У сучасных энергасістэмах высакавольтныя кабелі гуляюць важную ролю. Ад падземных электрасетак у гарадах да міжгародніх ліній электраперадач праз горы і рэкі, высакавольтныя кабелі забяспечваюць эфектыўную, стабільную і бяспечную перадачу электрычнай энергіі. У гэтым артыкуле будуць падрабязна вывучаны розныя тэхналогіі, звязаныя з высакавольтнымі кабелямі, у тым ліку іх структура, класіфікацыя, вытворчы працэс, характарыстыкі эксплуатацыі, мантаж і абслугоўванне.
1.Асноўная структура высакавольтных кабеляў
Высакавольтныя кабелі ў асноўным складаюцца з праваднікоў, ізаляцыйных слаёў, экрануючых слаёў і ахоўных слаёў.
Правадыр з'яўляецца каналам перадачы току і звычайна вырабляецца з медзі або алюмінія. Медзь мае добрую праводнасць і пластычнасць, у той час як алюміній адносна нізкі кошт і невялікі вага. Гэтыя праваднікі, як правіла, маюць форму шматжыльных скручаных правадоў для павышэння гнуткасці.
Ізаляцыйны пласт з'яўляецца ключавой часткай высакавольтнага кабеля, які гуляе ролю ў прадухіленні ўцечкі току і ізаляцыі правадыра ад знешняга свету. Звычайныя ізаляцыйныя матэрыялы ўключаюць пашыты поліэтылен (XLPE), алейную паперу і г. д. XLPE валодае выдатнымі электрычнымі ўласцівасцямі, цеплаўстойлівасцю і механічнай трываласцю і шырока выкарыстоўваецца ў сучасных высакавольтных кабелях.
Экрануючы пласт дзеліцца на ўнутранае экранаванне і знешняе экранаванне. Унутраны экран выкарыстоўваецца, каб зрабіць электрычнае поле аднастайным і прадухіліць лакальны разрад ад пашкоджання ізаляцыйнага пласта; вонкавы экран можа паменшыць перашкоды знешняга электрамагнітнага поля на кабелі, а таксама прадухіліць электрамагнітнае ўздзеянне кабеля на знешні свет.
Ахоўны пласт у асноўным абараняе кабель ад пашкоджання знешнімі фактарамі, такімі як механічныя пашкоджанні, хімічная карозія і пранікненне вады. Звычайна ён складаецца з металічнай броні і вонкавай абалонкі. Металічная браня можа забяспечыць механічную трываласць, а знешняя абалонка мае воданепранікальныя і антыкаразійныя функцыі.
2. Класіфікацыя высакавольтных кабеляў
У залежнасці ад узроўню напружання высакавольтныя кабелі можна падзяліць на кабелі сярэдняга напружання (звычайна 3-35 кВ), высакавольтныя кабелі (35-110 кВ), звышвысокага напружання (110-500 кВ) і звышвысокага -кабелі напружання (вышэй 500 кВ). Кабелі рознага ўзроўню напружання адрозніваюцца па канструктыўнай канструкцыі, патрабаванням да ізаляцыі і г.д.
З пункту гледжання ізаляцыйных матэрыялаў, у дадатак да кабеляў з сшытага поліэтылену і кабеляў з масленай паперы, згаданых вышэй, існуюць таксама кабелі з этылен-прапіленавай гумы. Кабелі з алейнай паперы маюць доўгую гісторыю, але з-за высокіх выдаткаў на абслугоўванне і іншых прычын яны паступова былі заменены кабелямі з сшытага поліэтылену. Кабель з этылен-прапіленавай гумы мае добрую гнуткасць і ўстойлівасць да надвор'я і падыходзіць для асаблівых выпадкаў.
3. Працэс вытворчасці высакавольтнага кабеля
Вытворчасць высакавольтнага кабеля - складаны і далікатны працэс.
