Во современите електроенергетски системи, високо-напонските кабли играат клучна улога. Од подземните електрични мрежи во градовите до далечните линии низ планините и реките, каблите со висок напон обезбедуваат ефикасно, стабилно и безбедно пренесување на електрична енергија. Овој напис ќе ги истражува во длабочина различните технологии поврзани со високо-напонски кабли, вклучувајќи ја нивната структура, класификација, процес на производство, карактеристики на перформанси, инсталација и одржување.
1. Базична структура на високо-напонски кабли
Каблите со висок напон се главно составени од проводници, изолациони слоеви, заштитни слоеви и заштитни слоеви.
Проводникот е менувач на каналот за струја и обично е изработен од бакар или алуминиум. Бакарот има добра спроводливост и еластичност, додека алуминиумот е релативно низок во цената и светлината во тежината. Овие проводници обично се во форма на мулти-влакна изопачени жици за да ја зголемат флексибилноста.
Изолациониот слој е клучен дел од високо-напонскиот кабел, кој игра улога во спречувањето на тековно истекување и изолирање на спроводникот од надворешниот свет. Вообичаени изолациони материјали вклучуваат вкрстено поврзан полиетилен (XLPE), масло хартија, итн. XLPE има одлични електрични својства, отпорност на топлина и механичка јачина и широко се користи во модерните кабли со високо-напон.
Заштитниот слој е поделен на внатрешно заштитување и надворешно заштитување. Внатрешниот штит се користи за да се направи униформа на електричното поле и да се спречи локалното празнење да го оштети изолациониот слој; Надворешниот штит може да го намали мешањето на надворешното електромагнетно поле на кабелот, а исто така да го спречи кабелот да има електромагнетно влијание врз надворешниот свет.
Заштитниот слој главно го штити кабелот од оштетување од надворешни фактори како што се механичко оштетување, хемиска корозија и упад на вода. Обично е составена од метален оклоп и надворешна обвивка. Металниот оклоп може да обезбеди механичка јачина, а надворешната обвивка има водоотпорни и антикорозивни функции.
2 Класификација на високо-напонски кабли
Според нивото на напон, кабли со висок напон може да се поделат на кабли со среден напон (генерално 3-35kV), кабли со висок напон (35-110kV), кабли со ултра-напон (110-500KV) и ултра-високи кабли за напон (над 500kV). Каблите со различно ниво на напон се разликуваат во структурниот дизајн, барањата за изолација, итн.
Од гледна точка на изолациски материјали, покрај каблите XLPE и кабли на маслото, споменати погоре, има и кабли за етилен-пропилен гума. Каблите со нафта имаат долга историја, но заради нивните високи трошоци за одржување и други причини, тие постепено се заменети со XLPE кабли. Етилен пропилен гумен кабел има добра флексибилност и отпорност на временски услови и е погоден за некои специјални прилики.
3. Процес на производство на кабел со висок напон
Производството на високонапонски кабел е комплексен и нежен процес.
Производството на проводници најпрво бара да се истегнат, искривени, искривени и други процеси на бакар или алуминиум за да се обезбеди димензионална точност и механички својства на проводникот. За време на процесот на извртување, низите на жиците мора да бидат тесно распоредени за подобрување на спроводливоста на спроводникот.
Исклучувањето на изолациониот слој е еден од клучните чекори. За XLPE изолациониот слој, XLPE материјалот се екструдира на висока температура и рамномерно завиткан на спроводникот. За време на процесот на екструзија, параметрите како што се температурата, брзината на притисок и истиснување мора да бидат строго контролирани за да се обезбеди униформност на квалитетот и дебелината на изолациониот слој.
Заштитениот слој обично се прави со ткаење на метална жица или завиткување на метална лента. Процесите на производство на внатрешните и надворешните штитови се малку различни, но и двете треба да обезбедат интегритет на заштитниот слој и добра електрична врска.
Конечно, производството на заштитниот слој вклучува поставување на металниот оклоп и истиснување на надворешната обвивка. Металниот оклоп треба цврсто да се вклопи на кабелот, а истиснувањето на надворешната обвивка треба да обезбеди мазен изглед без дефекти, како што се меурчиња и пукнатини.
4. Карактеристики на перформанси на кабли со висок напон
Во однос на електричните перформанси, кабли со висок напон треба да имаат голема отпорност на изолација, ниска загуба на диелектрик и добра отпорност на напон. Високата отпорност на изолација може ефикасно да го спречи истекувањето на струјата, ниското губење на диелектричното го намалува загубата на електрична енергија за време на преносот, а добрата отпорност на напон обезбедува дека кабелот може да работи безбедно во високонапонска околина.
