Cables for High Voltage Underground Power TransmissionAccessories/Installation and Engineering

Kable wysokiego napięciaAkcesoria/Instalacja i usługi

Ü»«¬­½¸»®ßµµ®»¼·¬·»®«²¹­Î¿¬

ÌÙßóÆÓóðîóçð

C E R T I F I C A T E

DQS GmbH Deutsche Gesellschaft zur Zertifizierung von Managementsystemen

hereby certifies that the company

Nexans Deutschland GmbH Infrastructure Energy Networks

Kabelkamp 20 30179 Hannover

with the organizational units/sites as listed in the annex

for the scope

Development, project management, production, installation and sale of power cable solutions and components for low, medium and high voltage systems

has implemented and maintains a

Quality Management System.

An audit, documented in a report, has verified that this quality management system fulfills the requirements

of the following standard:

ISO 9001:2008 November 2008 edition

This certificate is valid until 2012-04-01 Certificate Registration No. 001717 QM08 Frankfurt am Main 2009-04-02

Ass. iur. M. Drechsel Dipl.-Ing. S. Heinloth MANAGING DIRECTORS

D-60433 Frankfurt am Main, August-Schanz-Straße 21

Annex to Certificate Registration No.: 001717 QM08

Nexans Deutschland GmbH Infrastructure Energy Networks

Kabelkamp 20 30179 Hannover

Organizational unit/site Scope Nexans Deutschland GmbH Infrastructure Energy Networks Einersbergstraße 1 36404 Vacha

Production of low voltage cables

Nexans Deutschland GmbH Infrastructure Energy Networks Bonnenbroicher Straße 2-14 41238 Mönchengladbach

Installation of power cables

Nexans Deutschland GmbH Infrastructure Energy Networks Kabelkamp 20 30179 Hannover

Development, production, sale, project management and installation of power cables and components for low, medium and high voltage systems

This annex (edition: 2009-04-02) is only valid in connection

with the above-mentioned certificate.

3

Nexans today is a worldwide leader in

the cable industry. With energy cables

as the basis of its development, Nexans

has had a successful history in the high

voltage insulated cables fi eld, in both

land and submarine application, since

the early 1920’s.

Back in 1958 in Sweden, the fi rst paper

insulated 500 kV cable was laid by

Nexans. By the 1970’s XLPE started

to be used for HV cables. Today, with

major improvements in the purity of XLPE

compounds, along with the control of in-

sulation material viscosity, and advances

in new processes enables the use of XLPE

for cables up to 500 kV.

Nexans has invested strongly in new

equipment over recent years which has

kept the group ahead of the constant

evolution of both process and material

quality.

All Nexans sites are total quality dedica-

ted and certifi ed to ISO 9001 standards

for design, development, manufacturing

and installation.

Nexans manufactures a wide range of

XLPE HV and EHV insulated cables.

With several production sites located

across the globe, Nexans is in a strong

position to supply a product according to

local requirements and practices.

Nexans is competent in turn-key projects

with its own manufacture of all HV and

EHV cable accessories such as termina-

tions, joints etc…. designed and made

according to the latest

state-of-the-art technology.

General Presentation

Nexans jest światowym liderem w przemyśle kablowym. Nexans produkując kable energetyczne będące bazowym wyrobem firmy ma nieocenione zasługi w budowaniu historii rozwoju kabli wysokie-go napięcia dla zastosowań lądowych i podmorskich od roku 1920.

Nexans już w 1958 wyprodukował pierwszy kabel 500 kV z izolacją papierową. W latach 70-ych rozpoczęto produkcję kabli SN z użyciem XLPE. Aktualnie, biorąc pod uwagę ulepszenia procesów czystości materiału XLPE jak również kontroli konsystencji materiału izolacyjnego i innych procesów możliwa jest produkcja kabli XLPE na napięcie nawet 500 kV.

Nexans nieustannie inwestuje w ostatnich latach w nowe urządzenia stale dążąc do doskonalenia jakości procesów i materiałów.

Wszystkie zakłady Nexans posiadają certyfikat ISO 9001 w dziedzinie projek-towania, rozwoju, produkcji i instalacji systemów WN.

