Úvod do světa historických kabelů
Proč se zabývat konstrukcí kabelů před půl stoletím? Neměly bychom hltat především aktuální novinky kabelářů? Jsem toho názoru, že správný elektrikář by měl vědět nač naráží ve starých instalacích a také se podle toho chovat. Téma: O jaký typ historického kabelu se jedná? Dotaz pravděpodobně hlavně pro pamětníky.
Po mnoho let byly dvě kategorie izolačních hladin (1 a 2), které byly uzpůsobené pro různé napěťové soustavy používané po celém světě. Kabely se budou nyní označovat U0/U (Um) pro poskytnutí návodu ohledně kompatibility vypínačů a transformátorů. Um je maximální efektivní napětí síťového kmitočtu mezi jakýmikoli dvěma vodiči, pro které jsou kabely a příslušenství navrženy. Je to nejvyšší napětí, které vydrží za běžných provozních podmínek v jakémkoli čase a v jakémkoli bodě soustavy.
Nejvyšší napětí trojfázové soustavy je nejvyšší efektivní sdružené napětí, které se vyskytuje při běžných provozních podmínkách v jakémkoli čase a v jakémkoli místě soustavy. Atmosférické přepětí je fázové nebo sdružené přepětí v daném místě soustavy způsobené atmosférickým přepětím nebo jinou příčinou. Tvar vlny se musí uvažovat, pro účely koordinace izolace, tak jako normalizované impulzy (viz ČSN EN 60071-1 ed. 2) používané pro zkoušky výdržným atmosférickým impulsem.
Kategorie B zahrnuje takové soustavy, které při podmínkách poruchy jsou provozovány po krátkou dobu pouze s jednou uzemněnou fází. Mělo by být bráno v úvahu, že v soustavách, kde zemní porucha není automaticky a okamžitě vypnuta, namáhání izolace kabelů během zemní poruchy omezuje životnost kabelu obvyklým způsobem.
Konstrukce a typy kabelů s papírovou izolací
U kabelového vedení nízkého napětí (NN) se jako vodičů používalo kabelů, které se ukládaly do země, na konstrukce a stěny budov, na kabelové lávky a do kanálů. Kabely s napuštěnou papírovou izolací a kovovým pláštěm byly nazývány "olejovými kabely". Dnes jsem byl v průmyslovém závodu ohledně proměření izolačních stavů kabelů mezi objekty. Na přiložených snímcích je kabel s kabelovou koncovkou, dle štítku rozvaděče z roku +/- 1969. V předešlé revizní zprávě je uveden AYKY, ale to je evidentně nesmysl. Honza F. byl rychlejší a popsal to podrobněji.... Ten kabel s olejovo-papírovou izolací bude určitě starší než z r. 1969. Tomu datování by odpovídaly ony vpravo od něj umístěné AYKY s barevnými žilami černá, červená, modrá a zelená. Ten oleják bude tak o 10 až 20 let starší.
Čtěte také: Montáž kabelových žlabů
Domnívám se, že šlo o kabely s papírovou izolací, u kterých bylo použito impregnantu nestékavého (MIND), nebo se stékavým impregnantem (MI). Dodnes je nazývám olejovými kabely. Pak záleží na tom, na jaké napětí byly určeny. Do 10kV se často používaly kabely ANKOP, ANKOPV, ANKOYPV, ANKOY, CNKOY, CNKODYU. Přesné označení souvisí s konstrukcí pláště a může být různé. Provedení bylo hodně, lišilo se v průběhu doby a také od výrobce a účelu použití kabelu. To už asi není až tak podstatné, když je vadný.
Sú to NN ANKO káble papier napustený olejom. Je ich hafo dodnes a napodiv izolačné vlastnosti ako za mlada. Podobne ako vysoké napětí (VN). V pohode prežijú ďalšie desaťročia. Odhad tak 1959-1965.
Impregnanty a jejich vliv
U stékavých impregnantů se používaly u koncovek nádoby, kam se "olej" pravidelně doléval, ale mnohem častěji se používaly kabely s "nestékavým" impregnantem. Hádám že jde o ně i v tomto případě a že koncovka je proti vysoušení kabelu zalita eprosínem, nebo uzavřena do těsného pouzdra a zalita asfaltem.
Vysokonapěťové olejové kabely
Ukázkový vzorek olejem plněného kabelu na 33 000 V byl využíván od počátku 50. let 20. století k elektrifikaci železnice na jihu USA. Jejich průměrná délka činila asi 5 kilometrů, od rozvodny k rozvodně. Kabely byly natlakovány olejem, který působí jako chladící kapalina, ale také jako izolant - impregnoval papírovou izolaci. Tento konkrétní kabel byl dimenzován na přibližně 400 A.
