Hoe een stroomkabel voor een diepwaterpomp moet worden afgestemd

Een oppervlaktemotor bevindt zich gewoonlijk dicht bij het bedieningspaneel en blijft toegankelijk voor inspectie.

De elektrische route kan bestaan uit:

• Kabel van transformator naar paneel

• Kabel van paneel naar put

• Kabel door het boorgat

• Fabrieksmotorleidingen

• Onderwatersplitsing

• Terminal- en verbindingsweerstand

Elke sectie draagt bij aan de totale spanningsdaling.

De onderwaterkabel moet ook in een beperkende omgeving werken.

• Continu onderdompeling

• Hydrostatische druk

• Watertemperatuur

• Waterchemie

• Abrasie tegen de behuizing

• Druk van de kabelklem

• Trillingen van de pomp

• Mechanische belastingen tijdens de installatie

• Langdurige veroudering van de isolatie

Een kabel die geschikt is voor een droog industriegebouw is niet automatisch geschikt voor een onderwaterboorputinstallatie.

Begin met de exacte motor in plaats van de naam van de pompserie.

Opname:

• Nominaal motorvermogen

• Nominale spanning

• Frequentie.

• Eenfasige of driefasige voeding

• Nominale stroom

• Volledige belasting of maximale werkstroom

• Vermogensfactor

• Efficiëntie

• Startmethode

• Aantal motorleidingen

• Isolatie klasse

• Toegestane spanningstolerantie

• Producent's maximale kabellengtegegevens

SLAPK onderwaterpompen kunnen worden geconfigureerd voor verschillende spanningen en frequenties, met inbegrip van project-specifieke 50 Hz- en 60 Hz-vereisten.Beschikbare configuraties zijn afhankelijk van het gekozen motor- en pompmodel.

Veronderstel niet dat twee motoren met dezelfde nominale kilowatt dezelfde stroom hebben.

Gebruik het bevestigde motorgegevensblad voor de exacte volgorde.

Gebruik niet alleen de putdiepte als kabellengte.

De volledige elektrische route kan bestaan uit:

• Afstand van transformator tot bedieningspaneel

• Afstand van het bedieningspaneel tot het puthoofd

• Extra kabel in het paneel

• Diepte van het putkopje tot de motorverbinding

• Servicekringloop bij het puthoofd

• Kabel vereist voor beëindiging

• Routing rond structuren

• Verwachte onderhoudsbijdrage

Als de put 120 m diep is, maar het bedieningspaneel 45 m van de putkop verwijderd is, is de elektrische route al aanzienlijk langer dan alleen het ondergat.

Gebruik de werkelijke eenrichtingslengte van de route bij het raadplegen van de toepasselijke tabel van motorkabels of bij het uitvoeren van de berekening van de spanningsdaling.de lengtes niet handmatig verdubbelen of vermenigvuldigen, tenzij de gekozen berekeningsmethode dit vereist.

De fabrieksmotorleiding moet eveneens worden meegerekend indien de maatmethode van de fabrikant dit nog niet in acht neemt.

De draagkracht van de kabel is normaal gesproken gebaseerd op de bevestigde stroom van de motor en de toepasselijke elektrische regels.

Bereken de kabelgrootte niet alleen op basis van kilowatts wanneer er een nominale stroom beschikbaar is.

Bij de ontwerpbeoordeling moet rekening worden gehouden met:

• Normale werkstroom

• Motordienstfactor, indien van toepassing

• Startstroom

• Aanvangstermijn

• Frequentie van start

• Omgevingstemperatuur

• Kabelgroepering

• Installatiemethode

• Harmonische inhoud van een VFD

• Vereiste coördinatie van beschermingsmiddelen

De startstroom betekent meestal niet dat de kabel continu een gesloten rotorstroom moet dragen.de kabel moet tijdens het starten voldoende spanning behouden zodat de motor voldoende koppel kan ontwikkelen.

Een lange, ondergrote kabel kan een grote spanningsdaling veroorzaken tijdens het opstarten, zelfs wanneer de continue amperheid aanvaardbaar lijkt.

Ampaciteit is de continue stroom die een kabel onder bepaalde omstandigheden kan dragen zonder de toelaatbare geleider- of isolatietemperatuur te overschrijden.

