Dalam sistem tenaga modern, kabel tegangan tinggi memainkan peran penting. Dari jaringan listrik bawah tanah di kota-kota hingga jalur transmisi jarak jauh melintasi pegunungan dan sungai, kabel tegangan tinggi memastikan transmisi energi listrik yang efisien, stabil, dan aman. Artikel ini akan membahas secara mendalam berbagai teknologi yang terkait dengan kabel tegangan tinggi, termasuk struktur, klasifikasi, proses pembuatan, karakteristik kinerja, pemasangan dan pemeliharaan.
1.Struktur dasar kabel tegangan tinggi
Kabel tegangan tinggi terutama terdiri dari konduktor, lapisan isolasi, lapisan pelindung dan lapisan pelindung.
Konduktor adalah saluran transmisi arus dan biasanya terbuat dari tembaga atau aluminium. Tembaga memiliki konduktivitas dan keuletan yang baik, sedangkan aluminium memiliki biaya yang relatif rendah dan bobot yang ringan. Konduktor ini umumnya berbentuk kabel pilin multi-untai untuk meningkatkan fleksibilitas.
Lapisan insulasi merupakan bagian penting pada kabel tegangan tinggi yang berperan dalam mencegah kebocoran arus dan mengisolasi penghantar dari dunia luar. Bahan isolasi yang umum termasuk polietilen ikatan silang (XLPE), kertas minyak, dll. XLPE memiliki sifat listrik yang sangat baik, tahan panas dan kekuatan mekanik, dan banyak digunakan pada kabel tegangan tinggi modern.
Lapisan pelindung dibagi menjadi pelindung dalam dan pelindung luar. Pelindung bagian dalam digunakan untuk membuat medan listrik seragam dan mencegah pelepasan lokal merusak lapisan insulasi; pelindung luar dapat mengurangi interferensi medan elektromagnetik eksternal pada kabel, dan juga mencegah kabel terkena dampak elektromagnetik terhadap dunia luar.
Lapisan pelindung terutama melindungi kabel dari kerusakan akibat faktor eksternal seperti kerusakan mekanis, korosi kimia, dan intrusi air. Biasanya terdiri dari pelindung logam dan selubung luar. Pelindung logam dapat memberikan kekuatan mekanis, dan selubung luarnya memiliki fungsi tahan air dan anti korosi.
2. Klasifikasi kabel tegangan tinggi
Menurut level tegangannya, kabel tegangan tinggi dapat dibagi menjadi kabel tegangan menengah (umumnya 3-35kV), kabel tegangan tinggi (35-110kV), kabel tegangan ultra tinggi (110-500kV) dan kabel tegangan ultra tinggi. -kabel tegangan (di atas 500kV). Kabel dengan level tegangan berbeda berbeda dalam desain struktural, persyaratan isolasi, dll.
Dari segi bahan isolasi, selain kabel XLPE dan kabel kertas minyak yang disebutkan di atas, juga terdapat kabel karet etilen-propilena. Kabel kertas minyak memiliki sejarah yang panjang, namun karena biaya perawatannya yang tinggi dan alasan lainnya, kabel tersebut secara bertahap digantikan oleh kabel XLPE. Kabel karet etilen propilena memiliki fleksibilitas dan ketahanan cuaca yang baik, dan cocok untuk beberapa acara khusus.
3. Proses pembuatan kabel tegangan tinggi
Pembuatan kabel tegangan tinggi adalah proses yang rumit dan rumit.
Pembuatan konduktor terlebih dahulu memerlukan bahan baku tembaga atau aluminium untuk diregangkan, dipelintir, dan proses lainnya untuk memastikan keakuratan dimensi dan sifat mekanik konduktor. Selama proses puntiran, untaian untaian harus disusun rapat untuk meningkatkan konduktivitas konduktor.
Ekstrusi lapisan insulasi adalah salah satu langkah penting. Untuk lapisan isolasi XLPE, bahan XLPE diekstrusi pada suhu tinggi dan dibungkus secara merata pada konduktor. Selama proses ekstrusi, parameter seperti suhu, tekanan dan kecepatan ekstrusi harus dikontrol secara ketat untuk memastikan kualitas dan keseragaman ketebalan lapisan insulasi.
Lapisan pelindung biasanya dibuat dengan tenunan kawat logam atau pembungkus pita logam. Proses pembuatan pelindung dalam dan luar sedikit berbeda, namun keduanya perlu memastikan integritas lapisan pelindung dan sambungan listrik yang baik.
Terakhir, produksi lapisan pelindung meliputi peletakan pelindung logam dan ekstrusi selubung luar. Pelindung logam harus terpasang erat pada kabel, dan ekstrusi selubung luar harus memastikan tampilan halus tanpa cacat seperti gelembung dan retakan.
4. Karakteristik kinerja kabel tegangan tinggi
Dalam hal kinerja kelistrikan, kabel tegangan tinggi harus memiliki resistansi isolasi yang tinggi, kehilangan dielektrik yang rendah, dan resistansi tegangan yang baik. Resistensi isolasi yang tinggi dapat secara efektif mencegah kebocoran arus, kehilangan dielektrik yang rendah mengurangi hilangnya energi listrik selama transmisi, dan resistansi tegangan yang baik memastikan kabel dapat beroperasi dengan aman di lingkungan bertegangan tinggi.
