V moderních energetických systémech hrají vysoce napěťové kabely zásadní roli. Od podzemních energetických sítí ve městech až po přenosové vedení na dlouhé vzdálenosti napříč horami a řekami zajišťují vysoce napěťové kabely efektivní, stabilní a bezpečný přenos elektrické energie. Tento článek bude do hloubky prozkoumat různé technologie související s vysoce napěťovými kabely, včetně jejich struktury, klasifikace, výrobního procesu, výkonových charakteristik, instalace a údržby.
1.Basická struktura vysokopěťových kabelů
Vysokopěťové kabely se skládají hlavně z vodičů, izolačních vrstev, stíněných vrstev a ochranných vrstev.
Vodič je přenosový kanál pro proud a je obvykle vyroben z mědi nebo hliníku. Měď má dobrou vodivost a tažnost, zatímco hliník má relativně nízký obsah nákladů a světla. Tyto vodiče jsou obecně ve formě víceřetězcových kroucených vodičů, aby se zvýšila flexibilita.
Izolační vrstva je klíčovou součástí vysokopěťového kabelu, který hraje roli při prevenci úniku proudu a izolaci vodiče z vnějšího světa. Mezi běžné izolační materiály patří zesítěný polyethylen (XLPE), olejový papír atd. XLPE má vynikající elektrické vlastnosti, tepelnou odolnost a mechanickou pevnost a je široce používán v moderních vysoce napěťových kabelech.
Stížená vrstva je rozdělena na vnitřní stínění a vnější stínění. Vnitřní štít se používá k výrobě uniformy elektrického pole a zabránění poškození izolační vrstvy lokálního výboje; Vnější štít může snížit rušení vnějšího elektromagnetického pole na kabelu a také zabránit kabelu v elektromagnetickém dopadu na vnější svět.
Ochranná vrstva chrání hlavně kabel před poškozením vnějšími faktory, jako je mechanické poškození, chemická koroze a vniknutí vody. Obvykle se skládá z kovového brnění a vnějšího pláště. Kovové brnění může poskytnout mechanickou sílu a vnější plášť má vodotěsné a antikorozní funkce.
2. klasifikace vysokopěťových kabelů
Podle úrovně napětí lze vysokopěťové kabely rozdělit do kabelů středního napětí (obvykle 3-35 kV), vysokopěťové kabely (35-110 kV), ultra-vysoko-napěťové kabely (110-500 kV) a nad 500 kV). Kabely různých úrovní napětí se liší ve strukturálním návrhu, požadavcích na izolaci atd.
Z pohledu izolačních materiálů kromě výše uvedených kabelů XLPE a kabelů olejových papírů existují také gumové kabely ethylen-propylenu. Kabely oleje mají dlouhou historii, ale díky vysokým nákladům na údržbu a další důvody byly postupně nahrazeny kabely XLPE. Ethylen Propylene Gumový kabel má dobrou flexibilitu a odolnost proti povětrnostním povětrnostem a je vhodný pro některé zvláštní příležitosti.
3. výrobní proces vysokopěťového kabelu
Výroba vysokopěťového kabelu je komplexní a jemný proces.
Výroba vodičů nejprve vyžaduje, aby mědi nebo hliníkové suroviny byly nataženy, zkroucené a další procesy, aby byla zajištěna rozměrová přesnost a mechanické vlastnosti vodiče. Během procesu kroucení musí být prameny pramenů úzce uspořádány ke zlepšení vodivosti vodiče.
Vytváření izolační vrstvy je jedním z klíčových kroků. Pro izolační vrstvu XLPE je materiál XLPE extrudován při vysoké teplotě a rovnoměrně zabalen na vodič. Během procesu vytlačování musí být parametry, jako je teplota, tlak a rychlost vytlačování, přísně kontrolovány, aby se zajistila uniformita kvality a tloušťky izolační vrstvy.
Shieldingová vrstva je obvykle vyrobena kovovým tkaním nebo kovovou páskou. Výrobní procesy vnitřních a vnějších štítů jsou mírně odlišné, ale oba musí zajistit integritu stínící vrstvy a dobré elektrické připojení.
Nakonec produkce ochranné vrstvy zahrnuje položení kovového brnění a vytlačování vnějšího pouzdra. Kovové brnění by se mělo pevně zapadnout na kabel a vytlačování vnějšího pláště by mělo zajistit hladký vzhled bez vad, jako jsou bubliny a praskliny.
4. Výkonné charakteristiky vysokopěťových kabelů
Pokud jde o elektrický výkon, musí vysoce napěťové kabely mít vysokou izolační odolnost, nízkou dielektrickou ztrátu a dobrý odpor napětí. Vysoká odolnost proti izolaci může účinně zabránit úniku proudu, nízká dielektrická ztráta snižuje ztrátu elektrické energie během přenosu a dobrá odolnost proti napětí zajišťuje, že kabel může bezpečně pracovat ve vysokopěťovém prostředí.