De gepubliceerde ampacity is afhankelijk van:

• Leidermateriaal

• De oppervlakte van de dwarsdoorsnede van de geleider

• Isolatiemateriaal

• Aantal geladen geleiders

• Kabelbouw

• Omgevingstemperatuur

• Installatie in lucht, leidingen, grond of water

• Andere kabels

• Plaatselijke elektriciteitsvoorschriften

Een kabel die de berekening van de spanningsvermindering doorstaat, moet nog steeds voldoen aan de vereisten inzake amperactiviteit.

Omgekeerd kan een kabel die de stroom veilig kan doorvoeren nog steeds te klein zijn vanwege een overmatige spanningsval over een lange afstand.

Spanningsdaling treedt op omdat elke geleider elektrische weerstand en impedantie heeft.

Voor een vereenvoudigde weerstandsberekening neemt de spanningsdaling toe met:

• Kabellengte

• Motorstroom

• Leiderweerstand

Het neemt af naarmate het doorsnedegebied van de geleider toeneemt.

Voor een koperen geleider is een vereenvoudigde relatie:

Spanningsdaling is evenredig aan stroom * kabellengte ÷ geleideroppervlak

Een volledige AC-berekening kan ook rekening houden met:

• Vermogensfactor

• Reactantie van de geleider

• Kabelconfiguratie

• Werktemperatuur

• Driedimensionale of enkeldimensionale voeding

Voor een gebalanceerde driefasemotor moet een driefasespanningsvermindering formule of een door de fabrikant goedgekeurde kabeltabel worden gebruikt.

Verwar de twee berekeningen niet.

De berekende spanning bij de motorterminals moet binnen het door de motorfabrikant toegestane bereik blijven, zowel onder loop- als startomstandigheden.

Hetzelfde spanningsverlies vertegenwoordigt verschillende percentages bij verschillende systeemspanningen.

Bijvoorbeeld, een vast spanningsverlies is aanzienlijker in een systeem met een lagere spanning dan in een systeem met een hogere spanning.

Een overmatige spanningsdaling kan leiden tot:

• Verminderd startkoppel

• Verlengde versnellingstijd

• Hogere motorstroom

• Contactorgeluid

• Herhaalde overbelasting

• Oververhitting van de motor

• Onstabiele VFD-operatie

• Niet-starten onder hydraulische belasting

• Verkorte levensduur

SLAPK-foutbestrijdingsinformatie identificeert lage spanning, een te dunne draad en een te lange kabel als mogelijke redenen waarom een onderzeese motor niet kan starten.

De keuze van de kabels moet daarom worden gecoördineerd met de werkelijke beschikbare spanning op de locatie, niet alleen de nominale systeemspanning.

Een motor haalt bij direct-on-line start aanzienlijk meer stroom op dan tijdens normale werking.

Omdat de spanningsdaling gerelateerd is aan de stroom, kan de tijdelijke daling tijdens opstarten veel groter zijn dan de lopende daling.

Bij de aanvangsbeoordeling moet rekening worden gehouden met:

• Beschikbare transformatorcapaciteit

• Generatorcapaciteit

• Impedantie van het voedingssysteem

• Kabellengte en geleidergrootte

• Motor-gesloten-rotor stroom

• Startmoment van de pomp

• Verbindingen van putkoppen en panelen

• Startmethode

• Versnellingstijd

Een motor kan normaal werken na het bereiken van snelheid, maar toch niet starten omdat de terminale spanning tijdens het versnellen instort.

Mogelijke startmethoden zijn:

• Directe start in de lijn

• Star-delta start

• Autotransformator starten

• Zwakke start

• Variabele frequentiedruk

De gekozen methode moet verenigbaar zijn met de motorleidingen, de spanning, het bedieningspaneel en de projectvereisten.

Veronderstel niet dat de installatie van een zachte starter of VFD automatisch een kleinere kabel toestaat.

Koper wordt doorgaans gebruikt voor onderwaterpompkabels vanwege de geleidbaarheid, betrouwbaarheid en beschikbaarheid van de verbinding.