Nexans produkuje szeroką gamę kabli izolowanych WN XLPE i EHV. Z kilkoma zakładami produkcyjnymi kabli i osprzętu WN na całym świecie, Nexans jest w stanie dostarczyć produkty zgodne z lokalnymi wymaganiami i praktykami.

Nexans realizuje kompletne projekty WN “pod klucz” z użyciem produkowanego we własnych zakładach osprzętu takiego jak głowice, mufy, skrzynki itp.

Prezentacja Ogólna

4

Nexans worldwide team of experienced

engineers has full knowledge of transmis-

sion and distribution technologies.

Nexans plans and designs HV cable

systems based on IEC standards and

customer’s specifi cations. Nexans provi-

des engineering support in underground

cable system design and line monitoring.

Nexans designs cost-effi cient solutions

adapted to special requirements.

An important part of the companies

service is the supply of turn-key solutions

proving our competence in cable laying,

installation and commissioning of cable

systems.

Nexans contributes to the reliability

and security of energy networks around

the world by increasing capacity and

reducing technical and non-technical

losses through affordable, state-of-the-art

technology.

Nexans is also dedicated to merging

both conventional and renewable sour-

ces of energy in the most cost-effective

way possible, thus creating new oppor-

tunities, protecting the environment and

contributing to sustainable economic and

social development.

Engineering and Design

Grupa doświadczonych pracowników Nexans z całego świata posiada pełną wiedzę na temat technologii dystrybucyj-nej i transmisyjnej WN.

Nexans planuje i projektuje systemy WN bazujące na standardach IEC i wg indy-widualnych wymagań i specyfikacji.Nexans służy pomocą techniczną w projektowaniu i monitoringu systemów kablowych WN. Nexans projektuje zop-tymalizowane rozwiązania adaptowane do specjalnych wymagań.

Ważną częścią oferowanych usług potwierdzających nasze kompetencje jest szereg rozwiązań z zakresu kładzenia

kabli, instalacji osprzętu i odbiorów tech-nicznych systemów kablowych WN.

Nexans przyczynia się do bezpieczeństwa systemów energety-cznych na całym świecie podnosząc zdolności przesyłowe i ograniczając straty poprzez zastosowanie najnowocześniejszych technologii.

Nexans stosując najnowocześniejsze technologie przyczynia się do wykorzy-stania energii w możliwie jak najwydaj-niejszy sposób a przez to do ochrony środowiska i rozwoju ekonomicznego i społecznego.

Projektowanie i planowanie

5

XLPE-insulated cables have been used for

the medium voltage range since the ear-

ly sixties. XLPE-insulated 110 kV cables

have been manufactured since 1971 in

larger scale. The increasing trend to use

XLPE-insulated cables, for voltages above

60 kV led to successful manufacturing,

testing and operation of 500 kV cables.

The insulation of a XLPE cable consists

of a single homogeneous dielectric, the

cross-linked polyethylene (XLPE). The

basic material is polyethylene (PE).

The continued development from the ther-

moplastic polyethylene to the thermoela-

stic XLPE by a cross-linking process led

to an increased use of XLPE. The higher

thermal stability - with nearly constant

electrical and dielectric characteristics

- means that the cable permits higher

currents during operation and under

short circuit conditions.

Further advantages are:

• low loss factor tan δ = 4 · 10–4

• relative permittivity εr = 2.4

(and with that low operating

capacitance)

• low weight

• small bending radius

• easy handling during laying

• easy fi tting of accessories

• low maintenance of the cable circuit

XLPE-insulated Cables for High and Extra High Voltage

Kable z izolacją z polietylenu usieciowa-nego XLPE stosowane są od początku lat 60. dla zakresu napięć średnich. Od 1971 roku powszechnie stosowane są kable z izolacją XLPE na napięcie 123 kV. Aktualnie z powodzeniem wytwarza-ne są, badane i oddawane do eksploata-cji kable na napięcie 500 kV.

