Medium-Voltage/Low-Voltage Aerial Insulated Cables Suppliers

Znajomość branży

Dlaczego kable w izolacji napowietrznej zastępują gołe przewody napowietrzne i czego wymaga przejście

Wymiana gołych przewodów napowietrznych na kabel w izolacji antenowej s (AIC) w sieciach dystrybucyjnych wynika z połączenia czynników bezpieczeństwa, niezawodności i konserwacji, które znacząco się na siebie nakładają w określonych środowiskach instalacji. Gołe przewodniki na drewnianych lub betonowych słupach są standardową technologią dystrybucji napowietrznej od ponad stulecia, ale ich działanie na obszarach gęsto porośniętych roślinnością, w środowiskach przybrzeżnych i w sieciach miejskich o wysokim wskaźniku zwarć doprowadziło do powszechnego przyjęcia izolowanych alternatyw, które rozpoczęły się w latach 70. XX wieku w Skandynawii i stopniowo przyjmowano je w Azji, Afryce i Ameryce Łacińskiej w ciągu następnych dziesięcioleci.

Podstawową zaletą techniczną kabli w izolacji napowietrznej w porównaniu z gołymi przewodnikami jest redukcja prądu zwarciowego na styku przewodnik-przewód i przewód-drzewo. Nieosłonięta linia dystrybucyjna 11 kV przechodząca przez korony drzew wymaga korytarza o szerokości 2–3 metrów z każdej strony, aby zapobiec kontaktowi odgałęzień pod obciążeniem wiatrem; izolowany kabel antenowy może tolerować bezpośredni kontakt odgałęźny bez inicjowania uszkodzenia, ponieważ izolacja wytrzymuje napięcie dotykowe przez cały czas trwania zdarzenia kontaktowego. Umożliwia to zmniejszenie szerokości pasów drogowych o 40–60%, co znacznie zmniejsza koszty wycinki gruntów i wpływ na środowisko w regionach zalesionych. Izolacja nie zapewnia trwałej tolerancji styku — utrzymujący się nacisk na odgałęzienie ostatecznie spowoduje ścieranie płaszcza i przedostanie się do przewodu — ale przekształca potencjalnie śmiertelne, chwilowe zwarcia w możliwe do opanowania, wolno rozwijające się warunki, które można wykryć i usunąć, zanim staną się awariami.

Przejście z systemów anten gołych na izolowane wymaga zmian w sprzęcie, praktykach instalacyjnych i koordynacji systemów zabezpieczeń, które są często niedoceniane w planowaniu projektu. Złączki do słupów z gołym przewodnikiem — izolatory zaciskowe, izolatory szpulowe i osprzęt poprzeczny — nie są kompatybilne z instalacją AIC, która wymaga systemów nośnych przewodów komunikacyjnych, wstępnie uformowanych uchwytów śrubowych, zacisków do zawieszania i zacisków naprężających zaprojektowanych dla określonej średnicy zewnętrznej kabla i wartości naprężenia mechanicznego. Ustawienia przekaźnika zabezpieczeniowego skalibrowane dla prądów zwarciowych nieizolowanych przewodów muszą zostać ponownie skalibrowane dla izolowanych kabli, gdzie izolacja opóźnia rozwój zwarcia, zmieniając profil czasowo-prądowy obserwowany przez przekaźniki nadprądowe. W zakładach instalujących przewody AIC na sprzęcie przeznaczonym do stosowania z nieizolowanymi przewodami lub w przypadku niezastosowania się do regulacji ustawień przekaźników zabezpieczeniowych często w okresie przejściowym dochodzi do wykrycia pominiętego uszkodzenia lub uciążliwego wyłączenia.

