Mūsdienu energosistēmās augstsprieguma kabeļiem ir būtiska nozīme. Augstsprieguma kabeļi nodrošina efektīvu, stabilu un drošu elektroenerģijas pārvadi no pazemes elektrotīkliem pilsētās līdz tālsatiksmes elektropārvades līnijām pāri kalniem un upēm. Šajā rakstā tiks padziļināti izpētītas dažādas ar augstsprieguma kabeļiem saistītās tehnoloģijas, tostarp to struktūra, klasifikācija, ražošanas process, veiktspējas raksturlielumi, uzstādīšana un apkope.
1.Augstsprieguma kabeļu pamatstruktūra
Augstsprieguma kabeļi galvenokārt sastāv no vadītājiem, izolācijas slāņiem, ekranēšanas slāņiem un aizsargslāņiem.
Vadītājs ir strāvas pārvades kanāls, un tas parasti ir izgatavots no vara vai alumīnija. Varam ir laba vadītspēja un elastība, savukārt alumīnijam ir salīdzinoši zemas izmaksas un viegls svars. Šie vadītāji parasti ir vairāku pavedienu savīti vadi, lai palielinātu elastību.
Izolācijas slānis ir galvenā augstsprieguma kabeļa sastāvdaļa, kam ir nozīme strāvas noplūdes novēršanā un vadītāja izolācijā no ārpasaules. Izplatītākie izolācijas materiāli ir šķērssaistīts polietilēns (XLPE), eļļas papīrs utt. XLPE ir izcilas elektriskās īpašības, karstumizturība un mehāniskā izturība, un to plaši izmanto mūsdienu augstsprieguma kabeļos.
Aizsargājošais slānis ir sadalīts iekšējā ekranējumā un ārējā ekranējumā. Iekšējais vairogs tiek izmantots, lai padarītu elektrisko lauku vienmērīgu un novērstu vietējās izlādes bojājumus izolācijas slānim; ārējais vairogs var samazināt kabeļa ārējā elektromagnētiskā lauka traucējumus, kā arī novērst kabeļa elektromagnētisko ietekmi uz ārpasauli.
Aizsargkārta galvenokārt aizsargā kabeli no ārējiem faktoriem, piemēram, mehāniskiem bojājumiem, ķīmiskās korozijas un ūdens iekļūšanas, bojājumiem. Tas parasti sastāv no metāla bruņām un ārējā apvalka. Metāla bruņas var nodrošināt mehānisku izturību, un ārējam apvalkam ir ūdensnecaurlaidīgas un pretkorozijas funkcijas.
2. Augstsprieguma kabeļu klasifikācija
Pēc sprieguma līmeņa augstsprieguma kabeļus var iedalīt vidējā sprieguma kabeļos (parasti 3-35kV), augstsprieguma kabeļos (35-110kV), īpaši augsta sprieguma kabeļos (110-500kV) un īpaši augstsprieguma kabeļos. -sprieguma kabeļi (virs 500kV). Dažādu sprieguma līmeņu kabeļi atšķiras pēc konstrukcijas, izolācijas prasībām utt.
No izolācijas materiālu viedokļa papildus iepriekš minētajiem XLPE kabeļiem un eļļas papīra kabeļiem ir arī etilēna-propilēna gumijas kabeļi. Eļļas-papīra kabeļiem ir sena vēsture, taču to augsto uzturēšanas izmaksu un citu iemeslu dēļ tie pakāpeniski ir aizstāti ar XLPE kabeļiem. Etilēna propilēna gumijas kabelim ir laba elastība un laika apstākļu izturība, un tas ir piemērots dažiem īpašiem gadījumiem.
3. Augstsprieguma kabeļa ražošanas process
Augstsprieguma kabeļu ražošana ir sarežģīts un delikāts process.
Vadītāju ražošanai vispirms ir nepieciešams vara vai alumīnija izejmateriālu stiepšana, savīšana un citi procesi, lai nodrošinātu vadītāja izmēru precizitāti un mehāniskās īpašības. Vīšanas procesā šķipsnu pavedieni ir cieši jāsakārto, lai uzlabotu vadītāja vadītspēju.
Izolācijas slāņa ekstrūzija ir viens no galvenajiem soļiem. XLPE izolācijas slānim XLPE materiāls tiek izspiests augstā temperatūrā un vienmērīgi ietīts uz vadītāja. Ekstrūzijas procesā stingri jākontrolē tādi parametri kā temperatūra, spiediens un ekstrūzijas ātrums, lai nodrošinātu izolācijas slāņa kvalitātes un biezuma viendabīgumu.
Aizsargājošo slāni parasti izgatavo ar metāla stiepļu aušanu vai metāla lentes ietīšanu. Iekšējo un ārējo vairogu ražošanas procesi nedaudz atšķiras, taču abiem ir jānodrošina ekranēšanas slāņa integritāte un labs elektriskais savienojums.
Visbeidzot, aizsargslāņa izgatavošana ietver metāla bruņu uzlikšanu un ārējā apvalka izspiešanu. Metāla bruņām cieši jāpieguļ pie kabeļa, un ārējā apvalka ekstrūzijai jānodrošina vienmērīgs izskats bez defektiem, piemēram, burbuļiem un plaisām.
4. Augstsprieguma kabeļu veiktspējas raksturlielumi
Attiecībā uz elektrisko veiktspēju augstsprieguma kabeļiem jābūt ar augstu izolācijas pretestību, zemu dielektrisko zudumu un labu sprieguma pretestību. Augsta izolācijas pretestība var efektīvi novērst strāvas noplūdi, zemi dielektriskie zudumi samazina elektroenerģijas zudumus pārraides laikā, un laba sprieguma pretestība nodrošina, ka kabelis var droši darboties augstsprieguma vidē.
