Kaapelivarusteiden ominaisuudet keskijännitejakeluverkon kannalta tarkasteltuna
Lahti, Joonas (2019)
Lahti, Joonas
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201905139569
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201905139569
Tiivistelmä
Insinöörityön aiheena oli tutkia kaapelivarusteiden eli jatkosten ja päätteiden ominaisuuksia keskijännitejakeluverkon kannalta. Tavoitteena oli selvittää minkälaisia vaatimuksia suomalaisen jakeluverkon ympäristö- ja käyttöolosuhteet asettavat kaapelivarusteille ja miten varusteiden vaatimustenmukaisuutta voidaan arvioida jakeluverkon todellisten olosuhteiden kannalta. Lisäksi tavoitteena oli selvittää Prysmian Groupin varusteiden ominaisuuksia ääriolosuhteissa ja miten erilaiset asennusvirheet vaikuttavat jatkoksen toimintaan. Työ tehtiin Prysmian Group Finland Oy:n aloitteesta.
Työ aloitettiin tutustumalla suomalaisessa jakeluverkossa käytettäviin kaapeleihin ja varusteisiin sekä niiden ympäristö- ja käyttöolosuhteisiin. Tutkimalla kansainvälisiä varustestandardeja ja -tutkimuksia selvitettiin, mitä menetelmiä voidaan käyttää varusteiden vaatimustenmukaisuuden arviointiin ja miten niitä voidaan soveltaa suomalaiseen jakeluverkkoon asennettaville varusteille.
Työn aikana tehtiin yli kaksi vuotta kestänyt pitkäaikaiskoe, joka sisälsi sekä kuormitus- että pakkasjaksoja. Pitkäaikaiskokeen jälkeen koekappaleiden kuntoa arvioitiin sähköisillä kokeilla ja todellista elinikää mallinnettiin matemaattisilla menetelmillä. Lisäksi työssä tutkittiin aiemmin julkaistuja tutkimuksia asennusvirheiden vaikutuksesta varusteiden toimintaan ja simuloitiin asennusvirheitä, joilla selvitettiin kuinka ne vaikuttavat osittaispurkausten esiintyvyyteen ja jännitekestoisuuteen Prysmian Groupin jatkoksessa.
Työssä havaittiin, että kansainvälisten standardien mukaiset tyyppikokeet eivät välttämättä takaa varusteille riittävän pitkää käyttöikää suomalaisessa jakeluverkossa. Työssä esitellyt lisäkokeet osoittautuivat hyväksi keinoksi arvioida varusteiden vaatimustenmukaisuutta, kuten kosketussuojan termistä oikosulkukestoisuutta, jatkoksen vesitiiveyttä ja varusteiden toimintaa alhaisissa lämpötiloissa. Pitkäaikaiskokeen tulosten perusteella tutkittujen varusteiden eliniän voidaan odottaa vastaavan kaapelijärjestelmälle asetettua vaatimusta.
Aiempien asennusvirhetutkimusten ja tässä työssä tehdyn asennusvirheiden simuloinnin perusteella havaittiin, että niillä on suuri vaikutus keskijännitejakeluverkon toimintaan. Työ antaa käytännönläheisiä ohjeita asennustyön asianmukaiseen tekemiseen, joita noudattamalla voidaan välttää valtaosa asennusvirheistä.
Työ aloitettiin tutustumalla suomalaisessa jakeluverkossa käytettäviin kaapeleihin ja varusteisiin sekä niiden ympäristö- ja käyttöolosuhteisiin. Tutkimalla kansainvälisiä varustestandardeja ja -tutkimuksia selvitettiin, mitä menetelmiä voidaan käyttää varusteiden vaatimustenmukaisuuden arviointiin ja miten niitä voidaan soveltaa suomalaiseen jakeluverkkoon asennettaville varusteille.
Työn aikana tehtiin yli kaksi vuotta kestänyt pitkäaikaiskoe, joka sisälsi sekä kuormitus- että pakkasjaksoja. Pitkäaikaiskokeen jälkeen koekappaleiden kuntoa arvioitiin sähköisillä kokeilla ja todellista elinikää mallinnettiin matemaattisilla menetelmillä. Lisäksi työssä tutkittiin aiemmin julkaistuja tutkimuksia asennusvirheiden vaikutuksesta varusteiden toimintaan ja simuloitiin asennusvirheitä, joilla selvitettiin kuinka ne vaikuttavat osittaispurkausten esiintyvyyteen ja jännitekestoisuuteen Prysmian Groupin jatkoksessa.
Työssä havaittiin, että kansainvälisten standardien mukaiset tyyppikokeet eivät välttämättä takaa varusteille riittävän pitkää käyttöikää suomalaisessa jakeluverkossa. Työssä esitellyt lisäkokeet osoittautuivat hyväksi keinoksi arvioida varusteiden vaatimustenmukaisuutta, kuten kosketussuojan termistä oikosulkukestoisuutta, jatkoksen vesitiiveyttä ja varusteiden toimintaa alhaisissa lämpötiloissa. Pitkäaikaiskokeen tulosten perusteella tutkittujen varusteiden eliniän voidaan odottaa vastaavan kaapelijärjestelmälle asetettua vaatimusta.
Aiempien asennusvirhetutkimusten ja tässä työssä tehdyn asennusvirheiden simuloinnin perusteella havaittiin, että niillä on suuri vaikutus keskijännitejakeluverkon toimintaan. Työ antaa käytännönläheisiä ohjeita asennustyön asianmukaiseen tekemiseen, joita noudattamalla voidaan välttää valtaosa asennusvirheistä.