В съвременните енергийни системи кабелите с високо напрежение играят жизненоважна роля. От подземните силови мрежи в градовете до предавателните линии на дълги разстояния през планини и реки, кабелите с високо напрежение осигуряват ефективно, стабилно и безопасно предаване на електрическа енергия. Тази статия ще изследва в дълбочина различните технологии, свързани с кабели с високо напрежение, включително тяхната структура, класификация, производствен процес, характеристики на производителността, инсталация и поддръжка.
1. Базовата структура на кабелите с високо напрежение
Кабелите с високо напрежение са съставени главно от проводници, изолационни слоеве, екраниращи слоеве и защитни слоеве.
Проводникът е канал за предаване на ток и обикновено е изработен от мед или алуминий. Медта има добра проводимост и пластичност, докато алуминият е сравнително нисък по цена и светлина по тегло. Тези проводници обикновено са под формата на многостранни усукани проводници, за да увеличат гъвкавостта.
Изолационният слой е ключова част от кабела с високо напрежение, който играе роля за предотвратяване на изтичане на ток и изолиране на проводника от външния свят. Общите изолационни материали включват омрежен полиетилен (XLPE), маслена хартия и др. XLPE има отлични електрически свойства, топлинна устойчивост и механична якост и се използва широко в съвременните кабели с високо напрежение.
Защитният слой е разделен на вътрешно екраниране и външно екраниране. Вътрешният щит се използва за извършване на равновесие на електрическото поле и предотвратяване на увреждането на локалния изпускане на изолационния слой; Външният щит може да намали смущения на външното електромагнитно поле върху кабела, а също така да попречи на кабела да има електромагнитно въздействие върху външния свят.
Защитният слой предпазва главно кабела от увреждане от външни фактори като механично увреждане, химическа корозия и проникване на вода. Обикновено се състои от метална броня и външна обвивка. Металната броня може да осигури механична якост, а външната обвивка има водоустойчиви и антикорозионни функции.
2. Класификация на кабели с високо напрежение
Според нивото на напрежението, кабелите с високо напрежение могат да бъдат разделени на кабели със средно напрежение (обикновено 3-35kV), кабели с високо напрежение (35-110kV), кабели с ултра-височина на напрежение (110-500kV) и ултра-височина-напрежение (над 500KV). Кабелите с различни нива на напрежение се различават в конструкционния дизайн, изискванията за изолация и т.н.
От гледна точка на изолационните материали, в допълнение към XLPE кабелите и кабелите с маслена хартия, споменати по-горе, има и етилен-пропиленови каучукови кабели. Кабелите на маслената хартия имат дълга история, но поради високите си разходи за поддръжка и други причини те постепенно са заменени от XLPE кабели. Етилен пропиленовият каучуков кабел има добра гъвкавост и устойчивост на времето и е подходящ за някои специални поводи.
3. Производствен процес на кабел с високо напрежение
Производството на кабел с високо напрежение е сложен и деликатен процес.
Производството на проводници първо изисква медните или алуминиевите суровини да бъдат опънати, усукани и други процеси, за да се гарантира точността на размерите и механичните свойства на проводника. По време на процеса на усукване нишките на нишките трябва да бъдат тясно подредени, за да се подобри проводимостта на проводника.
Екструзията на изолационния слой е една от ключовите стъпки. За изолационния слой XLPE, XLPE материалът се екструдира при висока температура и равномерно се увива върху проводника. По време на процеса на екструдиране параметри като температура, налягане и скорост на екструзия трябва да бъдат строго контролирани, за да се гарантира равномерността на качеството и дебелината на изолационния слой.
Защитният слой обикновено се прави чрез метална жица или опаковане на метална лента. Производствените процеси на вътрешния и външния щит са малко по -различни, но и двете трябва да гарантират целостта на екраниращия слой и добрата електрическа връзка.
Накрая, производството на защитния слой включва полагането на металната броня и екструдирането на външната обвивка. Металната броня трябва да се побере плътно върху кабела, а екструдирането на външната обвивка трябва да осигури плавен вид без дефекти като мехурчета и пукнатини.
4. Характеристики на производителността на кабелите с високо напрежение
По отношение на електрическите характеристики, кабелите с високо напрежение трябва да имат високо устойчивост на изолация, ниска диелектрична загуба и добро съпротивление на напрежението. Високата устойчивост на изолация може ефективно да предотврати изтичането на ток, ниската диелектрична загуба намалява загубата на електрическа енергия по време на предаване, а доброто съпротивление на напрежението гарантира, че кабелът може да работи безопасно в среда с високо напрежение.
