Dalam sistem kuasa moden, kabel voltan tinggi memainkan peranan penting. Daripada grid kuasa bawah tanah di bandar kepada talian penghantaran jarak jauh merentasi gunung dan sungai, kabel voltan tinggi memastikan penghantaran tenaga elektrik yang cekap, stabil dan selamat. Artikel ini akan meneroka secara mendalam pelbagai teknologi yang berkaitan dengan kabel voltan tinggi, termasuk struktur, klasifikasi, proses pembuatan, ciri prestasi, pemasangan dan penyelenggaraan.
1. Struktur asas kabel voltan tinggi
Kabel voltan tinggi terutamanya terdiri daripada konduktor, lapisan penebat, lapisan perisai dan lapisan pelindung.
Konduktor adalah saluran penghantaran untuk arus dan biasanya diperbuat daripada tembaga atau aluminium. Tembaga mempunyai kekonduksian dan kemuluran yang baik, manakala aluminium agak rendah dalam kos dan ringan. Konduktor ini biasanya dalam bentuk wayar berpintal berbilang untuk meningkatkan kelenturan.
Lapisan penebat adalah bahagian penting kabel voltan tinggi, yang memainkan peranan dalam mencegah kebocoran arus dan mengasingkan konduktor dari dunia luar. Bahan penebat biasa termasuk polietilena berpaut silang (XLPE), kertas minyak, dll. XLPE mempunyai sifat elektrik yang sangat baik, rintangan haba dan kekuatan mekanikal, dan digunakan secara meluas dalam kabel voltan tinggi moden.
Lapisan perisai dibahagikan kepada perisai dalam dan perisai luar. Perisai dalam digunakan untuk membuat medan elektrik seragam dan menghalang pelepasan tempatan daripada merosakkan lapisan penebat; perisai luar boleh mengurangkan gangguan medan elektromagnet luaran pada kabel, dan juga menghalang kabel daripada mempunyai kesan elektromagnet pada dunia luar.
Lapisan pelindung terutamanya melindungi kabel daripada kerosakan oleh faktor luaran seperti kerosakan mekanikal, kakisan kimia dan pencerobohan air. Ia biasanya terdiri daripada perisai logam dan sarung luar. Perisai logam boleh memberikan kekuatan mekanikal, dan sarung luar mempunyai fungsi kalis air dan anti-karat.
2. Klasifikasi kabel voltan tinggi
Mengikut tahap voltan, kabel voltan tinggi boleh dibahagikan kepada kabel voltan sederhana (biasanya 3-35kV), kabel voltan tinggi (35-110kV), kabel voltan ultra tinggi (110-500kV) dan kabel ultra tinggi -kabel voltan (melebihi 500kV). Kabel tahap voltan berbeza berbeza dalam reka bentuk struktur, keperluan penebat, dsb.
Dari perspektif bahan penebat, sebagai tambahan kepada kabel XLPE dan kabel kertas minyak yang disebutkan di atas, terdapat juga kabel getah etilena-propilena. Kabel kertas minyak mempunyai sejarah yang panjang, tetapi disebabkan kos penyelenggaraan yang tinggi dan sebab-sebab lain, kabel tersebut telah digantikan secara beransur-ansur oleh kabel XLPE. Kabel getah etilena propilena mempunyai fleksibiliti yang baik dan rintangan cuaca, dan sesuai untuk beberapa majlis khas.
3. Proses pembuatan kabel voltan tinggi
Pengilangan kabel voltan tinggi adalah proses yang rumit dan rumit.
Pembuatan konduktor terlebih dahulu memerlukan bahan mentah tembaga atau aluminium untuk diregangkan, dipintal dan proses lain untuk memastikan ketepatan dimensi dan sifat mekanikal konduktor. Semasa proses memutar, helai helai mesti disusun rapat untuk meningkatkan kekonduksian konduktor.
Penyemperitan lapisan penebat adalah salah satu langkah utama. Untuk lapisan penebat XLPE, bahan XLPE disemperit pada suhu tinggi dan dibalut sama rata pada konduktor. Semasa proses penyemperitan, parameter seperti suhu, tekanan dan kelajuan penyemperitan mesti dikawal ketat untuk memastikan kualiti dan keseragaman ketebalan lapisan penebat.
Lapisan pelindung biasanya dibuat dengan tenunan dawai logam atau pembalut pita logam. Proses pembuatan perisai dalam dan luar sedikit berbeza, tetapi kedua-duanya perlu memastikan integriti lapisan perisai dan sambungan elektrik yang baik.
Akhir sekali, penghasilan lapisan pelindung termasuk peletakan perisai logam dan penyemperitan sarung luar. Perisai logam harus sesuai dengan ketat pada kabel, dan penyemperitan sarung luar harus memastikan penampilan yang lancar tanpa cacat seperti buih dan retakan.
4. Ciri prestasi kabel voltan tinggi
Dari segi prestasi elektrik, kabel voltan tinggi perlu mempunyai rintangan penebat yang tinggi, kehilangan dielektrik yang rendah dan rintangan voltan yang baik. Rintangan penebat yang tinggi boleh menghalang kebocoran arus dengan berkesan, kehilangan dielektrik yang rendah mengurangkan kehilangan tenaga elektrik semasa penghantaran, dan rintangan voltan yang baik memastikan kabel boleh beroperasi dengan selamat dalam persekitaran voltan tinggi.
