Dalam sistem daya modern, kabel tegangan tinggi memainkan peran penting. Dari jaringan listrik bawah tanah di kota-kota hingga saluran transmisi jarak jauh melintasi pegunungan dan sungai, kabel tegangan tinggi memastikan transmisi energi listrik yang efisien, stabil dan aman. Artikel ini akan mengeksplorasi secara mendalam berbagai teknologi yang terkait dengan kabel tegangan tinggi, termasuk strukturnya, klasifikasi, proses pembuatan, karakteristik kinerja, pemasangan dan pemeliharaan.
1. Struktur basi kabel tegangan tinggi
Kabel tegangan tinggi terutama terdiri dari konduktor, lapisan isolasi, lapisan pelindung dan lapisan pelindung.
Konduktor adalah saluran transmisi untuk saat ini dan biasanya terbuat dari tembaga atau aluminium. Tembaga memiliki konduktivitas dan daktilitas yang baik, sedangkan aluminium relatif rendah dalam biaya dan ringan. Konduktor ini umumnya dalam bentuk kabel terpelintir multi-untai untuk meningkatkan fleksibilitas.
Lapisan isolasi adalah bagian penting dari kabel tegangan tinggi, yang berperan dalam mencegah kebocoran saat ini dan mengisolasi konduktor dari dunia luar. Bahan isolasi umum termasuk polietilen (XLPE) yang saling terkait, kertas minyak, dll. XLPE memiliki sifat listrik yang sangat baik, ketahanan panas dan kekuatan mekanik, dan banyak digunakan dalam kabel tegangan tinggi modern.
Lapisan pelindung dibagi menjadi pelindung dalam dan pelindung luar. Perisai bagian dalam digunakan untuk membuat seragam medan listrik dan mencegah pelepasan lokal merusak lapisan isolasi; Perisai luar dapat mengurangi gangguan medan elektromagnetik eksternal pada kabel, dan juga mencegah kabel memiliki dampak elektromagnetik pada dunia luar.
Lapisan pelindung terutama melindungi kabel dari kerusakan oleh faktor -faktor eksternal seperti kerusakan mekanis, korosi kimia dan intrusi air. Biasanya terdiri dari baju besi logam dan selubung luar. Armor logam dapat memberikan kekuatan mekanis, dan selubung luar memiliki fungsi tahan air dan anti korosi.
2. Klasifikasi kabel tegangan tinggi
Menurut tingkat tegangan, kabel tegangan tinggi dapat dibagi menjadi kabel tegangan menengah (umumnya 3-35kV), kabel tegangan tinggi (35-110kV), kabel ultra-tinggi (110-500kV) dan kabel ultra-tinggi (di atas 500kV). Kabel dari tingkat tegangan yang berbeda berbeda dalam desain struktural, persyaratan isolasi, dll.
Dari perspektif bahan isolasi, selain kabel XLPE dan kabel kertas minyak yang disebutkan di atas, ada juga kabel karet etilena-propilen. Kabel kertas minyak memiliki sejarah panjang, tetapi karena biaya perawatannya yang tinggi dan alasan lainnya, mereka secara bertahap telah 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 kompleks dan rumit.
Pembuatan konduktor pertama -tama membutuhkan bahan baku tembaga atau aluminium untuk diregangkan, dipelintir dan proses lain untuk memastikan akurasi dimensi dan sifat mekanik konduktor. Selama proses memutar, untaian untaian harus diatur secara ketat untuk meningkatkan konduktivitas konduktor.
Ekstrusi lapisan isolasi adalah salah satu langkah kunci. 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 isolasi.
Lapisan pelindung biasanya dibuat oleh tenun kawat logam atau pembungkus pita logam. Proses pembuatan perisai dalam dan luar sedikit berbeda, tetapi keduanya perlu memastikan integritas lapisan pelindung dan koneksi listrik yang baik.
Akhirnya, produksi lapisan pelindung termasuk peletakan baju besi logam dan ekstrusi selubung luar. Armor logam harus pas pada kabel, dan ekstrusi selubung luar harus memastikan penampilan yang halus tanpa cacat seperti gelembung dan retakan.
4. Karakteristik kinerja kabel tegangan tinggi
Dalam hal kinerja listrik, kabel tegangan tinggi perlu memiliki resistensi isolasi yang tinggi, kehilangan dielektrik rendah dan resistensi tegangan yang baik. Resistensi isolasi yang tinggi dapat secara efektif mencegah kebocoran arus, kehilangan dielektrik rendah mengurangi hilangnya energi listrik selama transmisi, dan resistensi tegangan yang baik memastikan bahwa kabel dapat beroperasi dengan aman di lingkungan tegangan tinggi.
