I moderne kraftsystemer spiller høyspentkabler en viktig rolle. Fra underjordiske strømnett i byer til langdistanse overføringslinjer over fjell og elver, høyspentkabler sørger for effektiv, stabil og sikker overføring av elektrisk energi. Denne artikkelen vil utforske i dybden de ulike teknologiene knyttet til høyspentkabler, inkludert deres struktur, klassifisering, produksjonsprosess, ytelsesegenskaper, installasjon og vedlikehold.
1.Grunnleggende struktur av høyspentkabler
Høyspentkabler er hovedsakelig sammensatt av ledere, isolasjonslag, skjermingslag og beskyttelseslag.
Lederen er overføringskanalen for strøm og er vanligvis laget av kobber eller aluminium. Kobber har god ledningsevne og duktilitet, mens aluminium har relativt lav pris og lav vekt. Disse lederne er vanligvis i form av flertrådssnoede ledninger for å øke fleksibiliteten.
Isolasjonslaget er en sentral del av høyspentkabelen, som spiller en rolle for å forhindre strømlekkasje og isolere lederen fra omverdenen. Vanlige isolasjonsmaterialer inkluderer kryssbundet polyetylen (XLPE), oljepapir osv. XLPE har utmerkede elektriske egenskaper, varmebestandighet og mekanisk styrke, og er mye brukt i moderne høyspentkabler.
Skjermingslaget er delt inn i indre skjerming og ytre skjerming. Det indre skjoldet brukes til å gjøre det elektriske feltet jevnt og forhindre lokal utladning fra å skade isolasjonslaget; den ytre skjermen kan redusere forstyrrelsen av det eksterne elektromagnetiske feltet på kabelen, og også forhindre at kabelen har en elektromagnetisk innvirkning på omverdenen.
Det beskyttende laget beskytter i hovedsak kabelen mot skade fra ytre faktorer som mekanisk skade, kjemisk korrosjon og vanninntrenging. Den er vanligvis sammensatt av metallrustning og ytre kappe. Metallpansringen kan gi mekanisk styrke, og den ytre kappen har vanntette og anti-korrosjonsfunksjoner.
2. Klassifisering av høyspentkabler
I henhold til spenningsnivået kan høyspentkabler deles inn i mellomspentkabler (vanligvis 3-35kV), høyspentkabler (35-110kV), ultrahøyspentkabler (110-500kV) og ultrahøyspentkabler -spenningskabler (over 500kV). Kabler med forskjellige spenningsnivåer er forskjellige i strukturell design, isolasjonskrav, etc.
Fra isolasjonsmaterialets perspektiv, i tillegg til XLPE-kablene og olje-papirkablene nevnt ovenfor, er det også etylen-propylengummikabler. Olje-papirkabler har en lang historie, men på grunn av høye vedlikeholdskostnader og andre årsaker har de gradvis blitt erstattet av XLPE-kabler. Etylen propylen gummikabel har god fleksibilitet og værbestandighet, og passer for noen spesielle anledninger.
3. Produksjonsprosess for høyspentkabel
Produksjonen av høyspentkabel er en kompleks og delikat prosess.
Produksjonen av ledere krever først at kobber- eller aluminiumråmaterialene strekkes, vris og andre prosesser for å sikre dimensjonsnøyaktigheten og mekaniske egenskaper til lederen. Under vridningsprosessen må trådene til trådene være tett anordnet for å forbedre lederens ledningsevne.
Ekstrudering av isolasjonslaget er et av nøkkeltrinnene. For XLPE-isolasjonslaget ekstruderes XLPE-materialet ved høy temperatur og pakkes jevnt på lederen. Under ekstruderingsprosessen må parametere som temperatur, trykk og ekstruderingshastighet kontrolleres strengt for å sikre kvaliteten og tykkelsen av isolasjonslaget.
Skjermingslaget er vanligvis laget av metalltrådveving eller metalltapeinnpakning. Produksjonsprosessene til de indre og ytre skjoldene er litt forskjellige, men begge må sikre integriteten til skjermingslaget og god elektrisk tilkobling.
Til slutt inkluderer produksjonen av det beskyttende laget legging av metallpanser og ekstrudering av den ytre kappen. Metallpansringen skal passe tett på kabelen, og ekstruderingen av den ytre kappen skal sikre et jevnt utseende uten defekter som bobler og sprekker.
4. Ytelseskarakteristikker for høyspentkabler
Når det gjelder elektrisk ytelse, må høyspentkabler ha høy isolasjonsmotstand, lavt dielektrisk tap og god spenningsmotstand. Høy isolasjonsmotstand kan effektivt forhindre strømlekkasje, lavt dielektrisk tap reduserer tap av elektrisk energi under overføring, og god spenningsmotstand sikrer at kabelen kan fungere trygt i et høyspentmiljø.
