În sistemele de putere modernă, cablurile de înaltă tensiune joacă un rol vital. De la rețelele electrice subterane din orașe până la liniile de transmisie pe distanțe lungi pe munți și râuri, cablurile de înaltă tensiune asigură transmiterea eficientă, stabilă și sigură a energiei electrice. Acest articol va explora în profunzime diferitele tehnologii legate de cablurile de înaltă tensiune, inclusiv structura, clasificarea, procesul de fabricație, caracteristicile de performanță, instalarea și întreținerea.
1. Structura basică a cablurilor de înaltă tensiune
Cablurile de înaltă tensiune sunt compuse în principal din conductoare, straturi de izolare, straturi de protecție și straturi de protecție.
Conductorul este canalul de transmisie pentru curent și este de obicei confecționat din cupru sau aluminiu. Cuprul are o conductivitate bună și ductilitate, în timp ce aluminiul este relativ scăzut de costuri și în greutate ușoară. Aceste conductoare sunt, în general, sub formă de fire răsucite cu mai multe fire pentru a crește flexibilitatea.
Stratul de izolare este o parte cheie a cablului de înaltă tensiune, care joacă un rol în prevenirea scurgerilor curente și în izolarea conductorului de lumea exterioară. Materialele izolatoare obișnuite includ polietilen reticulat (XLPE), hârtie de ulei, etc. XLPE are proprietăți electrice excelente, rezistență la căldură și rezistență mecanică și sunt utilizate pe scară largă în cablurile moderne de înaltă tensiune.
Stratul de ecranare este împărțit în ecranare interioară și ecranare exterioară. Scutul interior este utilizat pentru a face uniforma câmpului electric și pentru a împiedica descărcarea locală să deterioreze stratul de izolare; Scutul exterior poate reduce interferența câmpului electromagnetic extern pe cablu și, de asemenea, împiedică cablul să aibă un impact electromagnetic asupra lumii exterioare.
Stratul de protecție protejează în principal cablul de deteriorarea prin factori externi, cum ar fi deteriorarea mecanică, coroziunea chimică și intruziunea apei. De obicei este compus din armură metalică și teacă exterioară. Armura metalică poate asigura o rezistență mecanică, iar teaca exterioară are funcții impermeabile și anticorroziune.
2.. Clasificarea cablurilor de înaltă tensiune
În conformitate cu nivelul de tensiune, cablurile de înaltă tensiune pot fi împărțite în cabluri de mediu (în general 3-35kV), cabluri de înaltă tensiune (35-110kV), cabluri ultra-tensionate (110-500kV) și cabluri ultra-tensionate (peste 500kV). Cablurile cu diferite niveluri de tensiune diferă în ceea ce privește proiectarea structurală, cerințele de izolare etc.
Din perspectiva materialelor izolatoare, pe lângă cablurile XLPE și cablurile de hârtie de ulei menționată mai sus, există și cabluri de cauciuc de etilen-propilenă. Cablurile de hârtie petroliere au o istorie lungă, dar din cauza costurilor mari de întreținere și a altor motive, acestea au fost înlocuite treptat cu cabluri XLPE. Cablul de cauciuc cu propilenă de etilenă are o bună flexibilitate și rezistență la vreme și este potrivit pentru unele ocazii speciale.
3. Procesul de fabricație al cablului de înaltă tensiune
Fabricarea cablului de înaltă tensiune este un proces complex și delicat.
Fabricarea conductoarelor necesită mai întâi materiile prime de cupru sau aluminiu să fie întinse, răsucite și alte procese pentru a asigura precizia dimensională și proprietățile mecanice ale conductorului. În timpul procesului de răsucire, șuvițele șuvițelor trebuie să fie strâns aranjate pentru a îmbunătăți conductivitatea conductorului.
Extruziunea stratului de izolație este unul dintre etapele cheie. Pentru stratul de izolare XLPE, materialul XLPE este extrudat la temperaturi ridicate și înfășurat uniform pe conductor. În timpul procesului de extrudare, parametrii precum temperatura, presiunea și viteza de extrudare trebuie controlate strict pentru a asigura uniformitatea calității și a grosimii stratului de izolație.
Stratul de ecranare este de obicei realizat prin țesut de sârmă metalică sau înfășurare a benzii metalice. Procesele de fabricație ale scuturilor interioare și exterioare sunt ușor diferite, dar ambele trebuie să asigure integritatea stratului de ecranare și o bună conexiune electrică.
În cele din urmă, producția stratului de protecție include așezarea armurii metalice și extrudarea tecii exterioare. Armura metalică ar trebui să se potrivească strâns pe cablu, iar extrudarea tecii exterioare ar trebui să asigure un aspect neted, fără defecte, cum ar fi bule și fisuri.
4. Caracteristicile de performanță ale cablurilor de înaltă tensiune
În ceea ce privește performanța electrică, cablurile de înaltă tensiune trebuie să aibă o rezistență ridicată la izolare, pierderi dielectrice scăzute și o bună rezistență la tensiune. Rezistența ridicată la izolare poate preveni eficient scurgerea curentă, pierderea dielectrică scăzută reduce pierderea de energie electrică în timpul transmisiei, iar o rezistență bună la tensiune asigură că cablul poate funcționa în siguranță într-un mediu de înaltă tensiune.
