In modernen Stromversorgungssystemen spielen Hochspannungskabel eine wichtige Rolle. Von unterirdischen Stromnetzern in Städten bis hin zu Fernübertragungsleitungen über Berge und Flüsse sorgen Hochspannungskabel effizient, stabil und sicher über die elektrische Energie. In diesem Artikel werden die verschiedenen Technologien im Zusammenhang mit Hochspannungskabeln, einschließlich ihrer Struktur, Klassifizierung, Herstellungsprozess, Leistungseigenschaften, Installation und Wartung, eingehend untersucht.
1.Basische Struktur von Hochspannungskabeln
Hochspannungskabel bestehen hauptsächlich aus Leitern, Isolationsschichten, Abschirmschichten und Schutzschichten.
Der Leiter ist der Übertragungskanal für Strom und besteht normalerweise aus Kupfer oder Aluminium. Kupfer hat eine gute Leitfähigkeit und Duktilität, während Aluminium relativ niedrig günstig und leicht an Gewicht ist. Diese Leiter befinden sich im Allgemeinen in Form von Multi-Strang-verdrehten Drähten, um die Flexibilität zu erhöhen.
Die Isolationsschicht ist ein wesentlicher Bestandteil des Hochspannungskabels, das eine Rolle bei der Verhinderung von Stromleckagen und Isolierung des Leiters aus der Außenwelt spielt. Zu den gängigen Isoliermaterialien gehören vernetztes Polyethylen (XLPE), Ölpapier usw. XLPE hat hervorragende elektrische Eigenschaften, Wärmebeständigkeit und mechanische Festigkeit und wird in modernen Hochspannungskabeln häufig verwendet.
Die Abschirmungsschicht ist in innere Abschirm- und Außenschirmtätigkeit unterteilt. Der innere Schild wird verwendet, um das elektrische Feld gleichmäßig zu machen und zu verhindern, dass die lokale Entladung die Isolationsschicht beschädigt. Der äußere Schild kann die Interferenz des externen elektromagnetischen Feldes am Kabel verringern und das Kabel auch auf die Außenwelt elektromagnetisch beeinflussen.
Die Schutzschicht schützt das Kabel hauptsächlich vor Schäden durch externe Faktoren wie mechanische Schäden, chemische Korrosion und Wassereindrückung. Es besteht normalerweise aus Metallpanzerung und äußerer Hülle. Die Metallpanzerung kann mechanische Festigkeit liefern, und die äußere Hülle hat wasserdichte und Antikorrosionsfunktionen.
2. Klassifizierung von Hochspannungskabeln
Nach dem Spannungsniveau können Hochspannungskabel in mittelspannende Kabel (im Allgemeinen 3-35 kV), Hochspannungskabel (35-110 KV), ultra-hohe Spannungskabel (110-500KV) und ultra-hohe Spannungskabel (oberhalb 500KV) unterteilt werden. Kabel unterschiedliche Spannungsniveaus unterscheiden sich in der Strukturdesign, den Isolationsanforderungen usw.
Aus der Sicht der Isoliermaterialien gibt es zusätzlich zu den oben genannten XLPE-Kabeln und Ölpapierkabeln auch Ethylen-Propylen-Gummi-Kabel. Ölpapierkabel haben eine lange Geschichte, aber aufgrund ihrer hohen Wartungskosten und anderer Gründe wurden sie allmählich durch XLPE-Kabel ersetzt. Das Ethylen -Propylenkabelkabel hat eine gute Flexibilität und Wetterbeständigkeit und ist für einige besondere Anlässe geeignet.
3. Herstellungsprozess des Hochspannungskabels
Die Herstellung von Hochspannungskabel ist ein komplexer und empfindlicher Prozess.
Die Herstellung von Leitern erfordert zunächst die Kupfer- oder Aluminiumrohstoffe, um die dimensionalen Genauigkeit und die mechanischen Eigenschaften des Leiters zu gewährleisten, verdrehte und andere Prozesse. Während des Verdrehungsprozesses müssen die Stränge der Stränge eng angeordnet sein, um die Leitfähigkeit des Leiters zu verbessern.
Die Extrusion der Isolationsschicht ist einer der wichtigsten Schritte. Für die XLPE -Isolationsschicht ist das XLPE -Material bei hoher Temperatur extrudiert und gleichmäßig auf den Leiter eingewickelt. Während des Extrusionsprozesses müssen Parameter wie Temperatur, Druck und Extrusionsgeschwindigkeit streng gesteuert werden, um die Qualität und Dicke der Gleichmäßigkeit der Isolationsschicht zu gewährleisten.
Die Abschirmschicht wird normalerweise durch Metalldrahtweben oder Metallbandverpackung hergestellt. Die Herstellungsprozesse der inneren und äußeren Schilde sind etwas unterschiedlich, beide müssen jedoch die Integrität der Abschirmschicht und einen guten elektrischen Anschluss sicherstellen.
Schließlich umfasst die Produktion der Schutzschicht das Verlegen der Metallpanzerung und die Extrusion der Außenhülle. Die Metallpanzerung sollte fest in das Kabel passen, und die Extrusion der Außenhülle sollte ein glattes Erscheinungsbild ohne Mängel wie Blasen und Risse sicherstellen.
4. Leistungsmerkmale von Hochspannungskabeln
In Bezug auf die elektrische Leistung müssen Hochspannungskabel einen hohen Isolationsbeständigkeit, einen niedrigen dielektrischen Verlust und einen guten Spannungswiderstand aufweisen. Ein hoher Isolationswiderstand kann effektiv vorliegendes Leckagen verhindern, niedriger dielektrischer Verlust reduziert den Verlust der elektrischen Energie während der Übertragung, und der gute Spannungswiderstand sorgt dafür, dass das Kabel in einer Hochspannungsumgebung sicher funktionieren kann.