Izolacja kabla XLPE składa się z jedno-warstwowego, jednorodnego dielektryka wykonanego z polietylenu usieciowanego (XLPE). Materiałem wyjściowym jest po-lietylen (PE), węglowodór o molekułach w formie łańcuchów, który ze względu na swoją niespolaryzowaną strukturę posia-da doskonałe właściwości dielektryczne, a po wytłoczeniu uzyskuje strukturę usieciowaną.

Przy pozostających w przybliżeniu stałych właściwościach elektrycznych i dielektrycznych zwiększona odporność na ciepło oznacza także większą dopuszczalną obciążalność w trybie pracy ciągłej oraz w przypadku zwarcia.

Inne zalety to:

• mniejszy współczynnik strat tan δ = 4 · 10–4

• przenikalność dielektryczna względna ε

r = 2,4 (a dzięki temu

niższa pojemność robocza)• mniejsza masa• mniejszy promień gięcia• łatwa obsługa w trakcie układania• łatwy montaż akcesoriów• niewymagana konserwacja instalacji kablowej

Kable XLPE dla wysokich i bardzo wysokich napięć

6

Picture 1 shows the typical construction

of a XLPE-insulated high voltage cable

used worldwide.

The inner semi-conducting layer, the

insulation and outer semi-conducting

layer are applied in one process over

the conductor of copper or aluminium.

The area of the metallic screen is desi-

gned to be longitudinally watertight by

applying swelling material, so that water

cannot propagate in the cable if the

oversheath is damaged.

The oversheath consists of abrasion

resistant polyethylene. Radial watertight-

ness is assured throughout by a coated

metal tape, which is fi rmly bonded to the

PE-oversheath or by lead sheath.

The construction of the cable can be

adapted to the requirements of the

customer.

Construction

Pokazana na rysunku 1 typowa struktura kabla wysokiego napięcia z izolacją XLPE jest konstrukcją stosowaną na całym świecie.

Nad zagęszczonymi przewodami z miedzi lub aluminium umieszczona jest wewnętrzna warstwa przewodząca, która wykonywana jest w jednej operacji technologicznej razem z leżącą nad nią izolacją oraz zewnętrzną warstwą przewodzącą.

Obszar ekranu z drutu miedzianego (Cu) wykonywany jest poprzez naniesienie materiału pęczniejącego wodoszczel-nego w kierunku wzdłużnym, który w

przypadku ewentualnych uszkodzeń płaszcza uniemożliwia przedostawanie się wody do wnętrza kabla.

Płaszcz zewnętrzny wykonany jest z polietylenu odpornego na ścieranie. Wodoszczelność poprzeczna zapewnio-na jest dzięki umieszczonej pod nim po-wlekanej taśmie aluminiowej, połączonej na stałe z płaszczem polietylenowym (PE).

Konstrukcję kabla można dostosować do życzeń i wymagań klientów. Kable mogą być produkowane z płaszczem ołowianym lub falistym płaszczem alumi-niowym.

Budowa

Picture 1

Typical design of an XLPE-insulated

high voltage cable

Rysunek 1Konstrukcja kabla wysokiego napięcia z izolacją XLPE

conductorprzewód

inner semi-conducting layerwewn. warstwa przewodząca XLPE insulationizolacja XLPE

outer semi-conducting layerzewn. warstwa przewodząca

bedding tapewkładka (uszczelniająca)

copper screenekran miedziany (Cu)

swelling tapewłóknina pęczniejąca

metal sheath taśma aluminiowa

PE oversheathpłaszcz polietylenowy (PE)

fi ber optic

włókno światłowodowe

7

Terminations

Terminations for XLPE-insulated cables

are available for outdoors as well as for

inlet into transformers and SF6-switchge-

ar (picture 2, 3).

The designs chosen have thermo mecha-

nical features tailored to the cable.

Over the years the slip-on technique has

proven as successful for the high voltage

range as it has for the medium voltage

range. The premoulded and pretested

slip-on stress cone integrates the stress

control, whereas composite or porcelain

or epoxy insulators are used as outer

protection.