Når det gjelder mekaniske egenskaper, bør kabelen ha tilstrekkelig strekkfasthet, bøyeradius og slagfasthet. Under installasjon og drift kan kabelen bli utsatt for strekking, bøyning og ytre kraftpåvirkning. Hvis de mekaniske egenskapene er utilstrekkelige, er det lett å forårsake kabelskader.
Termisk ytelse er også et viktig aspekt. Kabelen vil generere varme under drift, spesielt når den kjøres under høy belastning. Derfor må kabelen ha god varmebestandighet og kunne fungere normalt innenfor et visst temperaturområde uten problemer som isolasjonsaldring. XLPE-kabel har relativt god varmebestandighet og kan fungere lenge ved høyere temperaturer.
5. Installasjon og vedlikehold av høyspentkabler
Når det gjelder installasjon, er det første du må gjøre å planlegge veien for å sikre at kabelleggingsveien er rimelig og sikker. Under leggingsprosessen bør man passe på å unngå overdreven strekking, bøying og ekstrudering av kabelen. For langdistansekabellegging brukes vanligvis utstyr som kabeltransportører for å hjelpe byggingen.
Produksjon av kabelskjøter er et sentralt ledd i installasjonsprosessen. Kvaliteten på skjøten påvirker direkte driftssikkerheten til kabelen. Når du lager skjøter, må kabelen strippes, rengjøres, kobles til og isoleres. Hvert trinn må utføres strengt i samsvar med prosesskravene for å sikre at de elektriske og mekaniske egenskapene til skjøten oppfyller kravene.
Vedlikeholdsarbeid er avgjørende for langsiktig stabil drift av høyspentkabler. Regelmessige inspeksjoner kan umiddelbart oppdage om kabelens utseende er skadet eller kappen er skadet. Samtidig kan noe testutstyr også brukes til å teste isolasjonsytelsen og delvis utladning av kabelen. Hvis det oppdages problemer, bør de repareres eller erstattes i tide.
6. Feil og deteksjon av høyspentkabler
Vanlige feil på høyspentkabler inkluderer isolasjonsbrudd, lederfrakobling og skjøtesvikt. Isolasjonsbrudd kan være forårsaket av aldring av isolasjonen, delvis utladning eller ekstern overspenning. Lederfrakobling er vanligvis forårsaket av mekanisk ekstern kraft eller langvarig overbelastning. Fugesvikt kan være forårsaket av dårlig produksjonsprosess eller sterk oppvarming under drift.
For å oppdage disse feilene finnes det mange deteksjonsmetoder. Deteksjon av delvis utladning er en vanlig metode. Ved å detektere signalet som genereres ved delvis utladning i kabelen, kan det fastslås om det er isolasjonsfeil inne i kabelen. Motstandsspenningstesten kan oppdage motstandsspenningskapasiteten til kabelen og finne potensielle isolasjonsproblemer. I tillegg kan infrarød termisk bildeteknologi oppdage temperaturfordelingen på overflaten av kabelen, for å finne ut om kabelen har problemer som lokal overoppheting.
7. Anvendelse og utviklingstrend av høyspentkabler i kraftsystemer
I kraftsystemer er høyspentkabler mye brukt i transformasjon av urbane kraftnett, utgående linjer fra store kraftstasjoner, sjøkabeloverføring og andre felt. I urbane strømnett, på grunn av begrenset plass, kan bruk av underjordiske kabler spare plass og forbedre byens skjønnhet. De utgående linjene til store kraftstasjoner krever bruk av høyspentkabler for å overføre elektrisitet til fjerntliggende nettstasjoner. Sjøkabeloverføring kan realisere kraftoverføring på tvers av sjø og gi stabil strømforsyning til øyer og kystområder.
Med den kontinuerlige utviklingen av kraftteknologi har høyspentkabler også vist noen utviklingstrender. Den ene er forskning og utvikling og anvendelse av kabler med høyere spenningsnivå. Med den økende etterspørselen etter langdistanse kraftoverføring, vil utviklingen av ultrahøyspentkabler bli et fokus. Den andre er intelligensen til kabler. Ved å integrere sensorer og annet utstyr i kabelen, kan sanntidsovervåking av kabelens driftsstatus og feilvarsel oppnås, og dermed forbedre driftssikkerheten til kabelen. Den tredje er utviklingen av miljøvennlige kabler. Etter hvert som folks krav til miljøvern øker, vil forskning og utvikling av lavforurensende, resirkulerbare kabelmaterialer være en fremtidig utviklingsretning.
Innleggstid: 24. september 2024