Konstrukcja przewodu komunikacyjnego w wiązkach napowietrznych niskiego napięcia i jej wpływ na zwis i napięcie

Napowietrzne kable wiązkowe niskiego napięcia (ABC, zwykle o napięciu znamionowym 0,6/1 kV) są dostępne w dwóch konfiguracjach mechanicznych: z dedykowanym gołym lub izolowanym przewodem komunikacyjnym, który przenosi pełne obciążenie mechaniczne wiązki, oraz konfiguracje samonośne, w których jeden z izolowanych przewodów służy jako mechaniczny przewód neutralny. Wybór pomiędzy tymi konfiguracjami ma znaczące konsekwencje dla dopuszczalnej długości przęsła, naprężenia montażowego, zachowania uginającego się pod wpływem zmian temperatury i długoterminowej niezawodności mechanicznej.

W systemie ABC z komunikatorem przewód komunikacyjny jest zwykle drutem ze stali ocynkowanej lub przewodnikiem aluminiowym wzmocnionym stalą (ACSR), wybranym niezależnie od wymagań dotyczących prądu elektrycznego. Przesyłka przenosi obciążenie całej wiązki kablowej, a izolowane przewody zwisają z niej za pomocą opasek kablowych lub wstępnie uformowanych uchwytów w regularnych odstępach — zwykle co 0,5–1,0 metra wzdłuż rozpiętości. Konstrukcja mechaniczna komunikatora zależy od maksymalnej rozpiętości projektowej kabla, warunków obciążenia wiatrem i lodem mających zastosowanie w obszarze instalacji oraz maksymalnego dopuszczalnego zwisu (który wpływa na wymaganą wysokość słupa nad ziemią). Dla rozpiętości 60 metrów w strefie umiarkowanego wiatru z 4-żyłową wiązką ABC 4×70 mm² napięcie wiązki w warunkach maksymalnego obciążenia może osiągnąć 8–12 kN, co wymaga wytrzymałości wiązki na zerwanie co najmniej 24–36 kN przy współczynniku bezpieczeństwa wynoszącym 3. Stosowanie zbyt małej wiązki, która latem powoduje nadmierne ugięcie (kiedy rozszerzalność cieplna wydłuża przewody aluminiowe), może spowodować, że wiązka będzie stykać się z konstrukcjami lub roślinnością poniżej projektowanej wysokości prześwitu.

Samonośny ABC eliminuje oddzielny przekaźnik, wykorzystując przewód neutralny zarówno jako elektryczny, jak i mechaniczny nośnik obciążenia. Przewód neutralny w tej konfiguracji musi być przystosowany mechanicznie do pełnego obciążenia sieci trakcyjnej, co oznacza, że ​​często jest zbudowany z ACSR (przewód aluminiowy wzmocniony stalą) lub stopu aluminium ciągnionego na twardo, a nie z wyżarzonego aluminium stosowanego w przewodach fazowych. Napięcie w przewodzie neutralnym przy maksymalnym obciążeniu lodem i wiatrem musi mieścić się w granicach napięcia znamionowego przewodu, które ograniczają maksymalną osiągalną rozpiętość. W przypadku samonośnych ABC niskiego napięcia typowe maksymalne rozpiętości wahają się od 40 do 80 metrów, w zależności od rozmiaru przewodu i regionalnej klasy obciążenia; poza tymi rozpiętościami wymagane są pośrednie słupy wsporcze, nawet jeśli spadek napięcia na rozpiętości pozwoliłby na dłuższy rozpiętość elektryczną. Konfiguracja samonośna jest prostsza w instalacji (nie jest wymagana osobna instalacja komunikatora), ale zapewnia mniejszą elastyczność projektowania niż systemy z nośnikiem w przypadku nietypowych geometrii rozpiętości lub warunków dużego obciążenia lodem.

Wybór materiału izolacyjnego dla kabli napowietrznych średniego napięcia w wymagających środowiskach

Średniego napięcia kabel w izolacji antenowej s (zwykle 10–35 kV) działają w warunkach długotrwałej ekspozycji na promieniowanie UV, szerokie cykle temperatur i bezpośredni kontakt z warunkami atmosferycznymi – w warunkach, które stawiają znacznie większe wymagania w zakresie właściwości materiału izolacyjnego niż chronione środowisko podziemnych lub wewnętrznych instalacji kablowych. Izolacja musi jednocześnie zapewniać odpowiednią wytrzymałość dielektryczną dla danej klasy napięcia, być odporna na fotodegradację i utlenianie termiczne w okresie użytkowania wynoszącym 30–40 lat oraz zachowywać odpowiednią elastyczność mechaniczną dla instalacji w niskich temperaturach. Wymagania te wskazują raczej na systemy izolacji z usieciowanych polimerów niż na materiały termoplastyczne.