Accessories for High Voltage XLPE Cables

Picture 2

Outdoor termination 123...145 kV

with composite insulator

Obraz 2Głowica napowietrzna 123…145 kVZ izolatorem kompozytowym

Głowice

Niezbędne dla kabli głowice kablowe dostępne są zarówno w wykonaniu napowietrznym, jak również do montażu w transformatorach i rozdzielnicach z izolacją z sześciofluoru siarki (SF-6) (rysunki 1, 2).

Stosowane są konstrukcje o właściwościach termomechanicznych dostosowanych do kabla.

Aktualnie także w zakresie wyso-kich napięć stosowana jest technika modułowa sprawdzona dla napięć średnich. Prefabrykowany i wstępnie skontrolowany stożek modułu przejmuje przy tym sterowanie polem elektrycznym, podczas gdy na końcówkę zewnętrzną stosowane są izolatory porcelanowe lub kompozytowe.

Akcesoria WN dla kabli XLPE

Picture 3

Switchgear termination 123...145 kV

dry-type plug-in design

Obraz 3Głowica transformatorowa

123…145 kVwersja sucha

8

Prefabricated joint

The insulating body made of synthetic

material (EPDM or silicone rubber) is

slipped over the cable insulation as one

part. The conductors are connected by

compressing, screwing or welding.

Based on a computerized study of the

electrical fi eld, a careful choice of raw

materials, fi rst-rate manufacturing and

strict factory controls, the joint has excel-

lent dielectrical and thermo mechanical

characteristics.

The outer envelope ensures an optimized

protection of the joint. It is either made

up of shrinkable tubes over an Al-foil as

radial moisture barrier or of a copper

tube with an anti-corrosion sheath of

high density polyethylene (HDPE). The

entire arrangement is insulated from

ground for a voltage up to 25 kV.

The straight joint is available as well

in sectionalised version (picture 4) for

crossbonded cable systems.

Accessories for High Voltage XLPE Cables

Picture 4

Joint bodies 123...145 kV

Rysunek 4

Mufa prefabrykowana 123...145 kV z

rozdziałem ekranu (sekcyjna)

Picture 5

Transition joint 123...145 kV

Rysunek 5

Mufa przejściowa 123...145 kV

Prefabrykowane mufy Połączeniowe

Jednoczęściowy izolator z materiału syntetycznego (kauczuk etylenowo-pro-pylenowo-dienowy (EPDM) lub kauczuk silikonowy) nasuwany jest na izolację kabla. Przewody łączone są poprzez docisk lub zgrzewanie.

Dzięki wspomaganemu komputerowo projektowaniu pól, wyważonemu doborowi materiałów oraz nadzwyczaj starannej produkcji, jak również intensyw- nym próbom elementów prowadzonym w zakładzie, mufa posiada doskonałe właściwości dielektryczne i termomecha-niczne.

Jako końcówka zewnętrzna służy albo wąż kurczliwy z umieszczoną pod nim izolacją dyfuzyjną w postaci folii alumi-niowej (Al), albo stosowana jest obudo-wa ochronna złożona z rury miedzianej, nałożonej na nią powłoki antykorozyjnej wykonanej z polietylenu o wysokiej gęstości (HDPE) oraz z izolacją końcową na napięcie do 25 kV.

Mufy (rysunek 4) dostarczane są jako sekcyjne i bez podziału ekranu na sekcje.

Akcesoria wysokonapięciowe dla kabli XLPE

9

Suitable materials must be used to

achieve a good quality cable. Therefore

technical specifi cations for the semi-con-

ducting and the insulating material have

been worked out in co-operation with

the suppliers. Furthermore, dimensions

and characteristic data of the cable are

controlled during manufacture.

The type test program as specifi ed

in IEC 60840 (up to 170 kV) and

IEC 62067 (up to 550 kV) contains test-

requirements for the insulation and for

the complete cable.

An essential quality test is the partial

discharge measurement on each manu-

facturing length evidencing that there are

no imperfections in the insulation and

that the semi-conducting layers adhere

perfectly to the insulation.

Factory Tests

Chcąc zapewnić dobrą jakość kabli, należy stosować odpowiednie materiały. Dlatego też, wraz z dostawcami materiałów przewodzących i izolacyjnych opracowano wymagania techniczne, których dotrzymanie kontrolowane jest przy każdej dostawie.

