A modern villamosenergia-rendszerekben a nagyfeszültségű kábelek létfontosságú szerepet játszanak. A városok föld alatti elektromos hálózataitól a hegyeken és folyókon átívelő távolsági távvezetékekig a nagyfeszültségű kábelek biztosítják az elektromos energia hatékony, stabil és biztonságos átvitelét. Ez a cikk részletesen megvizsgálja a nagyfeszültségű kábelekkel kapcsolatos különféle technológiákat, beleértve azok szerkezetét, osztályozását, gyártási folyamatát, teljesítményjellemzőit, telepítését és karbantartását.
1.A nagyfeszültségű kábelek alapfelépítése
A nagyfeszültségű kábelek főként vezetőkből, szigetelőrétegekből, árnyékoló rétegekből és védőrétegekből állnak.
A vezető az áram átviteli csatornája, és általában rézből vagy alumíniumból készül. A réz jó vezetőképességgel és hajlékonysággal rendelkezik, míg az alumínium viszonylag alacsony költségű és könnyű. Ezek a vezetékek általában többszálú csavart vezetékek formájában vannak a rugalmasság növelése érdekében.
A szigetelőréteg a nagyfeszültségű kábel kulcsfontosságú része, amely szerepet játszik az áramszivárgás megelőzésében és a vezető elszigetelésében a külvilágtól. A gyakori szigetelőanyagok közé tartozik a térhálósított polietilén (XLPE), olajpapír stb. Az XLPE kiváló elektromos tulajdonságokkal, hőállósággal és mechanikai szilárdsággal rendelkezik, és széles körben használják a modern nagyfeszültségű kábelekben.
Az árnyékoló réteg belső árnyékolásra és külső árnyékolásra oszlik. A belső pajzs az elektromos mező egyenletessé tételére szolgál, és megakadályozza, hogy a helyi kisülések károsítsák a szigetelőréteget; a külső árnyékolás csökkentheti a külső elektromágneses tér interferenciáját a kábelen, és megakadályozhatja, hogy a kábel elektromágneses hatást gyakoroljon a külvilágra.
A védőréteg elsősorban a kábelt védi a külső tényezők által okozott sérülésektől, mint például a mechanikai sérülésektől, a kémiai korróziótól és a víz behatolásától. Általában fém páncélból és külső köpenyből áll. A fém páncél mechanikai szilárdságot biztosít, a külső burkolat pedig vízálló és korróziógátló funkcióval rendelkezik.
2. A nagyfeszültségű kábelek osztályozása
A feszültségszint szerint a nagyfeszültségű kábeleket középfeszültségű kábelekre (általában 3-35 kV), nagyfeszültségű kábelekre (35-110 kV), ultramagas feszültségű kábelekre (110-500 kV) és ultramagas kábelekre oszthatjuk. -feszültségű kábelek (500kV felett). A különböző feszültségszintű kábelek szerkezeti kialakításban, szigetelési követelményekben stb.
A szigetelőanyagok szempontjából a fent említett XLPE kábeleken és olajpapír kábeleken kívül léteznek etilén-propilén gumi kábelek is. Az olaj-papír kábelek nagy múltra tekintenek vissza, de magas karbantartási költségük és egyéb okok miatt fokozatosan XLPE kábelekre cserélték őket. Az etilén-propilén gumi kábel jó rugalmassággal és időjárásállósággal rendelkezik, és alkalmas bizonyos különleges alkalmakra.
3. Nagyfeszültségű kábel gyártási folyamata
A nagyfeszültségű kábelek gyártása összetett és kényes folyamat.
A vezetékek gyártásához először a réz vagy alumínium alapanyagok nyújtása, csavarása és egyéb eljárások szükségesek a vezető méretpontosságának és mechanikai tulajdonságainak biztosítása érdekében. A sodrás során a szálak szálait szorosan el kell helyezni a vezető vezetőképességének javítása érdekében.
A szigetelőréteg extrudálása az egyik legfontosabb lépés. Az XLPE szigetelőréteghez az XLPE anyagot magas hőmérsékleten extrudálják és egyenletesen feltekerik a vezetőre. Az extrudálási folyamat során szigorúan ellenőrizni kell az olyan paramétereket, mint a hőmérséklet, a nyomás és az extrudálási sebesség, hogy biztosítsák a szigetelőréteg minőségének és vastagságának egyenletességét.
Az árnyékoló réteg általában fémhuzalszövéssel vagy fémszalag-tekerccsel készül. A belső és a külső pajzsok gyártási folyamata némileg eltér, de mindkettőnek biztosítania kell az árnyékolóréteg integritását és a jó elektromos csatlakozást.
Végül a védőréteg előállítása magában foglalja a fémpáncél lerakását és a külső burkolat extrudálását. A fémpáncélnak szorosan illeszkednie kell a kábelhez, és a külső burkolat extrudálásának sima megjelenést kell biztosítania hibák, például buborékok és repedések nélkül.
4. A nagyfeszültségű kábelek teljesítményjellemzői
Az elektromos teljesítmény szempontjából a nagyfeszültségű kábeleknek nagy szigetelési ellenállással, alacsony dielektromos veszteséggel és jó feszültségellenállással kell rendelkezniük. A nagy szigetelési ellenállás hatékonyan megakadályozhatja az áramszivárgást, az alacsony dielektromos veszteség csökkenti az elektromos energia veszteségét az átvitel során, a jó feszültségellenállás pedig biztosítja, hogy a kábel biztonságosan működjön nagyfeszültségű környezetben.