XLPE (usieciowany polietylen) jest dominującym materiałem izolacyjnym dla AIC średniego napięcia ze względu na połączenie wysokiej wytrzymałości dielektrycznej, niskiej stałej dielektrycznej, doskonałej odporności na promieniowanie UV z odpowiednimi dodatkami sadzy lub stabilizatora UV oraz odporności na temperaturę 90°C ciągłą/250°C zwarciową. W przeciwieństwie do termoplastycznego PE, XLPE nie mięknie ani nie płynie pod długotrwałym obciążeniem mechanicznym w podwyższonych temperaturach – jest to kluczowa właściwość kabli napowietrznych, które mogą pracować w wysokich temperaturach przy szczytowym obciążeniu latem. Sieciowanie zapobiega zmianom wymiarowym, które w przeciwnym razie miałyby miejsce w prostym PE powyżej jego temperatury topnienia krystalicznej (~125°C), utrzymując geometrię izolacji, a tym samym charakterystyczną impedancję we wszystkich warunkach pracy.

EPR (kauczuk etylenowo-propylenowy) jest stosowany w AIC średniego napięcia do zastosowań wymagających większej elastyczności w niskich temperaturach instalacji lub z natury doskonałej odporności na wilgoć. Kable AIC z izolacją EPR zachowują elastyczność w temperaturze –40°C i można je instalować i obsługiwać bez ryzyka pękania izolacji w środowiskach arktycznych lub na dużych wysokościach, gdzie kable z izolacją XLPE stają się niebezpiecznie kruche. Amorficzna struktura molekularna EPR zapewnia również naturalną odporność na zadrzewienie wodne bez pakietów dodatków opóźniających zadrzewienie wymaganych w XLPE – co jest istotne w przypadku instalacji AIC w środowiskach przybrzeżnych o wysokiej wilgotności, gdzie kondensacja wilgoci na powierzchni izolacji jest stałym warunkiem. Kompromisem jest wyższa stała dielektryczna EPR (2,8–3,5 w porównaniu z 2,3 w przypadku XLPE), która zwiększa pojemnościowy prąd ładowania kabla — jest to niewielka kwestia przy średnim napięciu, ale istotna w przypadku długich wiejskich linii zasilających, gdzie prąd ładowania stanowi mierzalny ułamek obciążalności cieplnej.

Zewnętrzny płaszcz AIC średniego napięcia to oddzielna, odporna na promieniowanie UV czarna warstwa polietylenu lub HDPE nałożona na izolację. Podstawowe funkcje kurtki to ochrona przed promieniowaniem UV (sadza w ilości 2–3% wagowych zapewnia absorpcję promieniowania UV w szerokim spektrum), ochrona mechaniczna przed ścieraniem w wyniku kontaktu z gałęziami oraz ochrona dziobów ptaków – istotny problem w regionach, w których występują duże krukowate lub papugi dziobiące izolację kabla. Twardość płaszcza i grubość ścianek są określone tak, aby były odporne na atak ptaków; niektóre specyfikacje AIC wymagają minimalnej twardości płaszcza w skali Shore'a D wynoszącej 50–55 i minimalnej grubości ścianki płaszcza 1,5–2,0 mm, szczególnie w celu uwzględnienia tego trybu awarii w podatnych regionach geograficznych.

Porównanie konstrukcji kabli napowietrznych izolowanych niskiego i średniego napięcia

Zarówno niskonapięciowe, jak i średnionapięciowe kabel w izolacji antenowej są przeznaczone do napowietrznych zastosowań zewnętrznych, ich konstrukcje różnią się zasadniczo kilkoma parametrami wynikającymi z różnych klas napięcia, wymagań dotyczących obciążenia mechanicznego i środowiska instalacji. Zrozumienie tych różnic pomaga inżynierom odpowiedzialnym za przedsiębiorstwa energetyczne i projektowe w sporządzaniu prawidłowych specyfikacji i unikaniu stosowania praktyk dotyczących kabli NN w instalacjach SN i odwrotnie.