Runājot par mehāniskajām īpašībām, kabelim jābūt ar pietiekamu stiepes izturību, lieces rādiusu un triecienizturību. Uzstādīšanas un ekspluatācijas laikā kabelis var tikt pakļauts stiepšanai, locīšanai un ārēja spēka ietekmei. Ja mehāniskās īpašības nav pietiekamas, ir viegli izraisīt kabeļa bojājumus.
Svarīgs aspekts ir arī siltuma veiktspēja. Kabelis darbības laikā radīs siltumu, īpaši, ja tas darbojas ar lielu slodzi. Tāpēc kabelim ir jābūt ar labu karstumizturību un jāspēj normāli darboties noteiktā temperatūras diapazonā bez problēmām, piemēram, izolācijas novecošanās. XLPE kabelim ir salīdzinoši laba karstumizturība un tas var darboties ilgu laiku augstākā temperatūrā.
5. Augstsprieguma kabeļu uzstādīšana un apkope
Runājot par uzstādīšanu, pirmais, kas jādara, ir izplānot ceļu, lai nodrošinātu, ka kabeļu ieguldīšanas ceļš ir saprātīgs un drošs. Ieklāšanas procesā ir jāraugās, lai izvairītos no pārmērīgas kabeļa izstiepšanas, locīšanas un izspiešanas. Liela attāluma kabeļu ieguldīšanai parasti izmanto tādas iekārtas kā kabeļu konveijeri, lai palīdzētu celtniecībā.
Kabeļu savienojumu izgatavošana ir galvenā saite uzstādīšanas procesā. Savienojuma kvalitāte tieši ietekmē kabeļa darbības uzticamību. Veicot savienojumus, kabelis ir jānoņem, jānotīra, jāpievieno un jāizolē. Katrs solis ir jāveic stingri saskaņā ar procesa prasībām, lai nodrošinātu savienojuma elektrisko un mehānisko īpašību atbilstību prasībām.
Apkopes darbi ir būtiski augstsprieguma kabeļu ilgstošai stabilai darbībai. Regulāras pārbaudes var ātri noteikt, vai ir bojāts kabeļa izskats vai apvalks. Tajā pašā laikā dažas testēšanas iekārtas var izmantot arī, lai pārbaudītu kabeļa izolācijas veiktspēju un daļēju izlādi. Ja tiek konstatētas problēmas, tās savlaicīgi jālabo vai jānomaina.
6. Augstsprieguma kabeļu atteice un atklāšana
Bieži sastopamas augstsprieguma kabeļu atteices ir izolācijas pārrāvums, vadu atvienošana un savienojuma bojājums. Izolācijas bojājumu var izraisīt izolācijas novecošanās, daļēja izlāde vai ārējs pārspriegums. Vadītāja atvienošanu parasti izraisa mehānisks ārējs spēks vai ilgstoša pārslodze. Savienojumu bojājumu var izraisīt slikts savienojuma ražošanas process vai spēcīga uzkaršana darbības laikā.
Lai atklātu šos defektus, ir vairākas noteikšanas metodes. Daļējas izlādes noteikšana ir plaši izmantota metode. Nosakot signālu, ko rada kabeļa daļēja izlāde, var noteikt, vai kabeļa iekšpusē nav izolācijas defektu. Sprieguma izturības pārbaude var noteikt kabeļa noturības sprieguma jaudu un atrast iespējamās izolācijas problēmas. Turklāt infrasarkanā termiskā attēlveidošanas tehnoloģija var noteikt temperatūras sadalījumu uz kabeļa virsmas, lai noskaidrotu, vai kabelim nav tādas problēmas kā vietēja pārkaršana.
7.Augstsprieguma kabeļu pielietojums un attīstības tendences energosistēmās
Energosistēmās augstsprieguma kabeļus plaši izmanto pilsētas elektrotīkla pārveidošanā, lielu spēkstaciju izejošās līnijās, zemūdens kabeļu pārvadē un citās jomās. Pilsētas elektrotīklos ierobežotās vietas dēļ pazemes kabeļu izmantošana var ietaupīt vietu un uzlabot pilsētas skaistumu. Lielo spēkstaciju izejošajām līnijām ir nepieciešams izmantot augstsprieguma kabeļus, lai pārsūtītu elektroenerģiju uz attālām apakšstacijām. Zemūdens kabeļu pārraide var realizēt enerģijas pārvadi pāri jūrai un nodrošināt stabilu enerģijas piegādi salām un piekrastes zonām.
Nepārtraukti attīstoties energotehnoloģijai, arī augstsprieguma kabeļi ir parādījuši dažas attīstības tendences. Viens no tiem ir augstāka sprieguma līmeņa kabeļu izpēte, izstrāde un pielietošana. Pieaugot pieprasījumam pēc tālsatiksmes elektropārvades, īpaši augstsprieguma kabeļu izstrāde tiks pievērsta uzmanībai. Otrais ir kabeļu intelekts. Integrējot kabelī sensorus un citu aprīkojumu, var panākt kabeļa darbības stāvokļa un kļūdu brīdinājuma uzraudzību reāllaikā, tādējādi uzlabojot kabeļa darbības uzticamību. Trešais ir videi draudzīgu kabeļu izstrāde. Palielinoties cilvēku prasībām vides aizsardzībai, turpmākais attīstības virziens būs zema piesārņojuma, pārstrādājamu kabeļu materiālu izpēte un izstrāde.
Izsūtīšanas laiks: 2024. gada 24. septembris