Olejem naplněný kabel je definován jako kabel, ve kterém je nízkoviskózní olej udržován pod tlakem buď v samotném plášti kabelu, nebo v uzavřené trubce. Tyto kabely mají velkou výhodu v eliminaci dutin, tedy je lze použít pro vyšší napětí v rozsahu od 66 kV do 230 kV. Olej je neustále pod tlakem přiváděn do kanálu pomocí externích zásobníků umístěných ve vhodných vzdálenostech (zhruba 500 m) podél celé trasy kabelu. Olej pod tlakem stlačuje vrstvy papírové izolace a je vytlačován do všech dutin, které se mohly vytvořit mezi jednotlivými vrstvami. Velkou výhodou je i fakt, že závadu lze snadno zjistit únikem oleje (což však může vést k ekologickým problémům) nebo poklesem jeho tlaku. V minulosti se používaly minerální oleje, ale v poslední době jsou oblíbené alkyláty (lineární decylbenzen a rozvětvený nonylbenzen) pro jejich nízkou viskozitu a schopnost absorbovat vodní páry uvolňované při stárnutí celulózy.
Čtěte také: jak uspořádat a skrýt kabeláž
Kabelové koncovky a spojky v minulosti
Pro kabelové koncovky se dříve používaly "litinové hlavy", které se zalévaly asfaltovou hmotou. To proto, aby z kabelů nevytékal olej, kterým byl napuštěný papír. Začátkem 60. let se však začal používat na koncovky epoxid a eprosin, čímž se upouštělo od mohutných litinových koncovek a spojek. Na fotce je krásně zachycený ten dobový přechod. Kamile je dobře tyto rarity "starověku" dokumentovat.
Kabelová oka se v té době nelisovala ani nekrimpovala. Také se "neletovala" ale svařovala. V některých případech se používala kabelová oka šroubovací, tak zvaný systém Schrader. Jen ze zvědavosti - konce žil tohoto kabelu jsou opatřeny hliníkovými kabelovými oky, která ale nejsou nalisována, ale vypadá to jako pájení. Na svařování tehdy vydával EZ Brno technologické předpisy a pořádal také kurzy na svařování. Kabelové oka mohl svařovat jen svařeč s průkazem a proškolením.
Každá montážní organizace měla svoji "kabelovou skupinu", kde byli specialisté na spojování a na koncovky. Již v 60. létech byl ke každé spojce a koncovce vypracovaný protokol o zkoušce. Měřilo se zkušební napětí a odpor smyčky na 5 minutové zatížení jmenovitým proudem. Obvykle se tato služba objednávala s měřícím vozem.
V šedesátých létech jsme měli ve velkém průmyslovém závodě elektroúdržbu, kde montážní skupina měla 160 pracovníků a kabelová četa asi 20 pracovníků. V roce 1962 jsem přišel z vojny a nastoupil jsem jako mladý průmyslovák na rok k této skupině jako technik. Vzpomínám na ten velký sklad litinových spojek a koncovek. Pracovali jsme i na VN tehdy do 5 kV. 22 kV již dělali specialisté z podnikové "elektrárny". Byl to velký přerod, kdy se přecházelo na zalévací hmoty z epoxidu a také na kabely AYKY. Jenže z těch starých kabelů byla celá síť v závodě. Tehdy asi 35 km kabelových kanálů....a také bylo velké investiční budování průmyslu. Tehdy jsem přivezl z Kremnice hydraulické nůžky na kabely a výměnné hlavice na krimpování kabelových ok. Nikdo tehdy nevěřil tomu lisování.....dneska zase nenajdete nikoho, kdo by zavařil hliníkové oko. Ani se nedivím, že do revizní zprávy se píše kabel AYKY místo AKP.
Značení a struktura kabelů dle ČSN
Co udávala v označení jednotlivá písmena? Co znamenal rozdíl mezi normální a nemigrující impregnací? Co vše tvořilo zesílenou protikorozní vinutou ochranu? Vzpomínáte si ještě? Pro někoho z nás bude prostě CYKY stále CYKY. Konstrukce a značení kabelů (ČSN 34 7615) se dělila podle materiálu jader na měděné (Cu) a hliníkové (Al).
Čtěte také: Řešení pro kabely: D-Line lišty z OBI
- a) kabely s napuštěnou papírovou izolací a kovovým pláštěm (tzv. olejové).
- b) kabely s izolací z měkčeného polyvinylchloridu s pláštěm vždy z téhož materiálu (tzv. celoplastové).
