Во современите електроенергетски системи, високонапонските кабли играат витална улога. Од подземни електрични мрежи во градовите до далноводи на долги растојанија низ планините и реките, високонапонските кабли обезбедуваат ефикасен, стабилен и безбеден пренос на електрична енергија. Оваа статија детално ќе ги истражи различните технологии поврзани со високонапонските кабли, вклучувајќи ја нивната структура, класификација, производствен процес, карактеристики на изведба, инсталација и одржување.
1.Основна структура на високонапонските кабли
Високонапонските кабли главно се составени од проводници, изолациски слоеви, заштитни слоеви и заштитни слоеви.
Проводникот е канал за пренос на струја и обично е направен од бакар или алуминиум. Бакарот има добра спроводливост и еластичност, додека алуминиумот е релативно низок по цена и лесен по тежина. Овие проводници се генерално во форма на извиткани жици со повеќе жици за да се зголеми флексибилноста.
Изолациониот слој е клучен дел од високонапонскиот кабел, кој игра улога во спречувањето на истекување на струјата и изолирање на проводникот од надворешниот свет. Вообичаените изолациони материјали вклучуваат вкрстено поврзан полиетилен (XLPE), маслена хартија, итн.
Заштитниот слој е поделен на внатрешен и надворешен оклоп. Внатрешниот штит се користи за да го направи електричното поле униформно и да го спречи локалното празнење да го оштети изолациониот слој; надворешниот штит може да ги намали пречките на надворешното електромагнетно поле на кабелот, а исто така да спречи кабелот да има електромагнетно влијание врз надворешниот свет.
Заштитниот слој главно го штити кабелот од оштетување од надворешни фактори како што се механички оштетувања, хемиска корозија и навлегување на вода. Обично се состои од метален оклоп и надворешна обвивка. Металниот оклоп може да обезбеди механичка сила, а надворешната обвивка има водоотпорни и антикорозивни функции.
2. Класификација на високонапонски кабли
Според нивото на напон, високонапонските кабли може да се поделат на среднонапонски кабли (обично 3-35 kV), високонапонски кабли (35-110 kV), ултра-високонапонски кабли (110-500 kV) и ултра-високи -напонски кабли (над 500kV). Каблите со различни напонски нивоа се разликуваат во структурниот дизајн, барањата за изолација итн.
Од гледна точка на изолационите материјали, покрај XLPE каблите и каблите од масло-хартија споменати погоре, постојат и кабли од етилен-пропилен гума. Каблите со маслена хартија имаат долга историја, но поради високите трошоци за одржување и други причини, постепено се заменуваат со кабли XLPE. Гумениот кабел од етилен пропилен има добра флексибилност и отпорност на временските услови и е погоден за некои посебни прилики.
3. Процес на производство на високонапонски кабел
Производството на високонапонски кабел е сложен и деликатен процес.
Производството на проводници најпрво бара бакарните или алуминиумските суровини да се истегнуваат, извиткуваат и други процеси за да се обезбеди димензионална точност и механички својства на проводникот. За време на процесот на извртување, жиците на жиците мора да бидат тесно наредени за да се подобри спроводливоста на проводникот.
Истиснувањето на изолациониот слој е еден од клучните чекори. За XLPE изолациониот слој, XLPE материјалот се екструдира на висока температура и рамномерно се обвиткува на проводникот. За време на процесот на истиснување, параметрите како што се температурата, притисокот и брзината на истиснување мора строго да се контролираат за да се обезбеди униформност на квалитетот и дебелината на изолациониот слој.
Заштитниот слој обично се прави со ткаење на метална жица или пакување со метална лента. Процесите на производство на внатрешниот и надворешниот штит се малку различни, но и двата 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 меурчиња и пукнатини.
4. Карактеристики на изведба на високонапонски кабли
Во однос на електричните перформанси, високонапонските кабли треба да имаат висока отпорност на изолација, мала загуба на диелектрик и добар отпор на напон. Високиот отпор на изолација може ефикасно да го спречи истекувањето на струјата, ниската загуба на диелектрик ја намалува загубата на електрична енергија за време на преносот, а добриот отпор на напон гарантира дека кабелот може безбедно да работи во високонапонска средина.