In Bezug auf die mechanischen Eigenschaften sollte das Kabel eine ausreichende Zugfestigkeit, Biegeradius und Aufprallwiderstand aufweisen. Während der Installation und des Betriebs kann das Kabel dehnbar, biegen und externer Kraftaufträge ausgesetzt sein. Wenn die mechanischen Eigenschaften nicht ausreichend sind, ist es einfach, Kabelschäden zu verursachen.
Die thermische Leistung ist ebenfalls ein wichtiger Aspekt. Das Kabel erzeugt Wärme während des Betriebs, insbesondere wenn sie unter hoher Last laufen. Daher muss das Kabel einen guten Wärmewiderstand aufweisen und in der Lage sein, ohne Probleme wie Isolationalterung normalerweise innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs zu arbeiten. Das XLPE -Kabel hat einen relativ guten Wärmewiderstand und kann bei höheren Temperaturen für lange Zeit arbeiten.
5. Installation und Wartung von Hochspannungskabeln
In Bezug auf die Installation ist das erste, was Sie tun müssen, um den Pfad zu planen, um sicherzustellen, dass der Kabellegelungsweg angemessen und sicher ist. Während des Legvorgangs sollte darauf geachtet werden, dass übermäßige Dehnung, Biegung und Extrusion des Kabels vermieden werden. Für die Legierung von Fernkabel werden Geräte wie Kabelförderer normalerweise zur Unterstützung der Bauarbeiten verwendet.
Die Produktion von Kabelverbindungen ist eine wichtige Verbindung im Installationsprozess. Die Qualität der Verbindung wirkt sich direkt auf die Betriebszuverlässigkeit des Kabels aus. Bei der Herstellung von Verbindungen muss das Kabel abgezogen, gereinigt, verbunden und isoliert werden. Jeder Schritt muss streng gemäß den Prozessanforderungen durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die elektrischen und mechanischen Eigenschaften der Gelenk die Anforderungen entsprechen.
Die Wartungsarbeiten sind für den langfristigen stabilen Betrieb von Hochspannungskabeln unerlässlich. Regelmäßige Inspektionen können unverzüglich feststellen, ob das Erscheinungsbild des Kabels beschädigt oder die Hülle beschädigt ist. Gleichzeitig können einige Testgeräte auch verwendet werden, um die Isolationsleistung und die teilweise Entladung des Kabels zu testen. Wenn Probleme gefunden werden, sollten sie rechtzeitig repariert oder ersetzt werden.
6. Ausfall und Erkennung von Hochspannungskabeln
Zu den häufigen Ausfällen von Hochspannungskabeln gehören die Abbau von Isolierungen, die Trennung von Leitern und das Versagen des Gelenks. Der Abbau der Isolierung kann durch Isolationalterung, teilweise Entladung oder äußere Überspannung verursacht werden. Die Leiter-Trennung wird normalerweise durch mechanische externe Kraft oder langfristige Überlastung verursacht. Gelenkversagen kann durch einen schlechten Verbindungsherstellungsprozess oder eine schwere Erwärmung während des Betriebs verursacht werden.
Um diese Fehler zu erkennen, gibt es viele Erkennungsmethoden. Die partielle Entladungserkennung ist eine häufig verwendete Methode. Durch Erfassen des durch teilweise Entladung im Kabel erzeugten Signal kann festgelegt werden, ob sich Isolationsfehler im Kabel befinden. Der Standspannungstest kann die Standspannungskapazität des Kabels erfassen und potenzielle Isolierungsprobleme ermitteln. Darüber hinaus kann die Infrarot -Wärmelegentechnologie die Temperaturverteilung auf der Oberfläche des Kabels erkennen, um herauszufinden, ob das Kabel Probleme wie lokale Überhitzung aufweist.
7. Anwendungs- und Entwicklungstrend von Hochspannungskabeln in Stromversorgungssystemen
In Stromversorgungssystemen werden Hochspannungskabel bei der Transformation von Stadtrat Grid, ausgehenden Linien großer Kraftstationen, U-Boot-Kabelübertragung und anderen Feldern häufig eingesetzt. In städtischen Stromnetzern kann die Nutzung von unterirdischen Kabeln aufgrund begrenzter Platz Platz sparen und die Schönheit der Stadt verbessern. Die ausgehenden Linien großer Kraftstationen erfordern die Verwendung von Hochspannungskabeln, um Strom an entfernte Umspannwerke zu übertragen. Die U-Boot-Kabelübertragung kann die Cross-Sea-Stromübertragung realisieren und eine stabile Stromversorgung für Inseln und Küstengebiete bereitstellen.
Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Energietechnologie haben Hochspannungskabel auch einige Entwicklungstrends gezeigt. Eine davon ist die Forschung und Entwicklung und Anwendung von Kabeln mit höheren Spannungsniveaus. Angesichts der Anstieg der Nachfrage nach Übertragung von Fernstöcken wird die Entwicklung von ultrahoch-hohen Spannungskabeln zum Fokus. Die zweite ist die Intelligenz von Kabeln. Durch die Integration von Sensoren und anderen Geräten in das Kabel kann die Echtzeitüberwachung des Betriebsstatus und der Fehlerwarnung des Kabels erreicht werden, wodurch die Betriebszuverlässigkeit des Kabels verbessert wird. Der dritte ist die Entwicklung umweltfreundlicher Kabel. Wenn die Anforderungen der Menschen an den Umweltschutz zunehmen, werden recycelbare Kabelmaterialien die Forschung und Entwicklung von geringer Befragung eine zukünftige Entwicklungsrichtung sein.
Postzeit: Sep-24-2024