Вытворчасць праваднікоў спачатку патрабуе расцягвання, скручвання меднага або алюмініевага сыравіны і выканання іншых працэсаў для забеспячэння дакладнасці памераў і механічных уласцівасцей правадыра. У працэсе скручвання ніткі нітак павінны быць шчыльна размешчаны, каб палепшыць праводнасць правадыра.
Экструзія цеплаізаляцыйнага пласта - адзін з ключавых этапаў. Для ізаляцыйнага пласта XLPE матэрыял XLPE экструдуецца пры высокай тэмпературы і раўнамерна намотваецца на праваднік. У працэсе экструзіі такія параметры, як тэмпература, ціск і хуткасць экструзіі, павінны строга кантралявацца, каб забяспечыць якасць і аднастайнасць таўшчыні ізаляцыйнага пласта.
Экрануючы пласт звычайна выконваецца метадам перапляцення металічнай дроту або абмотвання металічнай стужкай. Працэсы вытворчасці ўнутранага і вонкавага экранаў трохі адрозніваюцца, але ў абодвух неабходна забяспечыць цэласнасць экрануючага пласта і добрае электрычнае злучэнне.
Нарэшце, вытворчасць ахоўнага пласта ўключае кладку металічнай броні і экструзію вонкавай абалонкі. Металічная браня павінна шчыльна прылягаць да кабеля, а экструзія знешняй абалонкі павінна забяспечваць гладкі выгляд без дэфектаў, такіх як бурбалкі і расколіны.
4. Эксплуатацыйныя характарыстыкі высакавольтных кабеляў
Што тычыцца электрычных характарыстык, высакавольтныя кабелі павінны мець высокі супраціў ізаляцыі, нізкія дыэлектрычныя страты і добрую ўстойлівасць да напружання. Высокае супраціўленне ізаляцыі можа эфектыўна прадухіліць уцечку току, нізкія дыэлектрычныя страты зніжаюць страты электрычнай энергіі падчас перадачы, а добрае супраціўленне напрузе гарантуе бяспечную працу кабеля ў асяроддзі высокага напружання.
Што тычыцца механічных уласцівасцяў, кабель павінен валодаць дастатковай трываласцю на разрыў, радыусам выгібу і ўдаратрываласцю. У працэсе мантажу і эксплуатацыі кабель можа падвяргацца расцяжэння, выгібу і ўздзеянню знешніх сіл. Калі механічныя ўласцівасці недастатковыя, можна лёгка пашкодзіць кабель.
Цеплавыя характарыстыкі таксама важны аспект. Кабель будзе выдзяляць цяпло падчас працы, асабліва пры высокай нагрузцы. Такім чынам, кабель павінен мець добрую тэрмаўстойлівасць і быць здольным нармальна працаваць у пэўным дыяпазоне тэмператур без праблем, такіх як старэнне ізаляцыі. Кабель з сшытага поліэтылену мае адносна добрую тэрмаўстойлівасць і можа працаваць працяглы час пры больш высокіх тэмпературах.
5. Мантаж і абслугоўванне высакавольтных кабеляў
З пункту гледжання ўстаноўкі, першае, што трэба зрабіць, гэта спланаваць шлях, каб гарантаваць, што шлях пракладкі кабеля з'яўляецца разумным і бяспечным. У працэсе кладкі варта сачыць за тым, каб не дапусціць празмернага расцяжэння, згінання і выціскання кабеля. Для пракладкі кабеля на вялікія адлегласці звычайна выкарыстоўваецца такое абсталяванне, як кабельныя канвееры.
Вытворчасць кабельных муфт - ключавое звяно ў працэсе мантажу. Якасць злучэння напрамую ўплывае на надзейнасць працы кабеля. Пры выкананні злучэнняў кабель неабходна зачысціць, ачысціць, злучыць і ізаляваць. Кожны этап павінен выконвацца ў строгай адпаведнасці з патрабаваннямі працэсу, каб пераканацца, што электрычныя і механічныя ўласцівасці злучэння адпавядаюць патрабаванням.