Als aluminiumgeleiders worden overwogen voor een oppervlaktesnede, moet de ontwerper rekening houden met:

• Grotere vereiste geleideroppervlakte

• Compatibiliteit van beëindiging

• Beheersing van oxidatie

• Mechanische sterkte

• Thermische uitbreiding

• Nomenclatuur van de aansluiting

• Overgang naar koperen motorleidingen

Maak geen onderwater koperen-aluminiumverbinding, tenzij het volledige splitsingssysteem speciaal daarvoor is ontworpen en goedgekeurd.

Het geleidermateriaal dat bij de berekening van de spanningsvermindering wordt gebruikt, moet overeenkomen met de werkelijke kabel.

Het ondergat moet een kabel zijn die speciaal is ontworpen voor continue onderdompeling en de verwachte wateromstandigheden.

Tot de selectiefactoren behoren:

• Zoet water of zoutwater

• Maximale watertemperatuur

• Hydrostatische druk

• Chemische blootstelling

• Blootstelling aan olie of koolwaterstoffen

• Platte of ronde constructie

• Buitendeurs van de kabel

• Flexibiliteit

• Slijtvastheid

• Standaardspanning

• Isolatie- en mantelmateriaal

• Goedkeuring van drinkwater, indien vereist

Een standaard flexibele kabel kan fysiek vergelijkbaar lijken, maar is mogelijk niet ontworpen voor continue onderwaterdienst.

Een waterdicht jasje is geen vervanging voor geleiderisolatie die niet geschikt is voor de spanning, temperatuur of onderdompelingsperiode.

Onderwaterpompkabels zijn verkrijgbaar in platte en ronde constructies.

Een platte kabel kan nuttig zijn wanneer de afstand tussen de pomp, de opstap en de behuizing beperkt is.

Voor bepaalde klieren, afdichtingen, kabelklemmen en mechanische beschermingssystemen kan voorkeur worden gegeven aan ronde kabels.

De juiste keuze is afhankelijk van:

• Motorverbinding

• Ruimte van de putkas

• Ontwerp van de kabelklier

• Verwijderingsmethode

• Splice kit

• Installatieapparatuur

• Goedkeuring door de fabrikant

De vorm van de kabel bepaalt niet de capaciteit van de geleider.

De keuze van de kabel heeft ook invloed op de vraag of de pomp door het boorgat kan gaan.

Controleer de gecombineerde envelop van:

• Pomp en motor

• Opgaande hoofdingang

• Kabel

• Kabelbeschermer

• Kabelclamps

• Onderwatersplitsing

• Blokkers

• met een vermogen van niet meer dan 50 W

• Centralizatoren

De splice kan dikker zijn dan de kabel zelf en kan de besturingsdimensie van de installatie worden.

Controleer de minimale binnendiameter van de behuizing langs het volledige installatiepad.

Voor de bijbehorende dimensionale aanwijzingen zie6 inch vs. 8 inch boorgatpompen: hoe te kiezen.

Een diepputpomp vereist gewoonlijk een verbinding tussen de fabrieksmotorleidingen en de uitgebreide druppelkabel.

Deze verbinding moet voorzien in:

• Betrouwbare elektrische continuïteit

• Lage verbindingsweerstand

• Mechanische sterkte

• Elektrische isolatie

• Een permanente waterbarrière

• Compatibiliteit met de isolatie van de kabel

• Een glad buitenprofiel

• Weerstand tegen installatiespanning

In de SLAPK-instructies voor de aansluiting van kabels is de voorbereiding van de geleiders, de mechanische verbinding, de isolatie en de meerdere afsluitlagen beschreven.De goedgekeurde methode en de goedgekeurde materialen moeten worden gevolgd voor de daadwerkelijke geleverde kabel..

Een splice die elektrisch geïsoleerd is maar niet waterdicht is, kan na onderdompeling falen.

Water dat in een kabel of verbinding komt kan leiden tot:

• Lage isolatieweerstand

• Ground faults

• Fase-op-fase storingen

• Corrosie van geleiders

• Beschermingsreizen

• Schade aan de motorwinding

Gebruik een door de fabrikant goedgekeurde onderzeese splitsingstoestel of een gedocumenteerde verbindingsprocedure.

