In moderne energiesystemen spelen hoogspanningskabels een cruciale rol. Van ondergrondse elektrische roosters in steden tot langeafstandslijnen over bergen en rivieren, hoogspanningskabels zorgen voor een efficiënte, stabiele en veilige transmissie van elektrische energie. Dit artikel onderzoekt diepgaand de verschillende technologieën met betrekking tot hoogspanningskabels, inclusief hun structuur, classificatie, productieproces, prestatiekenmerken, installatie en onderhoud.
1. Basische structuur van hoogspanningskabels
Hoogspanningskabels zijn voornamelijk samengesteld uit geleiders, isolatielagen, afschermingslagen en beschermende lagen.
De geleider is het transmissiekanaal voor stroom en is meestal gemaakt van koper of aluminium. Koper heeft een goede geleidbaarheid en ductiliteit, terwijl aluminium relatief weinig kosten en licht in gewicht heeft. Deze geleiders hebben zich over het algemeen in de vorm van multi-strengs gedraaide draden om de flexibiliteit te vergroten.
De isolatielaag is een belangrijk onderdeel van de hoogspanningskabel, die een rol speelt bij het voorkomen van huidige lekkage en het isoleren van de geleider van de buitenwereld. Gemeenschappelijke isolatiematerialen omvatten verknoopt polyethyleen (XLPE), oliepapier, enz. XLPE heeft uitstekende elektrische eigenschappen, hittebestendigheid en mechanische sterkte en wordt veel gebruikt in moderne hoogspanningskabels.
De afschermingslaag is verdeeld in het binnenscherm en buitenafscherming. Het binnenscherm wordt gebruikt om het elektrische veld uniform te maken en te voorkomen dat lokale ontlading de isolatielaag beschadigt; Het buitenste schild kan de interferentie van het externe elektromagnetische veld op de kabel verminderen en ook voorkomen dat de kabel een elektromagnetische impact op de buitenwereld heeft.
De beschermende laag beschermt voornamelijk de kabel tegen schade door externe factoren zoals mechanische schade, chemische corrosie en waterinbreuk. Het bestaat meestal uit metalen pantser en buitenste omhulsel. Het metalen pantser kan mechanische sterkte bieden en de buitenste omhulling heeft waterdichte en anti-corrosie-functies.
2. Classificatie van kabels met hoogspanningskabels
Volgens het spanningsniveau kunnen hoogspanningskabels worden onderverdeeld in medium-spanningskabels (in het algemeen 3-35 kV), hoogspanningskabels (35-110 kV), ultrahoogspanningskabels (110-500kV) en ultrahoge-spanningskabels (boven 500 kV). Kabels van verschillende spanningsniveaus verschillen in structureel ontwerp, isolatievereisten, enz.
Vanuit het perspectief van isolerende materialen, naast de XLPE-kabels en hierboven genoemde oliepapierkabels, zijn er ook ethyleen-propyleenrubberkabels. Oliepapierkabels hebben een lange geschiedenis, maar vanwege hun hoge onderhoudskosten en andere redenen zijn ze geleidelijk vervangen door XLPE-kabels. Ethyleenpropyleenrubberkabel heeft een goede flexibiliteit en weerweerstand en is geschikt voor enkele speciale gelegenheden.
3. Productieproces van een hoogspanningskabel
De productie van hoogspanningskabel is een complex en delicaat proces.
De productie van geleiders vereist eerst dat de koper- of aluminium grondstoffen worden uitgerekt, gedraaid en andere processen om de dimensionale nauwkeurigheid en mechanische eigenschappen van de geleider te waarborgen. Tijdens het draaiende proces moeten de strengen van de strengen nauw worden geregeld om de geleidbaarheid van de geleider te verbeteren.
De extrusie van de isolatielaag is een van de belangrijkste stappen. Voor de XLPE -isolatielaag wordt het XLPE -materiaal op hoge temperatuur geëxtrudeerd en gelijkmatig op de geleider gewikkeld. Tijdens het extrusieproces moeten parameters zoals temperatuur, druk en extrusiesnelheid strikt worden geregeld om de kwaliteit en dikte -uniformiteit van de isolatielaag te waarborgen.
De afschermingslaag wordt meestal gemaakt door metalen weven of metalen tape -inpakken. De productieprocessen van de binnen- en buitenafschilden zijn enigszins anders, maar beide moeten de integriteit van de afschermingslaag en een goede elektrische verbinding waarborgen.
Ten slotte omvat de productie van de beschermende laag het leggen van het metalen pantser en de extrusie van de buitenste schede. Het metalen pantser moet strak op de kabel passen en de extrusie van de buitenste omhulling moet zorgen voor een glad uiterlijk zonder defecten zoals bubbels en scheuren.
4. Prestatiekenmerken van kabels met hoogspanningskabels
In termen van elektrische prestaties moeten hoge spanningskabels een hoge isolatieweerstand, laag diëlektrisch verlies en goede spanningsweerstand hebben. Hoge isolatieweerstand kan de stroomlekkage effectief voorkomen, laag diëlektrisch verlies vermindert het verlies van elektrische energie tijdens de transmissie en goede spanningsweerstand zorgt ervoor dat de kabel veilig kan werken in een hoogspanningsomgeving.