Označení je uvedeno bez obalů nad pláštěm. Jádra z hliníku jsou lanovaná. Jsou-li plná jádra, odlišuje se kabel přídavným označením písmenem S.
Páté a podle potřeby i další písmena udávají obaly nad pláštěm:
| Označení | Typ ochrany | Popis |
|---|---|---|
| J | Jednoduchá protikorozní ochrana (polštář) | Asfaltový polev (jen pro Pb pláště), nejméně 4 vrstvy předem napuštěné vlákniny (jen pro Pb pláště). Byl to obyčejně pancíř z drátů jako pancíř D. |
| V | Vláknitý asfaltový obal | Asfaltový polev, vrstva předem napuštěné vlákniny, asfaltový polev, nelepící křídový polev. Tento obal tvoří vnější vrstvu kabelů s ochranou J nebo B a všech kabelů s pancířem, jsou-li určeny k uložení do země. |
| B | Zesílená protikorozní ochrana (vinutá) | Asfaltový polev, vrstva napuštěné vlákniny, nejméně 2 vrstvy pásky z vhodného elastomeru, vrstva předem napuštěného papíru, asfaltový polev. |
| Y | Zvláštní protikorozní ochrana (bezešvá) | Je tvořena souvislým lisovaným obalem z měkčeného polyvinylchloridu. |
| P | Pancíř | Ze dvou ocelových pásků (včetně polštáře J). |
| D | Pancíř | Z ocelových drátů (včetně polštáře J). |
| Z | Zvláštní pancíř | Z drátů v nemagnetickém provedení pro jednožilové kabely, určené k přenosu střídavého napětí. |
Příklad označení: 1-AYKY 3x150 ČSN 34 7658. Mnohožilové silové kabely s polyvinylchloridovou izolací a polyvinylchloridovým pláštěm AYKY, CYKY, zvané celoplastové kabely, se vyráběly s počtem žil: 7, 12, 19, 24, 37, 48. Nicméně, klasické kabely s napuštěnou papírovou izolací a kovovým pláštěm byly typy ANKA, ANKO, CNKO (pro 1kV, 6kV a 10kV) a pro vyšší napětí 22kV a 35kV pak trojplášťové a jednožilové typy ANKTO, ANKA, ANKO.
Provozní zkušenosti a životnost
Moje osobní zkušenost jako montážníka s těmito kabely byla taková, že dokud se na ně nesáhlo, tak byly v pořádku. Ale stačilo s nimi z nějakého důvodu mechanicky pohnout a pravděpodobně docházelo k trhání roky vysoušené izolace a k odejití kabelu, a to hned, nebo během pár hodin. V té době jsem nebyl revizní technik a neprováděl jsem měření, tak nevím z jakého přesně důvodu. Jen si pamatuji například sídliště protkané těmito kabely a naše firma tam prováděla přípravu nové kabeláže, kabely AYKY. Několikrát se stalo, že jsme ráno přišli do práce a z nově položených kabelů poruchová služba STE použila jednu fázi, protože v noci jeden z těchto olejových kabelů odešel. Stačilo právě jen malinko pohnout s původním kabelem v rámci přípravy výměny těchto kabelů do stávajících pojistkových skříní SR.
Dle štítku na rozvaděčích na koncích kabelů jde o rok 1969. Tyto kabely jsou právě chvíli před smrtí, a to jsem ještě použil staré hodnoty pro izolační odpor (Ri) z ČSN 34 1010. Podle ČSN 33 2000-6 by byly už "KO". Ešte som tieto káble zažil ako prívody pre elektromotory 315kW, 380V. Bežný, prevádzkovateľný izolačný stav bol okolo 1000 Ohmov/Volt. Izolačný stav menej ako 0,3 Megaohm už bol rizikový a káble sme začali postupne vymieňať. V soustavách, kde zemní porucha není automaticky a okamžitě vypnuta, namáhání izolace kabelů během zemní poruchy omezuje životnost kabelu obvyklým způsobem.
Mimochodem jsem vyměňovali i stávající olejový kabel VN ANKTOYPV (sakra dřina), za vodiče AXECEY s izolací ze zesítěného polyetylenu, do místní trafostanice. Pak jsem ještě pár těchto kabelů potkal v průmyslových provozech, kde se ale vyměňovali mnohem dříve, protože nesplňovali požadavky na bezporuchový provoz.
Nevím čím to, ale staré řádky (byť technicky zastaralé) jsou stále čtivější a pochopitelnější než některé publikace psané především "marketingštinou a reklamštinou".
tags: #kabely #akp #s #papirovou #izolaci #napustenou