Snijden of beschadigen van geleiderstrengen

Het onvoorzichtig verwijderen van de isolatie kan de oppervlakte van de effectieve geleider verkleinen en de verbinding verzwakken.

Onjuiste aansluiting van verschillende grootte geleiders

De verbinding en het afdichtingssysteem moeten beide geleiders bevatten en mechanisch veilig blijven.

Zware projecties achterlaten

Bij het inpakken of installeren kunnen scherpe geleiders of aansluitkanten de isolatie doorboren.

Alleen met gewone elektrische band

Een paar lagen algemeen gebruikte tape vormen niet noodzakelijkerwijs een betrouwbare diepwaterdichtheid.

Vocht opsluiten in het gewricht

Kabelpunten en verbindingsmaterialen moeten schoon en droog zijn voordat ze worden verzegeld.

De splitsing te groot maken

Een te groot gewricht kan zich vastklampen aan de gewrichten van de behuizing of beschadigd raken tijdens het laten zakken.

De gewricht onder herhaalde mechanische spanning brengen

De splice mag de hangende kabelbelasting niet dragen of scherp tegen een koppeling gebogen blijven.

De voedingskabel moet langs de opstaande hoofdleiding worden ondersteund, zodat deze niet vrij hangt, tegen de behuizing wrijft of zich tijdens het gebruik overmatig beweegt.

Kabelondersteuningen moeten:

• Houd de kabel vast zonder hem te verpletteren.

• Weerstand tegen water en installatieomgeving

• Vermijd scherpe randen

• De thermische en mechanische bewegingen kunnen worden aangepast.

• Blijf veilig tijdens het starten van de pomp

• Toestemming voor een veilige verwijdering van de montage

Indien nodig moeten kabelbeschermingen worden gebruikt rond de pomp en de koppeling.

Gebruik geen metalen bevestigingsmaterialen die in de kabelmantel kunnen snijden of een ongeschikte galvanische toestand kunnen veroorzaken.

Het bevestigingsinterval en het materiaal moeten voldoen aan de voorschriften van de pomp, de kabel en de installateur.

De selectie van de kabels kan niet worden gescheiden van het motorbeschermingssysteem.

Het bedieningspaneel kan bestaan uit:

• Bescherming tegen kortsluiting

• Bescherming tegen overbelasting van de motor

• Bescherming tegen faseverlies

• Fase-sequentiebescherming

• Onderspanning en overspanning

• Ground-fault bescherming

• Bescherming bij drooglopen

• Temperatuurbewaking

• Niveaucontrole

• Zwakke start

• Variabele frequentiedruk

Beschermingsinstellingen moeten gebaseerd zijn op de bevestigde motor- en fabrikantinstructies.

Een overbelastingsrelais mag niet hoger worden ingesteld alleen maar om te voorkomen dat het door een lage spanning of door een beschadigde kabel verstoord wordt.

Een VFD verandert de elektrische golfvorm die aan de motor wordt geleverd.

Lange motorkabels kunnen de reflectie-golfeffecten, spanningsspanningen, lekstromen en elektromagnetische interferentie verhogen.

• Vervoermodel

• Dragerfrequentie

• Uitgangsspanning

• Motorisolatie

• Kabelbouw

• Aarding

• Uitgangsreactor

• dV/dt filter

• Sinusgolffilter

Volg de VFD en de instructies van de motorfabrikant voor de maximale kabellengte.

De kabel moet ook geschikt zijn voor de aandrijving en met de vereiste aarding en afscherming zijn gemonteerd.

Gebruik geen standaard direct-on-line-kabeltafel op een VFD-systeem zonder de aandrijvingsdocumentatie te controleren.

De pompinstallatie moet de aardings- of beschermingsgeleider bevatten die is vereist volgens de toepasselijke elektrische code en het ontwerp van de apparatuur.

Aarding helpt beschermende apparaten te reageren op isolatiefouten en vermindert het schokrisico.

Gebruik de opstaande hoofdleiding, veiligheidskabel of putkas niet als een niet-geverifieerde vervanging van de vereiste beschermende geleider.

