Mūsdienu enerģijas sistēmās būtiska loma ir augstsprieguma kabeļiem. Sākot ar pazemes jaudas režģiem pilsētās un beidzot ar tālsatiksmes pārvades līnijām pāri kalniem un upēm, augstsprieguma kabeļi nodrošina efektīvu, stabilu un drošu elektriskās enerģijas pārraidi. Šajā rakstā padziļināti izpētīs dažādas tehnoloģijas, kas saistītas ar augstsprieguma kabeļiem, ieskaitot to struktūru, klasifikāciju, ražošanas procesu, veiktspējas īpašības, uzstādīšanu un apkopi.
1. augstsprieguma kabeļu struktūra
Augstsprieguma kabeļi galvenokārt sastāv no vadītājiem, izolācijas slāņiem, ekranēšanas slāņiem un aizsardzības slāņiem.
Diriģents ir strāvas pārraides kanāls un parasti ir izgatavots no vara vai alumīnija. Varam ir laba vadītspēja un elastība, savukārt alumīnija izmaksu un svara ir salīdzinoši zemas. Šie vadītāji parasti ir vairāku virkņu savītu vadu veidā, lai palielinātu elastību.
Izolācijas slānis ir augstsprieguma kabeļa galvenā sastāvdaļa, kurai ir nozīme strāvas noplūdes novēršanā un vadītāja izolēšanā no ārpasaules. Parastie izolācijas materiāli ietver savstarpēji saistītu polietilēnu (XLPE), eļļas papīru utt. XLPE ir lieliskas elektriskās īpašības, siltuma izturība un mehāniskā izturība, un tos plaši izmanto modernos augstsprieguma kabeļos.
Ekranēšanas slānis ir sadalīts iekšējā ekranējumā un ārējā ekranējumā. Iekšējais vairogs tiek izmantots, lai padarītu elektrisko lauku vienveidīgu un neļautu vietējai izlādei sabojāt izolācijas slāni; Ārējais vairogs var samazināt ārējā elektromagnētiskā lauka traucējumus uz kabeļa, kā arī novērst kabeļa elektromagnētisko ietekmi uz ārpasauli.
Aizsardzības slānis galvenokārt aizsargā kabeli no ārējiem faktoriem, piemēram, mehāniskiem bojājumiem, ķīmisko koroziju un ūdens ielaušanos. To parasti veido metāla bruņas un ārējais apvalks. Metāla bruņas var nodrošināt mehānisku izturību, un ārējam apvalkam ir ūdensnecaurlaidīgas un pretkorozijas funkcijas.
2. Augstsprieguma kabeļu klasifikācija
Saskaņā ar sprieguma līmeni augstsprieguma kabeļus var iedalīt vidēja sprieguma kabeļos (parasti 3-35kV), augstsprieguma kabeļos (35-110kV), īpaši augsta sprieguma kabeļus (110-500kV) un īpaši augstu sprieguma kabeļus (virs 500kV). Dažādu sprieguma līmeņu kabeļi atšķiras pēc konstrukcijas dizaina, izolācijas prasībām utt.
No izolācijas materiālu viedokļa papildus iepriekšminētajiem XLPE kabeļiem un eļļas papīra kabeļiem ir arī etilēn-propilēna gumijas kabeļi. Eļļas papīra kabeļiem ir sena vēsture, taču to augstās uzturēšanas izmaksu un citu iemeslu dēļ tos pakāpeniski aizstāja 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 kabeļa ražošana ir sarežģīts un delikāts process.
Diriģentu ražošana vispirms prasa, lai vara vai alumīnija izejvielas būtu jāizstiepj, savīti un citi procesi, lai nodrošinātu vadītāja izmēru precizitāti un mehāniskās īpašības. Pagruma procesa laikā šķipsnu šķipsnas ir cieši jānovieto, lai uzlabotu vadītāja vadītspēju.
Izolācijas slāņa ekstrūzija ir viena no galvenajām pakāpēm. XLPE izolācijas slānim XLPE materiālu ekstrudē augstā temperatūrā un vienmērīgi iesaiņo vadītāju. Ekstrūzijas laikā stingri jākontrolē tādi parametri kā temperatūra, spiediena un ekstrūzijas ātrums, lai nodrošinātu izolācijas slāņa kvalitāti un biezumu.
Ekranēšanas slāni parasti izgatavo ar metāla stieples aušanu vai metāla lentes iesaiņošanu. Iekšējo un ārējo vairogu ražošanas procesi ir nedaudz atšķirīgi, taču abiem ir jānodrošina vairoga slāņa integritāte un labs elektriskais savienojums.
Visbeidzot, aizsargājošā slāņa ražošanā ietilpst metāla bruņu novietošana un ārējā apvalka ekstrūzija. Metāla bruņām cieši jāatrodas kabelim, un ārējā apvalka ekstrūzijai vajadzētu nodrošināt gludu izskatu bez defektiem, piemēram, burbuļiem un plaisām.
4. Augstsprieguma kabeļu veiktspējas īpašības
Elektriskās veiktspējas ziņā augstsprieguma kabeļiem jābūt ar augstu izolācijas izturību, zemu dielektrisko zudumu un labu sprieguma izturību. Augsta izolācijas izturība var efektīvi novērst strāvas noplūdi, zemi dielektriskie zudumi samazina elektriskās enerģijas zudumu pārraides laikā, un laba sprieguma pretestība nodrošina, ka kabelis var droši darboties augsta sprieguma vidē.
