I moderna kraftsystem spelar högspänningskablar en viktig roll. Från underjordiska elnät i städer till långdistansöverföringslinjer över berg och floder, med hög spänningskablar säkerställer effektiva, stabila och säker överföring av elektrisk energi. Den här artikeln kommer att undersöka djup de olika teknologierna relaterade till högspänningskablar, inklusive deras struktur, klassificering, tillverkningsprocess, prestandaegenskaper, installation och underhåll.
1.Basisk struktur för högspänningskablar
Högspänningskablar består huvudsakligen av ledare, isoleringsskikt, skyddsskikt och skyddande lager.
Ledaren är transmissionskanalen för ström och är vanligtvis tillverkad av koppar eller aluminium. Koppar har god konduktivitet och duktilitet, medan aluminium är relativt låg i kostnad och ljus i vikt. Dessa ledare är i allmänhet i form av flersträngade tvinnade ledningar för att öka flexibiliteten.
Isoleringsskiktet är en viktig del av högspänningskabeln, som spelar en roll för att förhindra aktuell läckage och isolera ledaren från omvärlden. Vanliga isoleringsmaterial inkluderar tvärbundet polyeten (XLPE), oljepapper, etc. XLPE har utmärkta elektriska egenskaper, värmebeständighet och mekanisk styrka och används ofta i moderna högspänningskablar.
Skyddsskiktet är uppdelat i inre skärmning och yttre skärmning. Den inre skölden används för att göra det elektriska fältet enhetligt och förhindra att lokal utsläpp skadar isoleringsskiktet; Den yttre skölden kan minska störningen av det yttre elektromagnetiska fältet på kabeln och också förhindra att kabeln har en elektromagnetisk inverkan på omvärlden.
Det skyddande skiktet skyddar huvudsakligen kabeln från skador med yttre faktorer såsom mekanisk skada, kemisk korrosion och vattenintrång. Det består vanligtvis av metall rustning och yttre mantel. Metall rustningen kan ge mekanisk styrka, och den yttre manteln har vattentäta och antikorrosionsfunktioner.
2. Klassificering av högspänningskablar
Enligt spänningsnivån kan högspänningskablar delas upp i medelspänningskablar (vanligtvis 3-35kV), högspänningskablar (35-110 kV), kablar med ultrahöga spänningar (110-500kV) och ultrahögspolar (över 500 kV). Kablar med olika spänningsnivåer skiljer sig åt i strukturell design, isoleringskrav etc.
Från isoleringsmaterialets perspektiv, förutom XLPE-kablar och oljepapperablar som nämns ovan, finns det också etylenpropylengummikablar. Oljepapperkablar har en lång historia, men på grund av deras höga underhållskostnader och andra skäl har de gradvis ersatts av XLPE-kablar. Etylenpropylengummikabel har god flexibilitet och väderbeständighet och är lämplig för vissa speciella tillfällen.
3. Tillverkningsprocess med högspänningskabel
Tillverkningen av högspänningskabel är en komplex och delikat process.
Tillverkningen av ledare kräver först att koppar- eller aluminium råvaror sträckas, tvinnas och andra processer för att säkerställa dimensionell noggrannhet och mekaniska egenskaper hos ledaren. Under vridningsprocessen måste strängarna i strängarna ordnas nära för att förbättra ledarens konduktivitet.
Extrudering av isoleringsskiktet är ett av de viktigaste stegen. För XLPE -isoleringsskiktet extruderas XLPE -materialet vid hög temperatur och jämnt lindas på ledaren. Under extruderingsprocessen måste parametrar såsom temperatur, tryck och extruderingshastighet strikt kontrolleras för att säkerställa isoleringsskiktets kvalitet och tjocklek.
Skyddsskiktet tillverkas vanligtvis genom metalltrådvävning eller metallband. Tillverkningsprocesserna för de inre och yttre sköldarna är något olika, men båda måste säkerställa integriteten i skärmskiktet och god elektrisk anslutning.
Slutligen inkluderar produktionen av det skyddande skiktet läggning av metall rustning och extrudering av den yttre manteln. Metall rustningen ska passa tätt på kabeln, och extrudering av den yttre manteln bör säkerställa ett smidigt utseende utan defekter som bubblor och sprickor.
4. Prestandaegenskaper för högspänningskablar
När det gäller elektrisk prestanda måste högspänningskablar ha hög isoleringsmotstånd, låg dielektrisk förlust och god spänningsmotstånd. Hög isoleringsmotstånd kan effektivt förhindra aktuellt läckage, låg dielektrisk förlust minskar förlusten av elektrisk energi under överföringen, och god spänningsmotstånd säkerställer att kabeln kan fungera säkert i en högspänningsmiljö.