Во однос на механичките својства, кабелот треба да има доволна цврстина на истегнување, радиус на свиткување и отпорност на удар. За време на инсталацијата и работата, кабелот може да биде подложен на истегнување, свиткување и влијание од надворешна сила. Ако механичките својства се недоволни, лесно е да се предизвика оштетување на кабелот.
Термичките перформанси се исто така важен аспект. Кабелот ќе генерира топлина за време на работата, особено кога работи под големо оптоварување. 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. Кабелот XLPE има релативно добра отпорност на топлина и може да работи долго време на повисоки температури.
5. Поставување и одржување на високонапонски кабли
Во однос на инсталацијата, првото нешто што треба да направите е да ја испланирате патеката за да се осигурате дека патеката за поставување кабли е разумна и безбедна. За време на процесот на поставување, треба да се внимава да се избегне прекумерно истегнување, свиткување и истиснување на кабелот. За поставување кабли на долги растојанија, обично се користи опрема како што се транспортери за кабел за да се помогне во изградбата.
Производството на спојници за кабли е клучна алка во процесот на инсталација. Квалитетот на спојката директно влијае на оперативната сигурност на кабелот. Кога правите спојници, кабелот треба да се соголи, исчисти, приклучи и изолира. Секој чекор треба да се изврши строго во согласност со барањата на процесот за да се осигура дека електричните и механичките својства на спојката ги исполнуваат барањата.
Работата за одржување е од суштинско значење за долгорочно стабилно работење на високонапонските кабли. Редовните прегледи можат веднаш да откријат 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 делумното празнење на кабелот. Доколку се најдат проблеми, тие треба да се поправат или заменат навреме.
6. Дефект и откривање на високонапонски кабли
Вообичаените дефекти на високонапонските кабли вклучуваат дефект на изолацијата, исклучување на проводникот и дефект на зглобот. Дефектот на изолацијата може да биде предизвикан од стареење на изолацијата, делумно празнење или надворешен пренапон. Исклучувањето на проводникот обично е предизвикано од механичка надворешна сила или долгорочно преоптоварување. Неуспехот на зглобот може да биде предизвикан од лош процес на изработка на зглобот или тешко загревање за време на работата.
За да се откријат овие дефекти, постојат многу методи за откривање. Откривањето на парцијално празнење е најчесто користен метод. Со откривање на сигналот генериран со делумно празнење во кабелот, може да се утврди дали има дефекти во изолацијата во внатрешноста на кабелот. Тестот за отпорен напон може да го открие капацитетот на отпорниот напон на кабелот и да открие потенцијални проблеми со изолацијата. Дополнително, технологијата за инфрацрвена термална слика може да ја открие распределбата на температурата на површината на кабелот, за да открие дали кабелот има проблеми како локално прегревање.
7. Тренд на примена и развој на високонапонски кабли во електроенергетските системи
Во електроенергетските системи, високонапонските кабли се широко користени во трансформацијата на урбаната електрична мрежа, излезните линии на големите централи, преносот на подморски кабли и други полиња. Во урбаните електрични мрежи, поради ограничениот простор, употребата на подземни кабли може да заштеди простор и да ја подобри убавината на градот. Појдовните линии на големите централи бараат употреба на високонапонски кабли за пренос на електрична енергија до оддалечените трафостаници. Подморскиот кабелски пренос може да реализира пренос на енергија преку море и да обезбеди стабилно напојување за островите и крајбрежните области.
Со континуираниот развој на технологијата за напојување, високонапонските кабли покажаа и некои развојни трендови. Една од нив е истражување и развој и примена на кабли со повисоки напонски нивоа. Со зголемувањето на побарувачката за пренос на електрична енергија на долги растојанија, развојот на каблите со ултра висок напон ќе стане фокус. Вториот е интелигенцијата на каблите. Со интегрирање на сензори и друга опрема во кабелот, може да се постигне следење во реално време на работниот статус на кабелот и предупредување за дефекти, а со тоа ќе се подобри 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 кабловски материјали со ниска загаденост и рециклирање ќе бидат идната развојна насока.
Време на објавување: 24-ти септември 2024 година