De grondslagregeling moet omvatten:

• Aansluiting voor motoraansluiting

• Aarding van het bedieningspaneel

• Kabelbeschermingsgeleider

• Binding van vereiste metalen onderdelen

• Korrekte beëindiging

• Continuïteitsonderzoek

De plaatselijke elektrische voorschriften en de omstandigheden op het terrein bepalen het definitieve ontwerp.

Voordat de pomp wordt verlaagd, moet de kabel- en motorassemblage worden onderzocht en getest.

Aanbevolen controles kunnen zijn:

• Visuele inspectie van de kabelbekleding

• Verificatie van de continuïteit van de geleider

• Fase-op-fasevergelijking

• Isolatieweerstandstests

• Grondgeleidercontinuïteit

• Inspectie van de splitsing

• Vergelijking van de motorkolingsweerstand

• Bevestiging van fase-identificatie

• Verificatie van de kabellengte

Gebruik de door de fabrikant van de motor en de kabel gespecificeerde testspanning en -procedure.

Als de instructies van de VFD dat vereisen, moet gevoelige elektronische apparatuur, met inbegrip van een VFD, worden losgekoppeld voordat isolatieweerstandstests worden uitgevoerd.

Deze basiswaarden helpen bij de diagnose van toekomstige problemen.

Herhaal de vereiste elektrische controles nadat de pomp is verlaagd, maar vóór normale werking.

Dit kan schade aan het licht brengen veroorzaakt door:

• Ik trek aan de kabel.

• Contact met de randen van de behuizing

• Gecombineerde isolatie

• Een beschadigde splice

• Onjuiste beëindiging

• Water dat in de verbinding komt

Tijdens de inbedrijfstelling:

• Voerspanning

• Spanning van de motor- of panelenpoort

• Fase-op-fase-spanningsbalans

• Stroomstroom op elke fase

• Beginnend gedrag

• Isolatieweerstand

• Beschermingsinstellingen

• Pompstroom en -uitlaatdruk

Een stroomonbalans kan wijzen op een spanningsonbalans, een verbindingsprobleem, schade aan de kabel of een motorfout.

Veronderstel dat een driefasige boorputpomp 150 m onder de booroppervlakte wordt geïnstalleerd, terwijl het bedieningspaneel 35 m van de boor is.

Het motorenummerplaatje en de gegevens van de leverancier geven de nominale spanning, stroom, startmethode en toegestane kabellengte.

De ingenieur moet:

1. Voeg de kabel in het hol, de oppervlaktraject, de onderhoudsvergoeding en de fabrieksmotorleidingen toe, zoals vereist door de gekozen berekeningsmethode.

2. Identificeer de nominale en startstroom.

3. Selecteer een koperen kabel met een geschikte isolatie.

4. Controleer de ampatsiteit onder de werkelijke installatieomstandigheden.

5. Bereken de loopspanningsdaling.

6. Controleer de beschikbare motorspanning tijdens het opstarten.

7. Vergelijk het resultaat met het door de fabrikant toegestane bereik.

8. Vergroot de geleidergrootte indien niet aan de eisen inzake spanningsvermindering of amperheid is voldaan.

9. Controleer de kabel en splice buiten afmetingen tegen de hoes vrij.

10. Bevestig de kabel bij het bedieningspaneel, de start- of VFD-leverancier.

11. Documenteren van het eindgeleideroppervlak, de lengte, de splitsingsmethode en de beschermingsinstellingen.

De uiteindelijke kabel kan niet alleen worden gekozen op basis van de installatie diepte.

• Het selecteren van de grootte van de geleider alleen op basis van motorkilowatten

• Het oppervlakkabel tussen het paneel en het puthoofd worden genegeerd

• Gebruik van nominale putdiepte als totale kabellengte

• Controleer amperheid maar niet spanningsverlies

• Controle van de gangspanning, maar niet van de startomstandigheden

• Gebruik van eenfasige berekeningen voor een driefasige motor

• Gebruik van gewone kabel voor continue onderdompeling

• Het negeren van watertemperatuur en chemie

• Installatie van een niet-goedgekeurde onderwatersplice

• De kabel mag tegen de behuizing wrijven

• Niet opnemen van de splice bij de goedkeuringskontrole

• De maximale lengte van de motorkabel zonder VFD

• Verhoging van de overbelastinginstellingen in plaats van correctie van lage spanning