Wymóg dotyczący półprzewodnikowych ekranów przewodników i izolacji w AIC średniego napięcia jest najbardziej konsekwentną różnicą konstrukcyjną i jest często błędnie rozumiany przez zespoły zakupowe zaznajomione jedynie ze specyfikacjami kabli niskiego napięcia. Bez ekranu przewodnika pole elektryczne na powierzchni przewodu linkowego jest wysoce nierównomierne — skoncentrowane na krawędziach żyły i występach powierzchniowych — i w tych punktach koncentracji inicjuje się wyładowanie niezupełne. W kablu AIC 10 kV gradient pola elektrycznego na nieekranowanej powierzchni przewodu może być 5–10 razy większy od średniego pola w izolacji, znacznie przekraczając próg inicjacji wyładowań niezupełnych XLPE. Ekran półprzewodnikowy homogenizuje to pole, prezentując izolację gładką, ciągłą powierzchnię ekwipotencjalną, redukując pole szczytowe do wartości bliskiej wartości średniej. Pominięcie lub nieprawidłowe zastosowanie ekranu przewodu w kablu AIC średniego napięcia – co nie może mieć miejsca w kablu niskiego napięcia, ponieważ w przypadku kabli niskiego napięcia nie ma takich wymagań, a etap konstrukcyjny po prostu nie istnieje – skutkuje degradacją wywołaną wyładowaniami niezupełnymi, która skraca żywotność kabla z oczekiwanych 30–40 lat do potencjalnie 3–5 lat.

Normy dotyczące obciążenia wiatrem i lodem dotyczące projektowania mechanicznego kabli napowietrznych: jak klimat regionalny wpływa na wybór przewodnika

Konstrukcja mechaniczna izolowanych kabli napowietrznych — stop przewodnika, przekrój poprzeczny, konstrukcja skrętki i parametry sprzętu wsporczego — zależy od maksymalnego łącznego obciążenia wiatrem i lodem, jakie kabel musi wytrzymać bez trwałego odkształcenia lub uszkodzenia żyły. Różne normy regionalne definiują przypadki obciążenia projektowego w oparciu o lokalne dane klimatyczne, a wybór konstrukcji mechanicznej kabla zoptymalizowanej dla umiarkowanego klimatu europejskiego i zainstalowanie go w kanadyjskim lub norweskim środowisku o dużym obciążeniu lodem jest systematycznym błędem projektowym, który skutkuje nadmiernym zwisaniem, wyciąganiem złącza lub uszkodzeniem zmęczeniowym przewodu w ciągu pierwszych kilku lat użytkowania.

Norma IEC 60826 zapewnia ramy dla projektowania mechanicznego linii napowietrznych i definiuje trzy poziomy niezawodności obciążenia (I, II, III) odpowiadające okresom powrotu wynoszącym 50, 150 i 500 lat dla projektowego zdarzenia wiatrowego i lodowego. Większość specyfikacji przedsiębiorstw dystrybucyjnych wykorzystuje niezawodność poziomu I lub II. W ramach IEC obciążenie lodem charakteryzuje się równoważną grubością lodu na przewodzie — zazwyczaj 0 mm (wolny od lodu), 10 mm, 20 mm lub 30 mm — w połączeniu z jednoczesnym ciśnieniem wiatru. Opaska lodowa o średnicy 30 mm na przewodzie o przekroju 95 mm² dodaje około 2,5 kg/m ciężaru własnego przewodu; przy rozpiętości 100 metrów odpowiada to dodatkowym 250 kg ciężaru sieci trakcyjnej, który musi utrzymać osprzęt przewodu i słupa. Maksymalne napięcie przewodu w tych warunkach, w połączeniu z początkowym napięciem instalacyjnym, musi pozostać poniżej znamionowego codziennego napięcia przewodu (RET) — zwykle 20–25% znamionowej wytrzymałości na rozciąganie (RTS) przewodu w przypadku przewodów ze stopów aluminium w sieciach dystrybucyjnych.

