Nykyaikaisissa sähköjärjestelmissä korkeajännite-kaapeleilla on tärkeä rooli. Kaupunkien maanalaisista sähköverkoista pitkän matkan siirtojohtoihin vuorten ja jokien yli, korkeajännitekaapelit varmistavat sähköenergian tehokkaan, vakaan ja turvallisen siirron. Tässä artikkelissa tutkitaan perusteellisesti korkeajännitekaapeleihin liittyviä erilaisia tekniikoita, mukaan lukien niiden rakenne, luokittelu, valmistusprosessi, suorituskykyominaisuudet, asennus ja ylläpito.
1. Korkeajännitekaapeleiden rakenne
Korkeajännitteiset kaapelit koostuvat pääasiassa johtimista, eristyskerroksista, suojakerroksista ja suojakerroksista.
Johdin on virran lähetyskanava ja se on yleensä valmistettu kuparista tai alumiinista. Kuparilla on hyvä johtavuus ja taipuisuus, kun taas alumiinissa on suhteellisen alhainen kustannukset ja kevyt. Nämä johtimet ovat yleensä monen juosteen kierrettyjen johtojen muodossa joustavuuden lisäämiseksi.
Eristyskerros on keskeinen osa korkeajännitekaapelia, jolla on merkitys nykyisen vuodon estämisessä ja johtimen eristämisessä ulkomaailmasta. Yleisiä eristysmateriaaleja ovat silloitettu polyeteeni (XLPE), öljypaperi jne. XLPE: llä on erinomaiset sähköiset ominaisuudet, lämmönkestävyys ja mekaaninen lujuus, ja sitä käytetään laajasti nykyaikaisissa korkeajännitekaapeleissa.
Suojakerros on jaettu sisähenkilöön ja ulkoiseen suojaukseen. Sisäsuojaa käytetään sähkökentän yhtenäisen tekemiseen ja paikallisen purkautumisen estämiseen eristyskerroksen vahingoittamasta; Ulompi suoja voi vähentää kaapelin ulkoisen sähkömagneettisen kentän häiriöitä ja estää myös kaapelilla olevan sähkömagneettisia vaikutuksia ulkomaailmaan.
Suojakerros suojaa pääasiassa kaapelia vaurioilta ulkoisten tekijöiden, kuten mekaanisten vaurioiden, kemiallisen korroosion ja veden tunkeutumisen perusteella. Se koostuu yleensä metallisista panssarista ja ulkovaippaista. Metallipanssari voi tarjota mekaanisen lujuuden, ja ulkovaipalla on vedenpitävä ja korroosionesto.
2. Korkeajännitekaapeleiden luokittelu
Jännitetason mukaan korkeajännitekaapelit voidaan jakaa keskijännitekappaleisiin (yleensä 3-35KV), korkeajännitekaapeleihin (35-110KV), ultrakorkeita kaapeleita (110-500KV) ja ultrakorkeatasekappaletta (yläpuolella (yläpuolella 500KV)). Eri jännitetasojen kaapelit eroavat toisistaan rakennesuunnittelussa, eristysvaatimuksissa jne.
Eristävien materiaalien näkökulmasta edellä mainittujen XLPE-kaapelien ja öljypaperikappaleiden lisäksi on myös etyleeni-propeenikumekaapeleita. Öljy-paperikaapeleilla on pitkä historia, mutta niiden korkeiden ylläpitokustannusten ja muiden syiden vuoksi ne on vähitellen korvattu XLPE-kaapeleilla. Etyleenipropeenikumelaapelissa on hyvä joustavuus ja säävastus, ja se sopii joihinkin erityisiin tilanteisiin.
3. Korkeajännitteisen kaapelin valmistusprosessi
Korkeajännitteisen kaapelin valmistus on monimutkainen ja herkkä prosessi.
Johtimien valmistus vaatii ensin kuparin tai alumiiniraaka -aineiden venyttämistä, kiertämistä ja muita prosesseja johtimen mitta- ja mekaanisten ominaisuuksien ja mekaanisten ominaisuuksien varmistamiseksi. Kiertoprosessin aikana juosteiden säikeet on järjestettävä tiiviisti johtimen johtavuuden parantamiseksi.
Eristyskerroksen suulakepuristus on yksi avainvaiheista. XLPE -eristyskerrokselle XLPE -materiaali suulakepuristetaan korkeassa lämpötilassa ja kääritään tasaisesti johtimeen. Suulakepuristusprosessin aikana parametreja, kuten lämpötila, paine ja suulakepuristusnopeus, on tiukasti ohjattava eristyskerroksen laadun ja paksuuden tasaisuuden varmistamiseksi.
Suojakerros on yleensä valmistettu metallilangan kudonta- tai metalliteippien käärimällä. Sisä- ja ulkorellojen valmistusprosessit ovat hiukan erilaisia, mutta molempien on varmistettava suojakerroksen eheys ja hyvä sähköyhteys.
Lopuksi suojakerroksen tuotanto sisältää metallihaarniskojen asettamisen ja ulkovaipan suulakepuristuksen. Metallin panssarin tulisi sopia tiukasti kaapeliin, ja ulkovaipan suulakepuristuksen tulisi varmistaa sileä ulkonäkö ilman vikoja, kuten kuplia ja halkeamia.
4. Korkeajännitekaapeleiden suorituskykyominaisuudet
Sähkön suorituskyvyn kannalta korkeajännitekaapeleilla on oltava korkea eristysvastus, alhainen dielektrinen häviö ja hyvä jännitekestävyys. Korkea eristysvastus voi tehokkaasti estää virranvuotoja, alhainen dielektrinen häviö vähentää sähköenergian menetystä läpäisyn aikana, ja hyvä jännitekestävyys varmistaa, että kaapeli voi toimia turvallisesti korkeajänniteympäristössä.