In termen van mechanische eigenschappen moet de kabel voldoende treksterkte, buigradius en impactweerstand hebben. Tijdens de installatie en werking kan de kabel worden onderworpen aan rek-, buig- en externe krachteffecten. Als de mechanische eigenschappen onvoldoende zijn, is het gemakkelijk om kabelschade te veroorzaken.
Thermische prestaties zijn ook een belangrijk aspect. De kabel genereert warmte tijdens het gebruik, vooral wanneer ze onder hoge belasting worden uitgevoerd. Daarom moet de kabel een goede hittebestendigheid hebben en normaal kunnen werken binnen een bepaald temperatuurbereik zonder problemen zoals isolatie veroudering. XLPE -kabel heeft een relatief goede hittebestendigheid en kan lange tijd werken bij hogere temperaturen.
5. Installatie en onderhoud van hoogspanningskabels
Wat de installatie betreft, is het eerste wat je moet doen om het pad te plannen om ervoor te zorgen dat het laadpad van de kabel redelijk en veilig is. Tijdens het oplegproces moet worden gezorgd om overmatig uitrekken, buigen en extrusie van de kabel te voorkomen. Voor het leggen van kabels op lange afstand worden apparatuur zoals kabeltransportoren meestal gebruikt om de bouw te helpen.
De productie van kabelverbindingen is een belangrijke link in het installatieproces. De kwaliteit van het gewricht heeft direct invloed op de bedrijfsbetrouwbaarheid van de kabel. Bij het maken van gewrichten moet de kabel worden gestript, gereinigd, verbonden en geïsoleerd. Elke stap moet strikt worden uitgevoerd in overeenstemming met de procesvereisten om ervoor te zorgen dat de elektrische en mechanische eigenschappen van het gewricht voldoen aan de vereisten.
Onderhoudswerkzaamheden zijn essentieel voor de langdurige stabiele werking van hoogspanningskabels. Regelmatige inspecties kunnen onmiddellijk detecteren of het kabeluit uiterlijk beschadigd is of de schede is beschadigd. Tegelijkertijd kunnen sommige testapparatuur ook worden gebruikt om de isolatieprestaties en gedeeltelijke afvoer van de kabel te testen. Als er problemen worden gevonden, moeten ze op tijd worden gerepareerd of vervangen.
6. Falen en detectie van hoogspanningskabels
Gemeenschappelijke storingen van hoogspanningskabels zijn onder meer isolatieafbraak, geleidersloping en gewrichtsfalen. Isolatie -afbraak kan worden veroorzaakt door isolatie -veroudering, gedeeltelijke ontlading of externe overspanning. Geleider ontkoppeling wordt meestal veroorzaakt door mechanische externe kracht of overbelasting op lange termijn. Gezamenlijk falen kan worden veroorzaakt door een slecht productieproces of ernstige verwarming tijdens het bedrijf.
Om deze fouten te detecteren, zijn er veel detectiemethoden. Gedeeltelijke ontladingsdetectie is een veelgebruikte methode. Door het signaal te detecteren dat wordt gegenereerd door gedeeltelijke ontlading in de kabel, kan worden bepaald of er isolatiedefecten in de kabel zijn. De standaard spanningstest kan de standaard spanningscapaciteit van de kabel detecteren en potentiële isolatieproblemen vinden. Bovendien kan infrarood thermische beeldvormingstechnologie de temperatuurverdeling op het oppervlak van de kabel detecteren, om erachter te komen of de kabel problemen heeft zoals lokaal oververhitting.
7. Applicatie- en ontwikkelingstrend van hoogspanningskabels in stroomsystemen
In vermogenssystemen worden hoogspanningskabels veel gebruikt in de transformatie van de stedelijke vermogensnet, uitgaande lijnen van grote stroomstations, onderzeeërkabeltransmissie en andere velden. In stedelijke elektriciteitsnetten, vanwege beperkte ruimte, kan het gebruik van ondergrondse kabels ruimte besparen en de schoonheid van de stad verbeteren. De uitgaande lijnen van grote elektriciteitscentrales vereisen het gebruik van hoogspanningskabels om elektriciteit naar verre onderstations te verzenden. Onderzeeërkabeltransmissie kan de transmissie van de cross-zeen realiseren en een stabiele voeding bieden voor eilanden en kustgebieden.
Met de continue ontwikkeling van machtstechnologie hebben hoogspanningskabels ook enkele ontwikkelingstrends aangetoond. Een daarvan is het onderzoek en de ontwikkeling en toepassing van kabels met hogere spanningsniveaus. Met de toename van de vraag naar stroomoverdracht op lange afstand, zal de ontwikkeling van ultrahoge spanningskabels een focus worden. De tweede is de intelligentie van kabels. Door sensoren en andere apparatuur in de kabel te integreren, kan realtime bewaking van de bedrijfsstatus en foutwaarschuwing van de kabel worden bereikt, waardoor de bedrijfsbetrouwbaarheid van de kabel wordt verbeterd. De derde is de ontwikkeling van milieuvriendelijke kabels. Naarmate de vereisten van mensen voor de toename van het milieubescherming, het onderzoek en de ontwikkeling van lage vervuiling, zal recyclebare kabelmaterialen een toekomstige ontwikkelingsrichting zijn.
Posttijd: sep-24-2024