När det gäller mekaniska egenskaper bör kabeln ha tillräcklig draghållfasthet, böjningsradie och slagmotstånd. Under installation och drift kan kabeln utsättas för stretching, böjning och yttre kraftpåverkan. Om de mekaniska egenskaperna är otillräckliga är det lätt att orsaka kabelskador.
Termisk prestanda är också en viktig aspekt. Kabeln genererar värme under drift, särskilt när den körs under hög belastning. Därför måste kabeln ha god värmemotstånd och kunna arbeta normalt inom ett visst temperaturområde utan problem som isoleringsåldring. XLPE -kabeln har relativt god värmemotstånd och kan arbeta under lång tid vid högre temperaturer.
5. Installation och underhåll av högspänningskablar
När det gäller installation är det första man ska göra att planera vägen för att säkerställa att kabelens läggningsväg är rimlig och säker. Under läggningsprocessen bör man se till att undvika överdriven sträckning, böjning och extrudering av kabeln. För långa kabellagning används utrustning som kabeltransportörer vanligtvis för att hjälpa konstruktionen.
Produktionen av kabelfogar är en nyckellänk i installationsprocessen. Kvaliteten på fogen påverkar direkt kabelns drift tillförlitlighet. När man gör leder måste kabeln strippas, rengöras, anslutas och isoleras. Varje steg måste genomföras strikt i enlighet med processkraven för att säkerställa att de elektriska och mekaniska egenskaperna hos fogen uppfyller kraven.
Underhållsarbete är viktigt för den långsiktiga stabila driften av högspänningskablar. Regelbundna inspektioner kan snabbt upptäcka om kabelutseendet är skadat eller manteln skadas. Samtidigt kan en del testutrustning också användas för att testa isoleringsprestanda och partiell urladdning av kabeln. Om problem hittas bör de repareras eller bytas ut i tid.
6. Fel och upptäckt av högspänningskablar
Vanliga fel i högspänningskablar inkluderar isolering av isolering, ledare avkoppling och ledfel. Nedbrytning av isolering kan orsakas av isoleringsåldring, partiell urladdning eller extern överspänning. Konduktörskoppling orsakas vanligtvis av mekanisk extern kraft eller långvarig överbelastning. Gemensamt fel kan orsakas av dålig ledningsprocess eller svår uppvärmning under drift.
För att upptäcka dessa fel finns det många detekteringsmetoder. Partiell urladdningsdetektering är en vanligt använt metod. Genom att detektera signalen som genereras genom partiell urladdning i kabeln kan det bestämmas om det finns isoleringsdefekter inuti kabeln. Fastställets spänningstest kan upptäcka kabelns motståndspänningskapacitet och hitta potentiella isoleringsproblem. Dessutom kan infraröd termisk avbildningsteknologi upptäcka temperaturfördelningen på kabelns yta för att ta reda på om kabeln har problem som lokal överhettning.
7. Tillämpning och utvecklingstrend för högspänningskablar i kraftsystem
I kraftsystem används högspänningskablar i stor utsträckning i transformation av urban elnät, utgående linjer med stora kraftstationer, ubåtkabelöverföring och andra fält. På stadens kraftnät, på grund av begränsat utrymme, kan användningen av underjordiska kablar spara utrymme och förbättra stadens skönhet. De utgående linjerna med stora kraftstationer kräver användning av högspänningskablar för att överföra el till avlägsna transformatorstationer. Ubåtkabelöverföring kan realisera överföring av hav och ge stabil strömförsörjning för öar och kustområden.
Med den kontinuerliga utvecklingen av kraftteknologi har högspänningskablar också visat vissa utvecklingstrender. Den ena är forskning och utveckling och applicering av kablar med högre spänningsnivåer. Med ökningen i efterfrågan på långdistansöverföring kommer utvecklingen av ultralöga spänningskablar att bli ett fokus. Den andra är kablarnas intelligens. Genom att integrera sensorer och annan utrustning i kabeln kan realtidsövervakning av kabelns driftsstatus och felvarning uppnås, vilket förbättrar kabelns drifts tillförlitlighet. Den tredje är utvecklingen av miljövänliga kablar. När människors krav för miljöskydd ökar, forskning och utveckling av lågföroreningar, kommer återvinningsbara kabelmaterial att vara en framtida utvecklingsriktning.
Inläggstid: september-24-2024