegummi (kunststof). Silikonegummi er i modsætning til eksempelvis EPDM-gummi i stand til at bevare hydrophobiciteten på overfladen (Det vil sige evnen til at opsamle vand i adskilte dråber på isolatoroverfladen).
Visse kompositmaterialer kan være sårbare over for krybestrømme, men ved at anvende sili- konegummi som det ydre lag, reduceres risikoen betydeligt for forurening og dermed eventu- elt dannelse af krybestrømme på ydersiden. Der er dog risiko (fx i tilfælde af vandindtræng- ning) for dannelse af krybestrømme på indersiden, hvorfor det især er vigtigt for tørre kompo- sitendemuffer, at de er helt vandtætte.
Kompositendemuffer er i dag det foretrukne valg fremfor porcelænsendemuffer ved alle AC- spændingsniveauer. Kompositmufferne er blevet nemmere at producere end før og dermed billigere. Derudover er de det sikre valg, da de ikke eksploderer på samme vis som porcelæn.
Oliefyldte eller SF6 kompositendemuffer kan fås helt op til (Um) 420 kV.
Tør friluftsendemuffe af kunststof betegner tørre endemuffer af polymermateriale såsom sili- konegummi. Denne type har samme fordele angående krybestrømme, som kompositmufferne.
Kunststofmuffernes vigtigste egenskab er at de er tørre og fleksible, og idet kunststofmufferne ikke er fyldt med olie eller SF6-gas, er de vedligeholdelsesfrie. Kunststofmuffer har været et meget populært valg i lav- og mellemspændings-systemer, og har over de seneste år arbejdet sig ind på transmissionssystemer op til 245 kV. Der arbejdes i branchen på at øge spændingsni- veauet for disse termineringer helt op til 420 kV.
En klar fordel ved tørre endemuffer er, at de er vedligeholdsfrie og der er mindre fare for ek- splosionsbrand ved fejl i en tør endemuffe end ved en oliefyldt.
Krybestrækning og overslagsstrækning for friluftsendemuffer
Krybestrækning kan bestemmes ud fra Figur 16, taget fra IEC 60815-3, hvor krybestrækningen pr. kV er plottet som funktion af luftens forureningsgrad.
Figur 16 Reference uspecificeret krybestrækning (USCD) som funktion af forureningsgrad (SPS Class).
I Danmark anvendes forureningsklasser d eller e, der står for heavy pollution (d), 43,3 mm/kV, og very heavy pollution (e), 53,7 mm/kV. Den specifikke krybedistance beregnes så ud fra den maksimale tilladte spænding, som kan forekomme mellem fase og jord.
De to forureningsklasser er opdelt, jf. Ref. 22:
Klasse d er alle områder, der ikke er klasse e.
Klasse e er områder mindre end ca. 20 km fra Vesterhavet, Skagerrak og ikke- østvendte kyster ved Limfjorden samt hele Vendsyssel. Der tages ikke hensyn til Ring- købing Fjord, Hjarbæk Fjord, Lovns Bredning og lignende vandområder med lavt salt- indhold.
√
Formel 3
Fra IEC 60815-3 fås ovenstående ligning, hvor man kan beregne minimum krybestrækning.
Minimum krybestrækning Nominel
spænding
Um (D-klasse) (E-klasse)
132 kV 145 kV 3.625 mm 4.496 mm
150 kV 170 kV 4.250 mm 5.271 mm
220 kV 245 kV 6.125 mm 7.596 mm
400 kV 420 kV 10.500 mm 13.022 mm
Tabel 5 Krav til krybestrækning for forskellige spændingsniveauer og forureningsgrader.
Der kræves også en vis minimumsafstand for at sikre, at der ikke opstår gennemslag imellem den spændingsførende tilslutning af luftledningen i toppen af endemuffen og ned til den jor- dede bund, som muffen står på.
Krav til overslagsafstande skal udføres i overensstemmelse med EN 61936-1 med eventuelle nationale forhold gældende for Danmark. Der opgives op til fire forskellige værdier for et en- kelt spændingsniveau, men i Tabel 6 er der samlet de afstande, der normalt anvendes i det danske transmissionssystem.
Nominel spænding Maksimalspænding Overslagsafstand
132 kV 145 kV 1.200 mm
150 kV 170 kV 1.400 mm
220 kV 245 kV 2.000 mm
400 kV 420 kV 4.000 mm
Tabel 6 Minimumsafstande for friluftsendemuffer
2.2.4.1.2 Endemuffer til GIS-anlæg
GIS-anlæg foretrækkes ved installation indendørs, hvor begrænset pladsbehov er et væsentligt parameter. GIS-endemuffer kan være udformet som oliefyldte eller tørre endemuffer. Den principielle opbygning af de to typer er vist i Figur 17.
Tørre endemuffer anbefales, hvor de tilbydes, da de er vedligeholdelsesfrie, eftersom de ikke har ekspansionsbeholder, som bør have konstant eller periodisk overvågning. Som en bonus for GIS-udstyret, kan de være mindre i omfang, end deres oliefyldte modpart. Et eksempel på forskel i størrelse er Nexans 245 kV GIS-muffer, vist i Figur 17 (c) og (d), hvor en tør endemuffe er 20 pct. mindre i diameter og 35 pct. mindre i længde, end en tilsvarende oliefyldt endemuf- fe. Hvis den mindre størrelse skal udnyttes, skal dimensioner aftales mellem GIS- og kabelleve- randør, da man så ikke er dækket af standarden, som definerer dimensionerne.
GIS-endemuffer kan desuden være udformet som stikbare endemuffer (plug-in), der ikke kræ- ver tømning af SF6-kammeret før tilslutning, eller ikke-stikbare endemuffer, der kræver at SF6- kammeret tømmes før tilslutningen. Det anbefales generelt at anvende stikbare GIS-
endemuffer, så hun-delen kan monteres og tryk- og spændingsprøves på GIS-leverandørens fabrik. I så fald bør der indkøbes hun-dele med låg til og et antal spændingstestede han-dele.
GIS-endemuffer skal i øvrigt opfylde kravene i IEC 62271-209. Det skal bemærkes, at normen indeholder to forskellige standardtilslutninger for kabelanlæg; en indre-konus- og en ydre- konustype.
(a) (b)
(c) (d)
Figur 17 Principiel opbygning af GIS-endemuffer,(a) Oliefyldt GIS-endemuffe fra ABB Ref. 15, s. 100], (b) Tør GIS-endemuffe fra ABB, (c) Væskefyldt GIS-endemuffe fra Nexans Ref.
14 og (d) Tør GIS-endemuffe fra Nexans Ref. 14.
2.2.4.1.3 GIS-endemuffer til oliebokse
Modificerede GIS-endemuffer kan også anvendes til kobling af transformatorer og kompense- ringsspoler, som da monteres i en olieboks i stedet for horn-til-luftisoleret tilslutning. Der an- vendes oftest en længere kobling end for GIS, på grund af oliens lavere isoleringsevne i forhold til GIS, og for 400 kV kan det være nødvendigt at øge dimensionerne på spændingsførende dele for at nedsætte de interne feltstyrker.
Pakningsmateriale (O-ringe) kan også være anderledes udformet til anvendelse med olie.
Overgang mellem kabel og luftledning 2.2.4.2
I mange situationer skal der i forbindelse med kabellægning etableres en overgang mellem en kabelstrækning og en luftledningsstrækning uden for eksisterende eller kommende transfor-