Работы па тэхнічным абслугоўванні неабходныя для доўгатэрміновай стабільнай працы высакавольтных кабеляў. Рэгулярныя праверкі могуць хутка выявіць, ці пашкоджаны знешні выгляд кабеля або пашкоджана абалонка. У той жа час, некаторае выпрабавальнае абсталяванне таксама можа быць выкарыстана для праверкі характарыстык ізаляцыі і частковага разраду кабеля. Пры выяўленні праблем іх трэба своечасова ліквідаваць або замяніць.
6. Адмова і выяўленне высакавольтных кабеляў
Агульныя няспраўнасці высакавольтных кабеляў ўключаюць паломку ізаляцыі, раз'яднанне правадніка і разрыў злучэння. Паломка ізаляцыі можа быць выклікана старэннем ізаляцыі, частковым разрадам або знешнім перанапружаннем. Адключэнне правадыра звычайна выклікана механічнай знешняй сілай або працяглай перагрузкай. Паломка злучэння можа быць выклікана няправільным працэсам вытворчасці злучэння або моцным нагрэвам падчас працы.
Для таго, каб выявіць гэтыя няспраўнасці, існуе мноства метадаў выяўлення. Выяўленне частковага разраду з'яўляецца часта выкарыстоўваным метадам. Выяўляючы сігнал, які ствараецца частковым разрадам у кабелі, можна вызначыць, ці ёсць дэфекты ізаляцыі ўнутры кабеля. Тэст на ўстойлівае напружанне можа вызначыць здольнасць кабеля ўстойлівага да напружання і выявіць магчымыя праблемы з ізаляцыяй. Акрамя таго, тэхналогія інфрачырвонага цеплавізара можа вызначыць размеркаванне тэмпературы на паверхні кабеля, каб высветліць, ці ёсць у кабеля такія праблемы, як лакальны перагрэў.
7. Прымяненне і тэндэнцыі развіцця высакавольтных кабеляў у энергасістэмах
У энергасістэмах высакавольтныя кабелі шырока выкарыстоўваюцца для пераўтварэння гарадскіх электрасетак, адводных ліній буйных электрастанцый, падводных кабельных перадач і ў іншых галінах. У гарадскіх электрасетках з-за абмежаванай прасторы выкарыстанне падземных кабеляў можа зэканоміць месца і палепшыць прыгажосць горада. Адыходныя лініі вялікіх электрастанцый патрабуюць выкарыстання высакавольтных кабеляў для перадачы электраэнергіі на аддаленыя падстанцыі. Падводная кабельная перадача можа рэалізаваць перадачу энергіі праз мора і забяспечыць стабільнае электразабеспячэнне астравоў і прыбярэжных раёнаў.
З бесперапынным развіццём энергетычных тэхналогій высакавольтныя кабелі таксама паказалі некаторыя тэндэнцыі развіцця. Адным з іх з'яўляюцца даследаванні, распрацоўка і прымяненне кабеляў з больш высокім узроўнем напружання. З ростам попыту на міжгароднюю перадачу электраэнергіі, распрацоўка кабеляў звышвысокага напружання стане ў цэнтры ўвагі. Другое - гэта інтэлект кабеляў. Дзякуючы інтэграцыі датчыкаў і іншага абсталявання ў кабель можна дамагчыся маніторынгу працоўнага стану кабеля ў рэжыме рэальнага часу і папярэджання аб няспраўнасцях, тым самым павышаючы надзейнасць працы кабеля. Трэцяе - распрацоўка экалагічна чыстых кабеляў. Паколькі патрабаванні людзей да аховы навакольнага асяроддзя ўзрастаюць, даследаванне і распрацоўка матэрыялаў для кабеляў з нізкім узроўнем забруджвання, прыдатных для другаснай перапрацоўкі, стане напрамкам развіцця ў будучыні.
Час публікацыі: 24 верасня 2024 г