Dari segi sifat mekanik, kabel harus memiliki kekuatan tarik, radius tekuk, dan ketahanan benturan yang cukup. Selama pemasangan dan pengoperasian, kabel mungkin mengalami peregangan, tekukan, dan benturan gaya eksternal. Jika sifat mekaniknya tidak mencukupi, kabel akan mudah rusak.
Kinerja termal juga merupakan aspek penting. Kabel akan menghasilkan panas selama pengoperasian, terutama saat dijalankan dengan beban tinggi. Oleh karena itu, kabel harus memiliki ketahanan panas yang baik dan dapat bekerja secara normal dalam kisaran suhu tertentu tanpa masalah seperti penuaan isolasi. Kabel XLPE memiliki ketahanan panas yang relatif baik dan dapat beroperasi dalam waktu lama pada suhu yang lebih tinggi.
5. Pemasangan dan pemeliharaan kabel tegangan tinggi
Dalam hal pemasangan, hal pertama yang harus dilakukan adalah merencanakan jalur untuk memastikan jalur peletakan kabel masuk akal dan aman. Selama proses peletakan, kehati-hatian harus diberikan untuk menghindari peregangan, pembengkokan, dan ekstrusi kabel yang berlebihan. Untuk peletakan kabel jarak jauh, peralatan seperti konveyor kabel biasanya digunakan untuk membantu konstruksi.
Produksi sambungan kabel merupakan penghubung utama dalam proses pemasangan. Kualitas sambungan secara langsung mempengaruhi keandalan pengoperasian kabel. Saat membuat sambungan, kabel perlu dikupas, dibersihkan, disambungkan dan diisolasi. Setiap langkah perlu dilakukan secara ketat sesuai dengan persyaratan proses untuk memastikan bahwa sifat listrik dan mekanik sambungan memenuhi persyaratan.
Pekerjaan pemeliharaan sangat penting untuk pengoperasian kabel tegangan tinggi yang stabil dalam jangka panjang. Pemeriksaan rutin dapat segera mendeteksi apakah tampilan kabel rusak atau selubungnya rusak. Pada saat yang sama, beberapa peralatan pengujian juga dapat digunakan untuk menguji kinerja insulasi dan pelepasan sebagian kabel. Jika ditemukan masalah, masalah tersebut harus diperbaiki atau diganti tepat waktu.
6. Kegagalan dan deteksi kabel tegangan tinggi
Kegagalan umum pada kabel tegangan tinggi termasuk kerusakan isolasi, pemutusan konduktor, dan kegagalan sambungan. Kerusakan isolasi mungkin disebabkan oleh penuaan isolasi, pelepasan sebagian, atau tegangan berlebih eksternal. Pemutusan konduktor biasanya disebabkan oleh gaya eksternal mekanis atau beban berlebih dalam jangka panjang. Kegagalan sambungan mungkin disebabkan oleh proses pembuatan sambungan yang buruk atau pemanasan yang parah selama pengoperasian.
Untuk mendeteksi kesalahan ini, ada banyak metode deteksi. Deteksi pelepasan sebagian adalah metode yang umum digunakan. Dengan mendeteksi sinyal yang dihasilkan oleh peluahan sebagian pada kabel, maka dapat diketahui apakah terdapat cacat isolasi pada bagian dalam kabel. Uji tegangan ketahanan dapat mendeteksi kapasitas tegangan ketahanan kabel dan menemukan potensi masalah isolasi. Selain itu, teknologi pencitraan termal inframerah dapat mendeteksi distribusi suhu pada permukaan kabel, sehingga dapat mengetahui apakah kabel mengalami masalah seperti panas berlebih lokal.
7. Tren penerapan dan perkembangan kabel tegangan tinggi dalam sistem tenaga listrik
Dalam sistem tenaga listrik, kabel tegangan tinggi banyak digunakan dalam transformasi jaringan listrik perkotaan, jalur keluar pembangkit listrik besar, transmisi kabel bawah laut dan bidang lainnya. Pada jaringan listrik perkotaan, karena keterbatasan ruang, penggunaan kabel bawah tanah dapat menghemat ruang dan meningkatkan keindahan kota. Jalur keluar pembangkit listrik besar memerlukan penggunaan kabel tegangan tinggi untuk menyalurkan listrik ke gardu induk yang jauh. Transmisi kabel bawah laut dapat mewujudkan transmisi listrik lintas laut dan menyediakan pasokan listrik yang stabil untuk pulau-pulau dan wilayah pesisir.
Dengan terus berkembangnya teknologi ketenagalistrikan, kabel tegangan tinggi juga menunjukkan beberapa tren perkembangan. Salah satunya adalah penelitian dan pengembangan serta penerapan kabel dengan level tegangan lebih tinggi. Dengan meningkatnya permintaan transmisi listrik jarak jauh, pengembangan kabel tegangan ultra tinggi akan menjadi fokus. Yang kedua adalah kecerdasan kabel. Dengan mengintegrasikan sensor dan peralatan lain ke dalam kabel, pemantauan status pengoperasian kabel dan peringatan kesalahan secara real-time dapat dicapai, sehingga meningkatkan keandalan pengoperasian kabel. Ketiga, pengembangan kabel ramah lingkungan. Seiring dengan meningkatnya kebutuhan masyarakat akan perlindungan lingkungan, penelitian dan pengembangan bahan kabel yang rendah polusi dan dapat didaur ulang akan menjadi arah pengembangan di masa depan.
Waktu posting: 24 Sep-2024