A mechanikai tulajdonságait tekintve a kábelnek megfelelő szakítószilárdsággal, hajlítási sugárral és ütésállósággal kell rendelkeznie. A telepítés és üzemeltetés során a kábel nyúlásnak, hajlításnak és külső erőhatásnak lehet kitéve. Ha a mechanikai tulajdonságok nem megfelelőek, könnyen megsérülhet a kábel.
A hőteljesítmény szintén fontos szempont. A kábel működés közben hőt termel, különösen nagy terhelés mellett. Ezért a kábelnek jó hőállósággal kell rendelkeznie, és normálisan kell működnie egy bizonyos hőmérsékleti tartományon belül, olyan problémák nélkül, mint a szigetelés elöregedése. Az XLPE kábel viszonylag jó hőállósággal rendelkezik, és hosszú ideig képes működni magasabb hőmérsékleten.
5. Nagyfeszültségű kábelek szerelése, karbantartása
A telepítést illetően első lépésként meg kell tervezni az utat, hogy a kábelfektetési út ésszerű és biztonságos legyen. A fektetés során ügyelni kell arra, hogy elkerüljük a kábel túlzott megnyúlását, meghajlását és kihúzását. A nagy távolságú kábelfektetéshez általában olyan berendezéseket használnak, mint a kábelszállítók, hogy segítsék az építést.
A kábelkötések gyártása kulcsfontosságú láncszem a telepítési folyamatban. A csatlakozás minősége közvetlenül befolyásolja a kábel működési megbízhatóságát. A kötések elkészítésekor a kábelt le kell csupaszítani, meg kell tisztítani, csatlakoztatni és szigetelni kell. Minden lépést szigorúan a folyamatkövetelményeknek megfelelően kell végrehajtani, hogy a csatlakozás elektromos és mechanikai tulajdonságai megfeleljenek a követelményeknek.
A karbantartási munkák elengedhetetlenek a nagyfeszültségű kábelek hosszú távú stabil működéséhez. A rendszeres ellenőrzések azonnal észlelhetik, hogy a kábel megjelenése vagy a köpeny sérült-e. Ugyanakkor bizonyos vizsgálóberendezések a kábel szigetelési teljesítményének és részleges kisülésének tesztelésére is használhatók. Ha problémákat talál, azokat időben meg kell javítani vagy ki kell cserélni.
6. Nagyfeszültségű kábelek meghibásodása és észlelése
A nagyfeszültségű kábelek gyakori meghibásodásai közé tartozik a szigetelés meghibásodása, a vezeték leválasztása és a csatlakozás meghibásodása. A szigetelés meghibásodását okozhatja a szigetelés öregedése, részleges kisülése vagy külső túlfeszültség. A vezetékek szétkapcsolását általában mechanikus külső erő vagy hosszan tartó túlterhelés okozza. A hézag meghibásodását okozhatja a kötés rossz gyártási folyamata vagy a működés közbeni erős felmelegedés.
E hibák felderítésére számos észlelési módszer létezik. A részleges kisülés észlelése általánosan használt módszer. A kábelben a részleges kisülés által generált jel érzékelésével megállapítható, hogy a kábel belsejében vannak-e szigetelési hibák. A feszültségállósági teszt képes kimutatni a kábel feszültségtűrő képességét és megtalálni a lehetséges szigetelési problémákat. Ezen túlmenően, az infravörös hőleképező technológia képes érzékelni a hőmérséklet eloszlását a kábel felületén, hogy megtudja, van-e a kábelnek problémája, például helyi túlmelegedés.
7. Nagyfeszültségű kábelek alkalmazása és fejlesztési irányzata az energiarendszerekben
Az energiaellátó rendszerekben a nagyfeszültségű kábeleket széles körben használják a városi villamosenergia-hálózat átalakítására, a nagy erőművek kimenő vezetékeire, a tenger alatti kábelátvitelre és más területekre. A városi elektromos hálózatokban a korlátozott hely miatt a földalatti kábelek használata helyet takaríthat meg és javíthatja a város szépségét. A nagy erőművek kimenő vezetékei nagyfeszültségű kábeleket igényelnek az elektromos áram távoli alállomásokba való továbbításához. A tenger alatti kábeles átvitel megvalósíthatja a tengeren átívelő energiaátvitelt, és stabil energiaellátást biztosít a szigetek és a tengerparti területek számára.
Az energiatechnológia folyamatos fejlődésével a nagyfeszültségű kábelek is mutatnak bizonyos fejlődési trendeket. Az egyik a magasabb feszültségszintű kábelek kutatás-fejlesztése és alkalmazása. A távolsági erőátvitel iránti kereslet növekedésével az ultra-nagyfeszültségű kábelek fejlesztése kerül a középpontba. A második a kábelek intelligenciája. Érzékelők és egyéb berendezések kábelbe integrálásával valós idejű monitorozás érhető el a kábel működési állapotáról és hibajelzéséről, ezáltal javítva a kábel üzembiztonságát. A harmadik a környezetbarát kábelek fejlesztése. Az emberek környezetvédelem iránti igényének növekedésével az alacsony környezetszennyező, újrahasznosítható kábelanyagok kutatása és fejlesztése lesz a jövő fejlesztési iránya.
Feladás időpontja: 2024.09.24