Runājot par mehāniskām īpašībām, kabelim jābūt pietiekamam stiepes stiprumam, lieces rādiusam un trieciena pretestībai. Uzstādīšanas un darbības laikā kabeli var pakļaut stiepšanās, lieces un ārēja spēka triecienam. Ja mehāniskās īpašības nav pietiekamas, ir viegli izraisīt kabeļu bojājumus.
Svarīgs aspekts ir arī siltuma veiktspēja. Kabelis darbības laikā radīs siltumu, it īpaši, ja tā darbojas ar lielu slodzi. Tāpēc kabelim jābūt labai karstuma pretestībai un jāspēj normāli strādāt noteiktā temperatūras diapazonā bez tādām problēmām kā izolācijas novecošanās. XLPE kabelim ir salīdzinoši laba karstuma pretestība, un tas var ilgu laiku darboties augstākā temperatūrā.
5. Augstsprieguma kabeļu uzstādīšana un uzturēšana
Instalācijas ziņā pirmais, kas jādara, ir plānot ceļu, lai nodrošinātu, ka kabeļa ieklāšanas ceļš ir saprātīgs un drošs. Liekšanas procesa laikā ir jārūpējas, lai izvairītos no pārmērīgas kabeļa stiepšanās, saliekšanas un ekstrūzijas. Lai palīdzētu būvniecībai, parasti tiek izmantots tālsatiksmes kabeļu iekārtošana, piemēram, kabeļu konveijerus.
Kabeļu savienojumu ražošana ir galvenā saite uzstādīšanas procesā. Savienojuma kvalitāte tieši ietekmē kabeļa darbības uzticamību. Veidojot savienojumus, kabelis ir jānoņem, jātīra, jāpievieno un izolē. Katrs solis ir jāveic stingri saskaņā ar procesa prasībām, lai nodrošinātu, ka locītavas elektriskās un mehāniskās īpašības atbilst prasībām.
Apkopes darbi ir nepieciešami augstsprieguma kabeļu ilgtermiņa stabilai darbībai. Regulāras pārbaudes var nekavējoties noteikt, vai kabeļa izskats ir bojāts vai apvalks ir bojāts. Tajā pašā laikā dažus testēšanas aprīkojumu var izmantot arī, lai pārbaudītu izolācijas veiktspēju un daļēju kabeļa izlādi. Ja problēmas tiek atrastas, tās jālabo vai jāmaina laikā.
6. Augstsprieguma kabeļu kļūme un noteikšana
Augstsprieguma kabeļu bieži sastopamās kļūmes ietver izolācijas sadalījumu, vadītāja atvienošanu un locītavu mazspēju. Izolācijas sabrukumu var izraisīt izolācijas novecošanās, daļēja izlāde vai ārējs pārspriegums. Diriģenta atvienošanu parasti izraisa mehānisks ārējais spēks vai ilgtermiņa pārslodze. Kopēju kļūmi var izraisīt slikts locītavu ražošanas process vai smaga sildīšana darbības laikā.
Lai noteiktu šīs kļūdas, ir daudz noteikšanas metožu. Daļēja izlādes noteikšana ir parasti izmantota metode. Nosakot signālu, kas ģenerēts ar daļēju izlādi kabelī, var noteikt, vai kabeļa iekšpusē ir izolācijas defekti. Izturīgais sprieguma tests var noteikt kabeļa izturīgo sprieguma jaudu un atrast iespējamās izolācijas problēmas. Turklāt infrasarkanā termiskā attēlveidošanas tehnoloģija var noteikt temperatūras sadalījumu uz kabeļa virsmas, lai noskaidrotu, vai kabelim ir tādas problēmas kā vietēja pārkaršana.
7. Augstsprieguma kabeļu piemērošanas un attīstības tendence energosistēmās
Enerģētikas sistēmās augstsprieguma kabeļi tiek plaši izmantoti pilsētas enerģijas režģa transformācijā, lielo spēkstaciju izejošajās līnijās, zemūdens kabeļa pārraidē un citos laukos. Pilsētas enerģijas režģos ierobežotās vietas dēļ pazemes kabeļu izmantošana var ietaupīt vietu un uzlabot pilsētas skaistumu. Lielu spēkstaciju izejošajām līnijām ir jāizmanto augstsprieguma kabeļi, lai pārnestu elektrību uz tālām apakšstacijām. Zemūdenes kabeļa pārnešana var realizēt šķērsgriezuma enerģijas pārraidi un nodrošināt stabilu barošanas avotu salām un piekrastes zonām.
Nepārtraukti attīstot enerģijas tehnoloģiju, augstsprieguma kabeļi ir parādījuši arī dažas attīstības tendences. Viens no tiem ir kabeļu izpēte un izstrāde un piemērošana ar augstāku sprieguma līmeni. Palielinoties pieprasījumam pēc tālsatiksmes enerģijas pārraides, uzmanības centrā kļūs īpaši augstu sprieguma kabeļu izstrāde. Otrais ir kabeļu inteliģence. Integrējot sensorus un citu aprīkojumu kabelī, var panākt kabeļa darbības stāvokļa un kļūdas brīdinājuma reāllaika uzraudzību, tādējādi uzlabojot kabeļa darbības uzticamību. Trešais ir videi draudzīgu kabeļu attīstība. Palielinoties cilvēku prasībām par vides aizsardzību, zemas piesārņojuma izpēte un attīstība, pārstrādājami kabeļu materiāli būs turpmākais attīstības virziens.
Pasta laiks: 24.-2024.