Obciążenie wiatrem izolowanych kabli napowietrznych różni się od obciążenia wiatrem nieizolowanych przewodów, ponieważ większa średnica zewnętrzna izolowanego kabla powoduje większe pole przekroju poprzecznego pod wpływem parcia wiatru. Goły przewodnik ACSR o powierzchni 95 mm² ma średnicę zewnętrzną około 13,5 mm; ten sam przewodnik izolowany XLPE do sieci 10 kV może mieć średnicę zewnętrzną 28–32 mm, wytwarzając ponad dwukrotnie większą siłę oporu wiatru na jednostkę długości. Dostawcy kabli, którzy podają specyfikacje mechaniczne w oparciu o przekrój przewodu bez uwzględnienia zwiększonej średnicy aerodynamicznej izolowanego zestawu kabli, będą systematycznie niedoceniać projektowe obciążenie wiatrem, co może skutkować przekroczeniem maksymalnego codziennego napięcia kabli w projektowych warunkach wietrznych, nawet bez obciążenia lodem. Specyfikacje zamówień powinny wyraźnie wymagać, aby obliczenia projektu mechanicznego uwzględniały całkowitą średnicę zewnętrzną kabla, a nie tylko właściwości gołego przewodu.

Wybór stopu przewodnika bezpośrednio wpływa na wydajność obciążenia lodem poprzez koncepcję pełzania. Przewodniki aluminiowe poddane długotrwałemu napięciu ulegają wydłużeniu zależnemu od czasu (pełzaniu), które różni się od rozciągania elastycznego — pełzanie nie powraca do normy po usunięciu obciążenia, powodując trwały wzrost zwisu w całym okresie użytkowania. Wyżarzone aluminium (stosowane w przewodach NN ABC ze względu na elastyczność) ma znacznie wyższą szybkość pełzania niż stop aluminium ciągniony na twardo (AAAC, AAAR) przy równoważnym napięciu. W regionach podatnych na lód, gdzie przewody okresowo poddawane są wysokim naprężeniom podczas obciążeń lodem, zastosowanie wyżarzonych przewodów aluminiowych powoduje postępujący wzrost zwisu w ciągu 10–15 lat, co ostatecznie narusza wymagania dotyczące prześwitu pod pojazdem. Określenie ciągnionych na twardo przewodów ze stopu aluminium z naprężeniem wstępnym podczas pełzania podczas instalacji jest standardowym środkiem zaradczym w regionach regularnie narażonych na obciążenie lodem.

Łączenie i zakańczanie izolowanych kabli napowietrznych: praktyki określające długoterminową niezawodność

Złącza i zakończenia izolowanych kabli napowietrznych są statystycznie najczęstszą lokalizacją przedwczesnych awarii w napowietrznych sieciach dystrybucyjnych. Prawidłowo wyprodukowany kabel, który spełnia wszystkie specyfikacje elektryczne i mechaniczne, może utracić niezawodność w wyniku pojedynczego źle wykonanego złącza lub nieprawidłowego zakończenia, a w przypadku instalacji napowietrznej awarie połączeń zazwyczaj skutkują zwarciami w obwodzie otwartym, które powodują przerwy w dostawie, a nie zwarciami doziemnymi, które przekaźniki zabezpieczające linie napowietrzne są zoptymalizowane pod kątem szybkiego wykrywania i usuwania. Zrozumienie kluczowych etapów łączenia i kończenia kabli napowietrznych wyjaśnia, dlaczego specjalistyczne szkolenie i narzędzia nie podlegają negocjacjom w przypadku tych operacji.