Во однос на механичките својства, кабелот треба да има доволна јачина на затегнување, радиус на свиткување и отпорност на влијание. За време на инсталацијата и работењето, кабелот може да биде подложен на истегнување, свиткување и влијанието на надворешната сила. Ако механичките својства се недоволни, лесно е да се предизвика оштетување на кабелот.
Топлинските перформанси се исто така важен аспект. Кабелот ќе генерира топлина за време на работата, особено кога работи под голем товар. Затоа, кабелот треба да има добра отпорност на топлина и да може да работи нормално во одреден температурен опсег без проблеми како што е стареењето на изолацијата. XLPE кабелот има релативно добра отпорност на топлина и може да работи долго време на повисоки температури.
5. Инсталирање и одржување на високо-напонски кабли
Во однос на инсталацијата, првото нешто што треба да се направи е да се испланира патеката за да се осигури дека патеката за поставување на кабелот е разумен и безбеден. За време на процесот на поставување, треба да се внимава да се избегне прекумерно истегнување, свиткување и истиснување на кабелот. За положување на кабел со долги растојанија, опремата како што се транспортерите на кабел обично се користи за да се помогне во градежништвото.
Производството на кабелски споеви е клучна врска во процесот на инсталација. Квалитетот на зглобот директно влијае на оперативната сигурност на кабелот. Кога правите зглобови, кабелот треба да се соблече, исчисти, поврза и изолира. Секој чекор треба да се изврши строго во согласност со барањата за процесот за да се обезбеди електричните и механичките својства на зглобот да ги исполнат барањата.
Работата за одржување е од суштинско значење за долгорочно стабилно работење на кабли со висок напон. Редовните инспекции можат навремено да детектираат дали изгледот на кабелот е оштетен или обвивката е оштетена. Во исто време, одредена опрема за тестирање може да се користи и за тестирање на перформансите на изолацијата и делумно празнење на кабелот. Ако се пронајдат проблеми, тие треба да се санираат или заменат навреме.
6. Неуспех и откривање на високо-напонски кабли
Вообичаени неуспеси на високонапонските кабли вклучуваат распаѓање на изолацијата, исклучување на спроводникот и неуспех на зглобот. Дефектот на изолацијата може да биде предизвикана од стареење на изолацијата, делумно празнење или надворешно пренапон. Исклучувањето на спроводникот обично е предизвикано од механичка надворешна сила или долгорочно преоптоварување. Неуспехот на зглобот може да биде предизвикан од лош процес на производство на зглобови или сериозно греење за време на работата.
За да се открие овие грешки, постојат многу методи за откривање. Делумно откривање на празнење е најчесто користен метод. Со откривање на сигналот генериран од делумно празнење во кабелот, може да се утврди дали има дефекти на изолација во кабелот. Тестот за издржливост на напон може да го открие издржливиот капацитет на напон на кабелот и да најде потенцијални проблеми со изолацијата. Покрај тоа, технологијата на инфрацрвена термичка слика може да ја открие дистрибуцијата на температурата на површината на кабелот, за да открие дали кабелот има проблеми како што е локалното прегревање.
7. Апликација и развој тренд на високо-напонски кабли во електроенергетските системи
Во електроенергетските системи, високо-напонските кабли широко се користат во трансформацијата на урбаната електрична мрежа, заминување на линиите на големи електрани, преносот на подморницата и другите полиња. Во мрежните мрежи, поради ограничениот простор, употребата на подземни кабли може да заштеди простор и да ја подобри убавината на градот. Заминувањето на линиите на големи електрани бараат употреба на високо-напонски кабли за пренесување на електрична енергија на далечни трафостаници. Преносот на подморницата на кабелот може да реализира меѓусебно пренос на моќност и да обезбеди стабилно напојување на островите и крајбрежните области.
Со континуиран развој на технологијата на електрична енергија, високо-напонските кабли покажаа и некои трендови на развој. Едно е истражување и развој и примена на кабли со повисоки нивоа на напон. Со зголемувањето на побарувачката за пренесување на електрична енергија на долги растојанија, развојот на ултра-високи напонски кабли ќе стане во фокусот. Вториот е интелигенцијата на каблите. Со интегрирање на сензори и друга опрема во кабелот, може да се постигне следење во реално време на оперативниот статус на кабелот и предупредувањето за дефекти, со што се подобрува оперативната сигурност на кабелот. Третиот е развој на еколошки кабли. Како што се зголемуваат барањата на луѓето за заштита на животната средина, истражувањето и развојот на ниско-загадување, рециклирачки кабелски материјали ќе бидат идна насока за развој.
Време на објавување: Сеп-24-2024