I moderne kraftsystemer spiller højspændingskabler en vigtig rolle. Fra underjordiske strømnet i byer til langdistance transmissionslinjer over bjerge og floder, højspændingskabler sikrer effektiv, stabil og sikker transmission af elektrisk energi. Denne artikel vil undersøge de forskellige teknologier, der er relateret til højspændingskabler, herunder deres struktur, klassificering, fremstillingsproces, ydeevneegenskaber, installation og vedligeholdelse.
1. Basisk struktur af højspændingskabler
Højspændingskabler er hovedsageligt sammensat af ledere, isoleringslag, afskærmningslag og beskyttelseslag.
Lederen er transmissionskanalen for strøm og er normalt lavet af kobber eller aluminium. Kobber har god ledningsevne og duktilitet, mens aluminium er relativt lav i omkostninger og lys i vægt. Disse ledere er generelt i form af multi-strenge snoede ledninger for at øge fleksibiliteten.
Isoleringslaget er en vigtig del af højspændingskablet, der spiller en rolle i at forhindre den aktuelle lækage og isolere lederen fra omverdenen. Almindelige isoleringsmaterialer inkluderer tværbundet polyethylen (XLPE), oliepapir osv. XLPE har fremragende elektriske egenskaber, varmemodstand og mekanisk styrke og er vidt brugt i moderne højspændingskabler.
Afskærmningslaget er opdelt i indre afskærmning og ydre afskærmning. Det indre skjold bruges til at gøre det elektriske feltuniform og forhindre lokal udladning i at skade isoleringslaget; Det ydre skjold kan reducere interferensen af det eksterne elektromagnetiske felt på kablet og også forhindre kablet i at have en elektromagnetisk indflydelse på omverdenen.
Det beskyttende lag beskytter hovedsageligt kablet mod skader efter eksterne faktorer, såsom mekanisk skade, kemisk korrosion og indtrængen af vand. Det er normalt sammensat af metal rustning og ydre kappe. Metalrustningen kan tilvejebringe mekanisk styrke, og den ydre kappe har vandtæt og anti-korrosionsfunktioner.
2. Klassificering af højspændingskabler
I henhold til spændingsniveauet kan højspændingskabler opdeles i mellemspændingskabler (generelt 3-35 kV), højspændingskabler (35-110kV), ultra-højspændingskabler (110-500kV) og ultrahøjt spidsplads (over 500kV). Kabler af forskellige spændingsniveauer er forskellige i strukturel design, isoleringskrav osv.
Set fra isolerende materialer er der også ethylen-propylenkabler ud over XLPE-kablerne og oliepapirkabler, der er nævnt ovenfor. Oliepapirkabler har en lang historie, men på grund af deres høje vedligeholdelsesomkostninger og andre grunde er de gradvist blevet erstattet af XLPE-kabler. Ethylen propylen gummikabel har god fleksibilitet og vejrbestandighed og er velegnet til nogle specielle lejligheder.
3. Fremstillingsproces med højspændingskabel
Fremstilling af højspændingskabel er en kompleks og delikat proces.
Fremstilling af ledere kræver først, at kobber- eller aluminiums råvarer skal strækkes, snoede og andre processer for at sikre lederens dimensionelle nøjagtighed og mekaniske egenskaber. Under vridningsprocessen skal trådene af trådene være tæt arrangeret for at forbedre lederens ledningsevne.
Ekstruderingen af isoleringslaget er et af de vigtigste trin. For XLPE -isoleringslaget ekstruderes XLPE -materialet ved høj temperatur og indpakkes jævnt på lederen. Under ekstruderingsprocessen skal parametre såsom temperatur, tryk og ekstruderingshastighed kontrolleres strengt for at sikre, at isoleringslagets kvalitet og tykkelse ensartethed.
Afskærmningslaget fremstilles normalt ved metaltrådvævning eller metalbåndindpakning. Fremstillingsprocesserne for de indre og ydre skjolde er lidt forskellige, men begge er nødt til at sikre integriteten af afskærmningslaget og god elektrisk forbindelse.
Endelig inkluderer produktionen af det beskyttende lag, der lægger metalpanser og ekstrudering af den ydre kappe. Metalpanseren skal passe tæt på kablet, og ekstruderingen af den ydre kappe skal sikre et glat udseende uden defekter såsom bobler og revner.
4. ydelsesegenskaber for højspændingskabler
Med hensyn til elektrisk ydeevne skal højspændingskabler have høj isoleringsmodstand, lavt dielektrisk tab og god spændingsmodstand. Høj isoleringsmodstand kan effektivt forhindre strømlækage, lavt dielektrisk tab reducerer tabet af elektrisk energi under transmission, og god spændingsmodstand sikrer, at kablet kan fungere sikkert i et højspændingsmiljø.