Złącza kablowe wiązki antenowej niskiego napięcia

Złącza ABC niskiego napięcia są wykonane przy użyciu złączy przebijających (zwanych również złączami przebijającymi izolację lub IPC), które zaciskają się na izolowanym kablu bez konieczności zdejmowania izolacji. Korpus złącza zawiera zęby przebijające ze stali nierdzewnej, które wnikają w izolację i stykają się z przewodnikiem, gdy złącze jest dokręcane do określonej wartości za pomocą śruby z łbem ścinanym — śruba ścina się przy określonym momencie obrotowym, zapewniając dotykowe potwierdzenie, że została osiągnięta właściwa siła docisku i zapobiegając nadmiernemu dokręceniu, które mogłoby uszkodzić żyły przewodu. Korpus złącza przebijającego jest samouszczelniający i zapobiega przedostawaniu się wilgoci wokół punktów penetracji. Krytycznym parametrem instalacji jest moment ścinający — użycie standardowego klucza i oszacowanie momentu obrotowego na wyczucie pozwala uzyskać połączenia o nierównomiernych zakończeniach, które albo są poddawane zbyt małemu ściskaniu (wysoka rezystancja styku), albo nadmiernemu ściskaniu (uszkodzenie żyłki) z dużą szybkością. IPC należy instalować za pomocą skalibrowanego klucza dynamometrycznego lub zastrzeżonego sterownika ograniczającego moment obrotowy dostarczonego przez producenta złącza dla określonej serii złączy.

Złącza i zakończenia kabli napowietrznych średniego napięcia

Średniego napięcia AIC joints and terminations require restoration of each insulation layer in the correct sequence — conductor screen, insulation, insulation screen, metallic screen, and outer jacket — using materials that are electrically and mechanically compatible with the cable's original construction. Pre-formed cold-shrink or heat-shrink joint kits from reputable manufacturers provide calibrated material volumes and assembly sequences for specific cable families. The most critical step is the preparation of the insulation screen at the joint interface: the transition from screened to unscreened insulation must be smooth and gradual (typically a penciled taper of 15–25 mm length) to prevent field concentration at the screen cutback. An abrupt screen cutback — caused by using cutting tools that score the insulation surface or failing to taper the semiconductor layer — creates a triple point (conductor screen, insulation, and surrounding air meet at a single geometric point) where the electric field concentration can be 10–20 times the average field in the insulation, initiating partial discharge at operating voltage even when the rest of the joint is correctly assembled.

Zakończenia zewnętrzne SN AIC podlegają śledzeniu — powstawaniu przewodzących ścieżek węglowych wzdłuż powierzchni izolacji na skutek osadzania się zanieczyszczeń w połączeniu z okresowym zawilgoceniem. Śledzenie rozwija się stopniowo: łuk suchy na granicach stref mokrych i suchych na powierzchni izolacji generuje energię wystarczającą do lokalnego zwęglenia powierzchni izolacji, a powtarzające się cykle łuku wydłużają ścieżkę węgla w kierunku przewodu pod napięciem przez miesiące lub lata. Standardowym środkiem zaradczym jest zastosowanie termokurczliwych lub zimnokurczliwych zestawów zakończeniowych do zastosowań zewnętrznych, które zawierają osłonę przeciwdeszczową z gumy silikonowej o dużej odporności na ściskanie — szereg żeber w kształcie parasola, które zwiększają długość ścieżki upływu między przewodem pod napięciem a uziemionym metalowym ekranem i odprowadzają deszcz, aby zapobiec tworzeniu się ciągłych mokrych warstw zanieczyszczeń. W środowiskach o dużym zanieczyszczeniu (obszary przybrzeżne, strefy przemysłowe, obszary pustynne z pyłem alkalicznym) wymagana droga upływu na kV napięcia znamionowego wzrasta poza standardową specyfikację IEC 60071, co wymaga albo dłuższych zakończeń kloszy, albo zabezpieczenia szop za pomocą smaru silikonowego zapobiegającego zanieczyszczeniom.