Pokud jde o mechanické vlastnosti, měl by kabel mít dostatečnou pevnost v tahu, poloměr ohybu a odolnost proti nárazu. Během instalace a provozu může být kabel podroben dopadu natahování, ohýbání a vnější síly. Pokud jsou mechanické vlastnosti nedostatečné, je snadné způsobit poškození kabelu.
Důležitým aspektem je také tepelný výkon. Kabel bude generovat teplo během provozu, zejména při spuštění pod vysokým zatížením. Kabel proto musí mít dobrou odolnost proti teplu a být schopen normálně pracovat v určitém teplotním rozsahu bez problémů, jako je stárnutí izolace. Kabel XLPE má relativně dobrou tepelnou odolnost a může pracovat po dlouhou dobu při vyšších teplotách.
5. Instalace a údržba vysokopěťových kabelů
Pokud jde o instalaci, první věcí, kterou musíte udělat, je naplánovat cestu, aby byla zajištěna, že cesta s položením kabelu je přiměřená a bezpečná. Během procesu položení je třeba věnovat pozornost nadměrnému protahování, ohýbání a vytlačování kabelu. Pro položení kabelů na dlouhé vzdálenosti se obvykle používají vybavení, jako jsou kabelové dopravníky.
Výroba kabelových kloubů je klíčovým spojením v procesu instalace. Kvalita kloubu přímo ovlivňuje provozní spolehlivost kabelu. Při výrobě kloubů musí být kabel odizován, vyčištěn, připojen a izolován. Každý krok musí být proveden přísně v souladu s požadavky na proces, aby se zajistilo, že elektrické a mechanické vlastnosti kloubu splňují požadavky.
Údržbářské práce jsou nezbytné pro dlouhodobý stabilní provoz vysokopěťových kabelů. Pravidelné inspekce mohou okamžitě zjistit, zda je vzhled kabelu poškozen nebo je poškozen pouzdro. Současně lze také použít některé testovací zařízení k testování izolačního výkonu a částečného propuštění kabelu. Jsou -li problémy nalezeny, měly by být opraveny nebo vyměněny včas.
6. Porucha a detekce vysokopěťových kabelů
Mezi běžné selhání vysokopěťových kabelů patří porucha izolace, odpojení vodiče a selhání kloubů. Rozklad izolace může být způsoben stárnutím izolace, částečným výbojem nebo vnějším přepětím. Odpojení vodiče je obvykle způsobeno mechanickou vnější silou nebo dlouhodobým přetížením. Selhání kloubu může být způsobeno špatným procesem výroby kloubů nebo závažným vytápěním během provozu.
Za účelem detekce těchto poruch existuje mnoho metod detekce. Částečné detekce vypouštění je běžně používaná metoda. Detekcí signálu generovaného částečným vypouštěním v kabelu lze určit, zda jsou uvnitř kabelu izolační defekty. Test napětí s vyladěním může detekovat napěťovou kapacitu kabelu a najít potenciální problémy s izolací. Technologie infračerveného tepelného zobrazování může navíc detekovat rozdělení teploty na povrchu kabelu, aby se zjistilo, zda má kabel problémy, jako je místní přehřátí.
7. Trend použití a vývoje vysokopěťových kabelů v energetických systémech
V energetických systémech se vysokopěťové kabely široce používají v transformaci mřížky městské energie, odchozích liniích velkých elektráren, přenosu ponorkových kabelů a dalších polích. V městských energetických sítích může využití podzemních kabelů ušetřit prostor a zlepšit krásu města. Odchozí linie velkých elektráren vyžadují použití vysokopěťových kabelů k přenosu elektřiny do vzdálených rozvodů. Přenos kabelů ponorky může realizovat přenos napájení napájení a poskytnout stabilní napájecí zdroj pro ostrovy a pobřežní oblasti.
S nepřetržitým vývojem technologie výkonu vykazovaly vysoce napěťové kabely také některé trendy vývoje. Jedním z nich je výzkum a vývoj a použití kabelů s vyššími úrovněmi napětí. Se zvýšením poptávky po přenosu výkonu na dálku se vývoj ultra vysokých napěťových kabelů stane zaměřením. Druhým je inteligence kabelů. Integrací senzorů a jiných zařízení do kabelu lze dosáhnout monitorování provozního stavu a varování o poruše v reálném čase, čímž se zlepšuje provozní spolehlivost kabelu. Třetí je vývoj ekologických kabelů. Vzhledem k tomu, že požadavky lidí na ochranu životního prostředí zvyšují, výzkum a vývoj nízkého znečištění bude recyklovatelné kabelové materiály budoucím směrem vývoje.
Čas příspěvku: září-24-2024