Mekaanisten ominaisuuksien suhteen kaapelilla tulisi olla riittävä vetolujuus, taivutussäde ja iskunkestävyys. Asennuksen ja käytön aikana kaapelille voidaan altistua venytystä, taivutusta ja ulkoista voimaa. Jos mekaaniset ominaisuudet eivät ole riittämättömiä, kaapelivaurioita on helppo aiheuttaa.
Lämpö suorituskyky on myös tärkeä näkökohta. Kaapeli tuottaa lämpöä käytön aikana, varsinkin kun juoksee suurella kuormalla. Siksi kaapelilla on oltava hyvä lämmönkestävyys ja kyettävä toimimaan normaalisti tietyllä lämpötila -alueella ilman ongelmia, kuten eristyksen ikääntyminen. XLPE -kaapelilla on suhteellisen hyvä lämmönkestävyys ja se voi toimia pitkään korkeammissa lämpötiloissa.
5. Korkeajännitekaapeleiden asennus ja huolto
Asennuksen kannalta ensimmäinen tehtävä on suunnitella polku varmistaa, että kaapelin asetuspolku on kohtuullinen ja turvallinen. Asennusprosessin aikana on huolehdittava kaapelin liiallisen venytyksen, taivuttamisen ja suulakepuristuksen välttämiseksi. Pitkän matkan kaapelin asettamiseen laitteita, kuten kaapelikuljettimia, käytetään yleensä rakentamiseen.
Kaapelin liitosten tuotanto on avainlinkki asennusprosessissa. Yhteisen laatu vaikuttaa suoraan kaapelin toiminnan luotettavuuteen. Kun tehdään liitoksia, kaapeli on irrotettava, puhdistettava, kytkettävä ja eristettävä. Jokainen vaihe on suoritettava tiukasti prosessivaatimusten mukaisesti sen varmistamiseksi, että nivelen sähköiset ja mekaaniset ominaisuudet täyttävät vaatimukset.
Huoltotyö on välttämätöntä korkeajännitekaapeleiden pitkäaikaiselle vakaalle toiminnalle. Säännölliset tarkastukset voivat nopeasti havaita, onko kaapelin ulkonäkö vaurioitunut vai vaurioitunut vaippa. Samanaikaisesti joitain testauslaitteita voidaan käyttää myös kaapelin eristyksen suorituskyvyn ja osittaisen purkautumisen testaamiseen. Jos ongelmia löytyy, ne tulisi korjata tai korvata ajoissa.
6. Korkeajännitekaapeleiden vika ja havaitseminen
Korkeajännitteisten kaapelien yleisiä vikoja ovat eristyksen erittely, johtimen katkaisu ja nivelvaurio. Eristyksen erittely voi johtua eristyksen ikääntymisestä, osittaisesta vuotosta tai ulkoisesta ylijännitteesta. Johtimen katkaisu johtuu yleensä mekaanisesta ulkoisesta voimasta tai pitkäaikaisesta ylikuormituksesta. Nivelvaurio voi johtua huonosta nivelen valmistusprosessista tai vaikeasta lämmityksestä toiminnan aikana.
Näiden vikojen havaitsemiseksi havaitsemismenetelmiä on monia. Osittainen purkauksen havaitseminen on yleisesti käytetty menetelmä. Havaitsemalla kaapelin osittaisella purkauksella syntyvä signaali, voidaan määrittää, onko kaapelin sisällä eristysvaurioita. Keskeistä jännitetesti voi havaita kaapelin kestävän jännitteen kapasiteetin ja löytää mahdolliset eristysongelmat. Lisäksi infrapuna -lämpökuvaustekniikka voi havaita lämpötilan jakautumisen kaapelin pinnalla selvittääkseen, onko kaapelilla ongelmia, kuten paikallinen ylikuumeneminen.
77
Tehojärjestelmissä korkeajännitekaapeleita käytetään laajasti kaupunkiruudukon muunnoksessa, suurten voimalaitosten lähtevissä linjoissa, sukellusveneiden kaapelin lähetyksessä ja muissa kentissä. Kaupunkivoimaverkoissa rajoitetun tilan vuoksi maanalaisten kaapeleiden käyttö voi säästää tilaa ja parantaa kaupungin kauneutta. Suurten voimalaitosten lähtevät linjat vaativat korkeajännitekaapeleiden käyttöä sähkön siirtämiseksi kaukaisiin sähköasemiin. Sukellusvenekaapelin siirto voi toteuttaa merien välisen voimansiirron ja tarjota vakaa virtalähde saarille ja rannikkoalueille.
Power-tekniikan jatkuvalla kehityksellä korkeajännitekaapelit ovat myös osoittaneet joitain kehityssuuntauksia. Yksi on kaapeleiden tutkimus ja kehittäminen ja soveltaminen, joilla on korkeampi jännitetasot. Pitkän matkan voimansiirron kysynnän lisääntyessä erittäin korkeiden jännitekaapeleiden kehityksestä tulee keskittyminen. Toinen on kaapeleiden älykkyys. Integroimalla anturit ja muut laitteet kaapeliin voidaan saavuttaa kaapelin käyttötilan ja vikavaroituksen reaaliaikainen seuranta, mikä parantaa kaapelin käyttöluotettavuutta. Kolmas on ympäristöystävällisten kaapeleiden kehittäminen. Kun ihmisten ympäristönsuojelun lisääntyminen, matalan pilaantumisen tutkimus ja kehittäminen, kierrätettävät kaapelimateriaalit ovat tuleva kehityssuunta.
Viestin aika: Syyskuu-24-2024