Dalam hal sifat mekanik, kabel harus memiliki kekuatan tarik yang cukup, jari -jari lentur dan ketahanan benturan. Selama pemasangan dan operasi, kabel dapat mengalami peregangan, tekukan dan dampak gaya eksternal. Jika sifat mekaniknya tidak mencukupi, mudah untuk menyebabkan kerusakan kabel.
Kinerja termal juga merupakan aspek penting. Kabel akan menghasilkan panas selama operasi, terutama saat berjalan di bawah beban tinggi. Oleh karena itu, kabel perlu 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 untuk waktu yang 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 bahwa jalur peletakan kabel masuk akal dan aman. Selama proses peletakan, perawatan harus diambil 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 adalah tautan utama dalam proses instalasi. Kualitas sambungan secara langsung mempengaruhi keandalan pengoperasian kabel. Saat membuat sambungan, kabel perlu dilucuti, dibersihkan, terhubung dan terisolasi. 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 operasi stabil jangka panjang dari kabel tegangan tinggi. Inspeksi reguler dapat segera mendeteksi apakah penampilan kabel rusak atau selubung rusak. Pada saat yang sama, beberapa peralatan pengujian juga dapat digunakan untuk menguji kinerja isolasi dan pelepasan sebagian kabel. Jika masalah ditemukan, mereka harus diperbaiki atau diganti dalam waktu.
6. Kegagalan dan deteksi kabel tegangan tinggi
Kegagalan umum kabel tegangan tinggi termasuk kerusakan isolasi, pemutusan konduktor, dan kegagalan sendi. Kerusakan isolasi dapat disebabkan oleh penuaan isolasi, pelepasan parsial, atau tegangan berlebih eksternal. Pemutusan konduktor biasanya disebabkan oleh gaya eksternal mekanis atau kelebihan jangka panjang. Kegagalan gabungan dapat disebabkan oleh proses pembuatan gabungan yang buruk atau pemanasan parah selama operasi.
Untuk mendeteksi kesalahan ini, ada banyak metode deteksi. Deteksi pelepasan parsial adalah metode yang umum digunakan. Dengan mendeteksi sinyal yang dihasilkan oleh pelepasan parsial pada kabel, dapat ditentukan apakah ada cacat isolasi di dalam kabel. Tes tegangan tahan dapat mendeteksi kapasitas tegangan kabel yang tahan dan menemukan masalah isolasi potensial. Selain itu, teknologi pencitraan termal inframerah dapat mendeteksi distribusi suhu pada permukaan kabel, sehingga dapat mengetahui apakah kabel memiliki masalah seperti overheating lokal.
7. Tren Aplikasi dan Pengembangan Kabel tegangan tinggi dalam sistem daya
Dalam sistem daya, kabel tegangan tinggi banyak digunakan dalam transformasi jaringan listrik perkotaan, saluran keluar dari pembangkit listrik besar, transmisi kabel bawah laut dan bidang lainnya. Di jaringan listrik perkotaan, karena ruang yang terbatas, penggunaan kabel bawah tanah dapat menghemat ruang dan meningkatkan keindahan kota. Garis keluar dari pembangkit listrik besar membutuhkan penggunaan kabel tegangan tinggi untuk mentransmisikan listrik ke gardu yang jauh. Transmisi kabel kapal selam dapat mewujudkan transmisi daya lintas laut dan menyediakan catu daya yang stabil untuk pulau-pulau dan daerah pesisir.
Dengan pengembangan teknologi daya yang berkelanjutan, kabel tegangan tinggi juga menunjukkan beberapa tren pengembangan. Salah satunya adalah penelitian dan pengembangan dan penerapan kabel dengan tingkat tegangan yang lebih tinggi. Dengan meningkatnya permintaan untuk transmisi daya 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 waktu nyata dari status operasi kabel dan peringatan kesalahan dapat dicapai, sehingga meningkatkan keandalan operasi kabel. Yang ketiga adalah pengembangan kabel ramah lingkungan. Seiring meningkatnya persyaratan orang untuk perlindungan lingkungan, penelitian dan pengembangan bahan kabel polusi rendah, yang dapat didaur ulang akan menjadi arah pengembangan di masa depan.
Waktu posting: Sep-24-2024