По отношение на механичните свойства кабелът трябва да има достатъчна якост на опън, радиус на огъване и устойчивост на удар. По време на инсталирането и работата кабелът може да бъде подложен на разтягане, огъване и въздействие на външната сила. Ако механичните свойства са недостатъчни, лесно е да се причини повреда на кабела.
Топлинните показатели също са важен аспект. Кабелът ще генерира топлина по време на работа, особено когато работи при високо натоварване. Следователно кабелът трябва да има добра топлинна устойчивост и да може да работи нормално в определен температурен диапазон без проблеми като стареене на изолация. XLPE кабелът има сравнително добра топлинна устойчивост и може да работи дълго време при по -високи температури.
5. Инсталиране и поддръжка на високо напрежение кабели
По отношение на инсталирането, първото нещо, което трябва да направите, е да планирате пътя, за да се гарантира, че пътят на полагане на кабели е разумен и безопасен. По време на процеса на полагане трябва да се внимава, за да се избегне прекомерно разтягане, огъване и екструзия на кабела. За полагане на кабели на дълги разстояния оборудването като кабелни транспортьори обикновено се използва за подпомагане на изграждането.
Производството на кабелни фуги е ключова връзка в процеса на инсталиране. Качеството на съединението директно засяга надеждността на операцията на кабела. Когато правите стави, кабелът трябва да бъде съблечен, почистен, свързан и изолиран. Всяка стъпка трябва да се извършва строго в съответствие с изискванията на процеса, за да се гарантира, че електрическите и механичните свойства на съвместната връзка отговарят на изискванията.
Работата по поддръжката е от съществено значение за дългосрочната стабилна работа на кабелите с високо напрежение. Редовните проверки могат незабавно да открият дали външният вид на кабела е повреден или обвивката е повредена. В същото време може да се използва и някакво оборудване за тестване за тестване на изолационната работа и частично изхвърляне на кабела. Ако се намерят проблеми, те трябва да бъдат ремонтирани или заменени навреме.
6. Отказ и откриване на кабели с високо напрежение
Честите повреди на кабелите с високо напрежение включват разрушаване на изолацията, прекъсване на проводника и повреда на ставите. Разбирането на изолацията може да бъде причинено от стареене на изолация, частично изхвърляне или външно пренапрежение. Разединението на проводника обикновено се причинява от механична външна сила или дългосрочно претоварване. Неуспехът на ставата може да бъде причинен от лош процес на производство на стави или тежко нагряване по време на работа.
За да се открият тези неизправности, има много методи за откриване. Частичното откриване на изпускане е често използван метод. Чрез откриване на сигнала, генериран от частичен разряд в кабела, може да се определи дали има изолационни дефекти вътре в кабела. Тестът за издържане на напрежение може да открие капацитета на напрежението на издържането на кабела и да намери потенциални проблеми с изолацията. В допълнение, инфрачервената технология за термично изображение може да открие разпределението на температурата на повърхността на кабела, така че да разбере дали кабелът има проблеми като локално прегряване.
7. Тенденция на прилагане и развитие на кабели с високо напрежение в електроенергийните системи
В енергийните системи кабелите с високо напрежение се използват широко при трансформация на градската електроенергия, изходящи линии на големи електроцентрали, предаване на подводни кабели и други полета. В градските енергийни мрежи, поради ограниченото пространство, използването на подземни кабели може да спести място и да подобри красотата на града. Изходящите линии на големи електроцентрали изискват използването на кабели с високо напрежение за предаване на електричество на далечни подстанции. Предаването на подводни кабели може да реализира предаване на мощност на кръстосано море и да осигури стабилно захранване за острови и крайбрежни райони.
С непрекъснатото развитие на технологията на мощността, кабелите с високо напрежение също показаха някои тенденции в развитието. Единият е изследването и разработването и прилагането на кабели с по -високи нива на напрежение. С увеличаването на търсенето на предаване на мощност на дълги разстояния разработването на ултрависоко напрежение ще се превърне в фокус. Второто е интелигентността на кабелите. Чрез интегриране на сензори и друго оборудване в кабела, може да се постигне мониторинг в реално време на оперативния статус на кабела и предупреждението за неизправности, като по този начин се подобри надеждността на операцията на кабела. Третата е развитието на екологично чисти кабели. С увеличаването на изискванията на хората за опазване на околната среда, изследванията и развитието на ниско замърсяване, рециклируемите кабелни материали ще бъдат бъдеща посока на развитие.
Време за публикация: септември-24-2024