Dari segi sifat mekanikal, kabel harus mempunyai kekuatan tegangan yang mencukupi, jejari lentur dan rintangan hentaman. Semasa pemasangan dan operasi, kabel mungkin tertakluk kepada regangan, lenturan dan impak daya luaran. Jika sifat mekanikal tidak mencukupi, ia mudah menyebabkan kerosakan kabel.
Prestasi terma juga merupakan aspek penting. Kabel akan menjana haba semasa operasi, terutamanya apabila berjalan di bawah beban tinggi. Oleh itu, kabel perlu mempunyai rintangan haba yang baik dan boleh berfungsi secara normal dalam julat suhu tertentu tanpa masalah seperti penuaan penebat. Kabel XLPE mempunyai rintangan haba yang agak baik dan boleh beroperasi untuk masa yang lama pada suhu yang lebih tinggi.
5. Pemasangan dan penyelenggaraan kabel voltan tinggi
Dari segi pemasangan, perkara pertama yang perlu dilakukan ialah merancang laluan untuk memastikan laluan pemasangan kabel adalah munasabah dan selamat. Semasa proses meletakkan, penjagaan harus diambil untuk mengelakkan regangan, lenturan dan penyemperitan kabel yang berlebihan. Untuk pemasangan kabel jarak jauh, peralatan seperti penghantar kabel biasanya digunakan untuk membantu pembinaan.
Pengeluaran sambungan kabel adalah pautan utama dalam proses pemasangan. Kualiti sambungan secara langsung mempengaruhi kebolehpercayaan operasi kabel. Apabila membuat sambungan, kabel perlu dilucutkan, dibersihkan, disambungkan dan ditebat. Setiap langkah perlu dijalankan dengan ketat mengikut keperluan proses untuk memastikan sifat elektrik dan mekanikal sendi memenuhi keperluan.
Kerja penyelenggaraan adalah penting untuk operasi stabil jangka panjang kabel voltan tinggi. Pemeriksaan biasa boleh mengesan dengan segera sama ada penampilan kabel rosak atau sarungnya rosak. Pada masa yang sama, beberapa peralatan ujian juga boleh digunakan untuk menguji prestasi penebat dan pelepasan separa kabel. Jika masalah ditemui, ia harus dibaiki atau diganti dalam masa.
6. Kegagalan dan pengesanan kabel voltan tinggi
Kegagalan biasa kabel voltan tinggi termasuk kerosakan penebat, pemotongan konduktor dan kegagalan sambungan. Kerosakan penebat mungkin disebabkan oleh penuaan penebat, nyahcas separa atau lebihan voltan luaran. Pemutus sambungan konduktor biasanya disebabkan oleh daya luaran mekanikal atau beban lampau jangka panjang. Kegagalan sendi mungkin disebabkan oleh proses pembuatan sendi yang lemah atau pemanasan yang teruk semasa operasi.
Untuk mengesan kerosakan ini, terdapat banyak kaedah pengesanan. Pengesanan nyahcas separa adalah kaedah yang biasa digunakan. Dengan mengesan isyarat yang dihasilkan oleh nyahcas separa dalam kabel, ia boleh ditentukan sama ada terdapat kecacatan penebat di dalam kabel. Ujian voltan tahan boleh mengesan kapasiti voltan tahan kabel dan mencari masalah penebat yang berpotensi. Di samping itu, teknologi pengimejan terma inframerah boleh mengesan taburan suhu pada permukaan kabel, untuk mengetahui sama ada kabel mempunyai masalah seperti terlalu panas setempat.
7.Aplikasi dan trend pembangunan kabel voltan tinggi dalam sistem kuasa
Dalam sistem kuasa, kabel voltan tinggi digunakan secara meluas dalam transformasi grid kuasa bandar, talian keluar stesen janakuasa besar, penghantaran kabel dasar laut dan medan lain. Dalam grid kuasa bandar, disebabkan ruang yang terhad, penggunaan kabel bawah tanah dapat menjimatkan ruang dan menambah baik keindahan bandar. Talian keluar stesen janakuasa besar memerlukan penggunaan kabel voltan tinggi untuk menghantar elektrik ke pencawang yang jauh. Penghantaran kabel dasar laut boleh merealisasikan penghantaran kuasa rentas laut dan menyediakan bekalan kuasa yang stabil untuk pulau-pulau dan kawasan pantai.
Dengan pembangunan berterusan teknologi kuasa, kabel voltan tinggi juga telah menunjukkan beberapa trend pembangunan. Satu ialah penyelidikan dan pembangunan serta penggunaan kabel dengan tahap voltan yang lebih tinggi. Dengan peningkatan dalam permintaan untuk penghantaran kuasa jarak jauh, pembangunan kabel voltan ultra tinggi akan menjadi tumpuan. Yang kedua ialah kecerdasan kabel. Dengan menyepadukan penderia dan peralatan lain ke dalam kabel, pemantauan masa nyata status operasi kabel dan amaran kerosakan boleh dicapai, dengan itu meningkatkan kebolehpercayaan operasi kabel. Yang ketiga ialah pembangunan kabel mesra alam. Memandangkan keperluan rakyat untuk perlindungan alam sekitar meningkat, penyelidikan dan pembangunan bahan kabel boleh dikitar semula dengan pencemaran rendah akan menjadi hala tuju pembangunan masa hadapan.
Masa siaran: Sep-24-2024