Różnice w wykrywaniu usterek i koordynacji zabezpieczeń pomiędzy gołymi liniami napowietrznymi a sieciami kablowymi w izolacji napowietrznej

Konwersja sieci dystrybucyjnej z gołych przewodów napowietrznych na kable w izolacji napowietrznej zmienia zachowanie sieci w przypadku zwarć w sposób, który wymaga odpowiednich zmian w ustawieniach przekaźników zabezpieczeniowych, sekwencji działania reklozera i filozofii wykrywania zwarć. W przedsiębiorstwach instalujących AIC bez sprawdzenia i dostosowania koordynacji zabezpieczeń często występują okresy albo wykrycia przeoczonych zwarć (zabezpieczenie, które nie uruchamia się w przypadku zwarć o wysokiej impedancji, które opóźniają izolację), albo uciążliwego działania (zabezpieczenie, które błędnie interpretuje zwarcia przejściowe ograniczone izolacją jako zwarcia trwałe wymagające blokady).

Najbardziej znaczącą zmianą jest zachowanie zwarć na styku przewodnik-przewód i przewód-drzewo. Na gołej linii napowietrznej styk międzyfazowy powstały w wyniku galopu wywołanego wiatrem lub zwalonej gałęzi drzewa powoduje zwarcie śrubowe o bardzo niskiej impedancji — zwykle mniejszej niż 1 Ω rezystancji łuku — wytwarzające prądy zwarciowe, które są łatwo wykrywane przez elementy nadprądowe w ciągu milisekund. W izolowanym kablu antenowym ten sam styk wytwarza prąd zwarciowy, który musi przepływać przez rezystancję izolacji i pojemność kabla, a nie bezpośrednio między przewodnikami. W przypadku świeżego styku przez nieuszkodzoną izolację prąd zwarciowy może wynosić tylko kilka amperów – poniżej progu zadziałania przekaźników nadprądowych skalibrowanych pod kątem zwarć w nieizolowanych przewodach. Izolacja stopniowo ulega degradacji pod utrzymującym się obciążeniem elektrycznym, a prąd zwarciowy wzrasta w ciągu minut do godzin, aż osiągnie próg zadziałania przekaźnika. To opóźnione wystąpienie zwarcia oznacza, że ​​zwarcie, które w sieci z nieizolowanymi przewodami zostałoby usunięte w ciągu 0,3 sekundy, może zająć 30–90 minut, aby rozwinąć się do poziomu, który powoduje wyłączenie przekaźnika w izolowanej sieci kablowej, co może spowodować trwałą degradację izolacji, nagrzanie kabla i zapalenie suchej roślinności w miejscu, w którym spoczywa kabel.

Odpowiednia zmiana filozofii zabezpieczeń w sieciach AIC polega na uzupełnieniu standardowego zabezpieczenia nadprądowego zabezpieczeniem przed zwarciami doziemnymi, wystarczająco czułym, aby wykryć prądy zwarciowe niskiego poziomu wytwarzane przez zwarcia styków ograniczone przez izolację. Wrażliwe przekaźniki zwarć doziemnych (SEF) z progami zadziałania 1–5 A (w porównaniu z 10–50 A w przypadku standardowego zabezpieczenia przed zwarciami doziemnymi w sieciach z nieizolowanymi przewodami) mogą wykryć początkowy prąd upływowy przez uszkodzoną izolację i wyłączyć linię zasilającą, zanim zwarcie rozwinie się aż do całkowitego przebicia izolacji. Kompromis polega na zwiększonej wrażliwości na normalną asymetrię systemu i prądy harmoniczne, co wymaga starannego ustawienia progu przekaźnika SEF i koordynacji opóźnienia czasowego, aby uniknąć uciążliwych wyłączeń z powodu asymetrii obciążenia w sieciach wiejskich z długimi jednofazowymi odczepami. Uziemienie punktu neutralnego sieci średniego napięcia — niezależnie od tego, czy jest ono skutecznie uziemione, uziemione rezonansowo (cewka Petersena), czy izolowany punkt neutralny — określa zarówno wielkość prądów zwarciowych doziemnych, jak i odpowiednią czułość przekaźnika SEF, dzięki czemu przegląd filozofii zabezpieczeń jest nierozerwalnie związany z konfiguracją systemu uziemiającego podczas przechodzenia z gołej do izolowanej dystrybucji antenowej.