• Het niet testen van isolatie vóór en na de installatie

Stuur de volgende informatie naar de leverancier van de motor, de kabel en het bedieningspaneel:

• Volledig pomp- en motormodel

• Nominaal motorvermogen

• Nominale spanning en frequentie

• Eenfasige of driefasige voeding

• Nominale stroom

• Startmethode

• Transformator- of generatorcapaciteit

• Afstand van de voeding naar het bedieningspaneel

• Afstand van het paneel tot het puthoofd

• Diepte van de pompinstallatie

• Fabriekslengte en afmeting van de motorleiding

• Voorgesteld kabelmateriaal en doorsnede

• Vlakke of ronde kabels

• Watertemperatuur en chemie

• Minimale binnendiameter van de behuizing

• VFD-model en werkfrequentiebereik

• Vereiste lokale elektrische norm

• Aansluitingsregeling

• Verwachte start per uur

• Continu of intermitterend bedrijf

Welke grootte kabel heb ik nodig voor een diepe putpomp?

Het antwoord is afhankelijk van de motorstroom, de spanning, de fase, de volledige kabellengte, de spanningsdruppelgrens, de startmethode, de installatievoorwaarden en de lokale voorschriften.Motorvermogen en putdiepte alleen zijn niet voldoende.

Kan ik een kabel gebruiken die groter is dan de minimale grootte van de fabrikant?

Een grotere geleider vermindert de spanningsval, maar verhoogt de kosten, het gewicht en de buitendiameter.

Bevat de kabellengte de afstand tot het bedieningspaneel?

Alle elektrische secties die bijdragen aan de spanningsdaling moeten worden opgenomen volgens de gekozen berekeningsmethode.

Kan ik een normale flexibele kabel onder water gebruiken?

Alleen als het specifiek is ontworpen voor continue onderdompeling, de vereiste spanning, temperatuur, druk en wateromstandigheden.

Mag ik een kleinere kabel gebruiken?

Niet automatisch. De kabel moet nog steeds voldoen aan de vereisten van de fabrikant voor amperheid, spanningsdaling, isolatie, aarding en aandrijving.

Waarom start mijn pomp niet, hoewel de voedingsspanning correct lijkt?

De spanning kan tijdens het starten aanzienlijk dalen als gevolg van kabelweerstand, zwakke voedingscapaciteit of hoge startstroom.

Moet de onderwatersplitsing boven het waterniveau staan?

Wanneer de splice onder water wordt gezet, moet een goedgekeurde permanente onderwaterdichtingsmethode worden gebruikt.

Hoe kan ik bevestigen dat de kabel niet beschadigd is tijdens de installatie?

Voorafgaand aan en na het verlagen van de pomp worden de gespecificeerde continuïteits-, wikkel- en isolatie-testingen uitgevoerd en worden de resultaten vergeleken met de geregistreerde basiswaarde.

Een diepputpompkabel moet worden geselecteerd door middel van zowel een elektrische als een installatiecontrole.

De definitieve selectie moet:

• Draag de vereiste stroom veilig.

• Beperking van de loop- en startspanningsdaling.

• Gebruik de volledige elektrische route.

• De spanning, de fase en de startmethode moeten overeenkomen.

• Het is bestand tegen continue onderdompeling.

• Gebruik een betrouwbare onderwatersplice.

• Pas in de behuizing met de complete montage.

• Coördineren met het bedieningspaneel en het beveiligingssysteem.

• Voldoen aan de toepasselijke elektrische voorschriften.

Bevestig de exacte motorstroom, de totale kabellengte, de berekening van de spanningsdaling, het geleidergebied,isolatiesysteem en installatieomgeving vóór de productie.

Stuur aan SLAPK uw vereiste stroom en kop, putdiepte, pompinstellingdiepte, motorvermogen, spanning, frequentie, fase, totale kabelroute, startmethode, watertemperatuur en binnendiameter van de behuizing.

Onze ingenieurs kunnen een geschikte QJ- of SP-boorgatpomp aanbevelen en de motorgegevens, nominale stroom, fabrieksinformatie en leiding over de kabellengte verstrekken die voor uw project nodig zijn.