În ceea ce privește proprietățile mecanice, cablul ar trebui să aibă suficientă rezistență la tracțiune, rază de îndoire și rezistență la impact. În timpul instalării și funcționării, cablul poate fi supus impactului de întindere, îndoire și forță externă. Dacă proprietățile mecanice sunt insuficiente, este ușor să provocați deteriorarea cablului.
Performanța termică este, de asemenea, un aspect important. Cablul va genera căldură în timpul funcționării, în special atunci când se va funcționa sub sarcină mare. Prin urmare, cablul trebuie să aibă o rezistență la căldură bună și să poată funcționa normal într -un anumit interval de temperatură, fără probleme precum îmbătrânirea izolației. Cablul XLPE are o rezistență la căldură relativ bună și poate funcționa mult timp la temperaturi mai ridicate.
5. Instalarea și întreținerea cablurilor de înaltă tensiune
În ceea ce privește instalarea, primul lucru de făcut este să planificați calea pentru a vă asigura că calea de așezare a cablurilor este rezonabilă și sigură. În timpul procesului de așezare, trebuie să aveți grijă pentru a evita întinderea excesivă, îndoirea și extrudarea cablului. Pentru așezarea cablurilor pe distanțe lungi, echipamentele precum transportoarele de cablu sunt de obicei utilizate pentru a ajuta la construcție.
Producția de îmbinări de cablu este o legătură cheie în procesul de instalare. Calitatea articulației afectează în mod direct fiabilitatea de funcționare a cablului. Când faceți articulații, cablul trebuie să fie dezbrăcat, curățat, conectat și izolat. Fiecare pas trebuie efectuat strict în conformitate cu cerințele procesului pentru a se asigura că proprietățile electrice și mecanice ale îmbinării îndeplinesc cerințele.
Lucrările de întreținere sunt esențiale pentru funcționarea stabilă pe termen lung a cablurilor de înaltă tensiune. Inspecțiile periodice pot detecta prompt dacă aspectul cablului este deteriorat sau teaca este deteriorată. În același timp, unele echipamente de testare pot fi, de asemenea, utilizate pentru a testa performanța izolației și descărcarea parțială a cablului. Dacă se găsesc probleme, acestea ar trebui reparate sau înlocuite la timp.
6. Eșecul și detectarea cablurilor de înaltă tensiune
Eșecurile comune ale cablurilor de înaltă tensiune includ defalcarea izolației, deconectarea conductorului și defecțiunea articulară. Defalcarea izolației poate fi cauzată de îmbătrânirea izolației, descărcarea parțială sau supratensiunea externă. Deconectarea conductorului este de obicei cauzată de forța externă mecanică sau de suprasarcină pe termen lung. Defecțiunea articulațiilor poate fi cauzată de un proces de fabricație îmbătrânit sau de încălzire severă în timpul funcționării.
Pentru a detecta aceste defecțiuni, există multe metode de detectare. Detectarea parțială a descărcării este o metodă utilizată frecvent. Prin detectarea semnalului generat de descărcarea parțială în cablu, se poate determina dacă există defecte de izolare în interiorul cablului. Testul de tensiune de rezistare poate detecta capacitatea de tensiune rezistentă a cablului și poate găsi probleme potențiale de izolare. În plus, tehnologia de imagistică termică cu infraroșu poate detecta distribuția temperaturii pe suprafața cablului, astfel încât să afle dacă cablul are probleme precum supraîncălzirea locală.
7. Se tendința de aplicare și dezvoltare a cablurilor de înaltă tensiune în sistemele de energie
În sistemele de alimentare, cablurile de înaltă tensiune sunt utilizate pe scară largă în transformarea rețelei de energie urbană, linii de ieșire ale stațiilor de alimentare mari, transmisia cablurilor submarine și alte câmpuri. În rețelele urbane, datorită spațiului limitat, utilizarea cablurilor subterane poate economisi spațiu și îmbunătăți frumusețea orașului. Liniile de ieșire ale stațiilor de alimentare mari necesită utilizarea de cabluri de înaltă tensiune pentru a transmite electricitate la stații îndepărtate. Transmisia de cablu submarină poate realiza transmisia de energie transversală și poate asigura o sursă de alimentare stabilă pentru insule și zone de coastă.
Odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei puterii, cablurile de înaltă tensiune au arătat, de asemenea, unele tendințe de dezvoltare. Unul este cercetarea și dezvoltarea și aplicarea cablurilor cu niveluri mai mari de tensiune. Odată cu creșterea cererii de transmitere a puterii pe distanțe lungi, dezvoltarea cablurilor de tensiune ultra-înaltă va deveni un accent. Al doilea este inteligența cablurilor. Prin integrarea senzorilor și a altor echipamente în cablu, se poate obține monitorizarea în timp real a stării de funcționare a cablului și a avertismentului de eroare, îmbunătățind astfel fiabilitatea de funcționare a cablului. Al treilea este dezvoltarea de cabluri ecologice. Pe măsură ce cerințele oamenilor pentru protecția mediului cresc, cercetarea și dezvoltarea materialelor de cablu cu polenizare scăzută, reciclabilă, vor fi o direcție viitoare de dezvoltare.
Timpul post: 24-2024 sept