Med hensyn til mekaniske egenskaber skal kablet have tilstrækkelig trækstyrke, bøjningsradius og påvirkningsmodstand. Under installation og drift kan kablet blive udsat for strækning, bøjning og ekstern kraftpåvirkning. Hvis de mekaniske egenskaber ikke er tilstrækkelige, er det let at forårsage kabelskader.
Termisk præstation er også et vigtigt aspekt. Kablet genererer varme under drift, især når du kører under høj belastning. Derfor skal kablet have god varmemodstand og være i stand til at arbejde normalt inden for et bestemt temperaturområde uden problemer, såsom isolering aldring. XLPE -kabel har relativt god varmemodstand og kan fungere i lang tid ved højere temperaturer.
5. Installation og vedligeholdelse af højspændingskabler
Med hensyn til installation er den første ting at gøre at planlægge stien for at sikre, at kabellægningsvejen er rimelig og sikker. Under lægningsprocessen skal der udvises omhu for at undgå overdreven strækning, bøjning og ekstrudering af kablet. Til langdistance-kabelindlægning bruges udstyr som kabeltransportører normalt til at hjælpe konstruktionen.
Produktionen af kabelforbindelser er et nøglelink i installationsprocessen. Kvaliteten af leddet påvirker direkte kablets drifts pålidelighed. Når man fremstiller led, skal kablet strippes, rengøres, tilsluttes og isoleres. Hvert trin skal udføres strengt i overensstemmelse med processkravene for at sikre, at ledets elektriske og mekaniske egenskaber opfylder kravene.
Vedligeholdelsesarbejde er vigtigt for den langsigtede stabile drift af højspændingskabler. Regelmæssige inspektioner kan straks registrere, om kabelsudseende er beskadiget, eller at kappen er beskadiget. På samme tid kan noget testudstyr også bruges til at teste isoleringsydelsen og delvis udladning af kablet. Hvis der findes problemer, skal de repareres eller udskiftes i tide.
6. Fejl og påvisning af højspændingskabler
Almindelige fiaskoer af højspændingskabler inkluderer isoleringsopdeling, dirigentens afbrydelse og fællesfejl. Isoleringsfordeling kan være forårsaget af isolerings aldring, delvis udladning eller ekstern overspænding. Dirigentens afbrydelse er normalt forårsaget af mekanisk ekstern kraft eller langvarig overbelastning. Fælles fiasko kan være forårsaget af dårlig fælles fremstillingsproces eller alvorlig opvarmning under drift.
For at detektere disse fejl er der mange detektionsmetoder. Delvis udladningsdetektion er en almindeligt anvendt metode. Ved at detektere signalet genereret ved delvis udladning i kablet kan det bestemmes, om der er isoleringsdefekter inde i kablet. Modstandsspændingstesten kan detektere kabelsens modstandsspændingskapacitet og finde potentielle isoleringsproblemer. Derudover kan infrarød termisk billeddannelsesteknologi registrere temperaturfordelingen på overfladen af kablet for at finde ud af, om kablet har problemer, såsom lokal overophedning.
7. Anvendelse og udviklingstrend for højspændingskabler i kraftsystemer
I kraftsystemer bruges højspændingskabler i vid udstrækning i bymæssig strømnetransformation, udgående linjer med store kraftværker, ubådkabeltransmission og andre felter. I bykraftgitter på grund af begrænset plads kan brugen af underjordiske kabler spare plads og forbedre byens skønhed. De udgående linjer med store kraftværker kræver anvendelse af højspændingskabler for at overføre elektricitet til fjerne understationer. Uddannelse af ubådskablet kan realisere tværsø-kraftoverførsel og give stabil strømforsyning til øer og kystområder.
Med den kontinuerlige udvikling af strømteknologi har højspændingskabler også vist nogle udviklingstendenser. Den ene er forskning og udvikling og anvendelse af kabler med højere spændingsniveauer. Med stigningen i efterspørgslen efter langdistance kraftoverførsel vil udviklingen af ultrahøj spændingskabler blive et fokus. Den anden er intelligensen af kabler. Ved at integrere sensorer og andet udstyr i kablet kan man opnå realtid af kablets driftsstatus og fejladvarsel og derved forbedre kablets drifts-pålidelighed. Den tredje er udviklingen af miljøvenlige kabler. Efterhånden som folks krav til miljøbeskyttelse stiger, vil forskningen og udviklingen af lavforurening, genanvendelige kabelmaterialer være en fremtidig udviklingsretning.
Posttid: SEP-24-2024