Ponadto kontrolowane są wymiary pro-dukcyjne i dane fizyczne kabla.

Typowy program kontrolny określony w normie IEC 60840 (do 170 kV) i IEC

62067 (do 550 kV) obejmuje wyma-gania dotyczące izolacji i kompletnego kabla.

Istotną próbą jakościową dla każdej długości prefabrykacyjnej jest, oprócz próby napięciowej, pomiar wyładowania częściowego, który umożliwia ocenę wypełnienia izolacji oraz jakości połączenia warstw przewodzących.

Testy fabryczne

10

Installation

Nexans assists its customers during cable

laying and install accessories in order to

minimise the risks and to warrant for the

high quality cables and accessories and

their installation.

Highly specialised Nexans employees,

especially trained for high voltage ser-

vices, carry out the demanding tasks on

site – from route survey via site manage-

ment, cable laying design and schedu-

ling, laying supervision of HV cables,

installation of accessories, training on

site up to the commissioning tests which

successfully conclude the installation

work.

Tests after installation

Electrical tests are carried

out after installation according to

IEC 60840/62067.

An a.c. voltage test with U0 may be

applied for 24 h. As an alternative, a

resonance test equipment may be used.

Other tests may be agreed between

client and contractor.

For installations which have been in ope-

ration, a lower test voltage may be ap-

plied, the value of which will be agreed

with the client, taking into account age,

environment and others.

The non-metallic sheath may

be subject to the site tests specifi ed

in IEC 60840/62067.

For insulated sheath systems, a direct

voltage of 4 kV per mm of specifi ed

thickness of extruded oversheath shall

be applied with 10 kV for a period of

1 minute between the metallic sheath or

copper wire/copper tape screen and

ground potential or as otherwise agreed

upon.

Installation and Site Tests of High Voltage Power Cables

Instalacja

Nexans pomaga swoim klientom pod-czas układania kabli i instalacji osprzętu w celu zminimalizowania ryzyka i aby zagwarantować wysoką jakość całej instalacji.

Wysoko wyspecjalizowani pracownicy Nexans wyszkoleni w celu świadczenia usług WN służą pomocą bezpośrednio na budowie w zakresie planowa-nia układania kabli, nadzoru nad układaniem kabli i nadzoru i/lub in-stalacji osprzętu, szkolenia pracowników klienta, testów powykonawczych.

Kontrola po montażu

Zgodnie z normą DIN VDE 0276-632 (IEC 60840) po montażu przeprowadza-ne są badania elektryczne kabla.

Kabel można badać za pomocą napięcia zmiennego U0 przez czas 24 godzin. Al-ternatywnie po uzgodnieniu możliwa jest próba napięcia zmiennego za pomocą

rezonansowego urządzenia probiercze-go. Zalecamy napięcie probiercze U = 2,5 · U0 przez czas 15 minut. Możliwe jest uzgodnienie innych metod kontroli pomiędzy klientem a zleceniobiorcą.

W przypadku starszych, już eksploato-wanych systemów stosowane jest niższe napięcie probiercze, którego wysokość określana jest w uzgodnieniu z klientem, w zależności od wieku, otoczenia i ew. wcześniej występujących usterek.

Na żądanie płaszcz niemetaliczny można przetestować zgodnie z normą DIN VDE 0276-632 (IEC 60840).

W przypadku izolowanych systemów płaszczy, pomiędzy płaszczem meta-lowym albo ekranem z drutu miedziane-go lub z taśmy miedzianej a potencjałem ziemi, na okres 1 minuty przykładane jest napięcie stałe, wynoszące 4 kV na każdy mm grubości ścianki wytłaczanego płaszcza zewnętrznego (ale maksymalnie 10 kV).

Instalacja i testy kabli wysokiego napięcia

Marc

h 2

00

9 -

Cop

yrig

ht ©

20

09

- N

exans

Swiatowy ekspert w dziedzinie kabli i systemów kablowych

Nexans Polska sp. z o.o.

ul. Wiejska 18 · 47-400 Racibórz

tel. +48 3241 49648 · fax +48 3241 57977

eMail: info.nd@nexans.com · www.nexans.pl