Modern güç sistemlerinde, yüksek voltajlı kablolar hayati bir rol oynar. Şehirlerdeki yeraltı güç ızgaralarından dağlar ve nehirler arasındaki uzun mesafeli iletim hatlarına kadar, yüksek voltajlı kablolar elektrik enerjisinin verimli, kararlı ve güvenli bir şekilde iletilmesini sağlar. Bu makale, yapıları, sınıflandırma, üretim süreçleri, performans özellikleri, kurulum ve bakım dahil olmak üzere yüksek voltajlı kablolarla ilgili çeşitli teknolojileri derinlemesine araştıracaktır.
1. yüksek voltajlı kabloların temel yapısı
Yüksek voltajlı kablolar esas olarak iletkenler, yalıtım katmanları, koruyucu katmanlar ve koruyucu katmanlardan oluşur.
İletken akım için iletim kanalıdır ve genellikle bakır veya alüminyumdan yapılmıştır. Bakır iyi iletkenliğe ve sünekliğe sahiptir, alüminyum ise maliyet ve hafif ağırlık bakımından nispeten düşüktür. Bu iletkenler, esnekliği artırmak için genellikle çok zincirli bükülmüş teller biçimindedir.
Yalıtım tabakası, akım sızıntısını önlemede ve iletkeni dış dünyadan izole etmede rol oynayan yüksek voltajlı kablonun önemli bir parçasıdır. Yaygın yalıtım malzemeleri arasında çapraz bağlı polietilen (XLPE), yağ kağıdı, vb.
Koruma tabakası iç koruma ve dış korumaya ayrılır. İç kalkanı, elektrik alanını düzgün hale getirmek ve lokal deşarjın yalıtım tabakasına zarar vermesini önlemek için kullanılır; Dış kalkan, dış elektromanyetik alanın kablo üzerindeki parazitini azaltabilir ve kablonun dış dünya üzerinde elektromanyetik bir etkiye sahip olmasını önleyebilir.
Koruyucu tabaka esas olarak kabloyu mekanik hasar, kimyasal korozyon ve su saldırısı gibi dış faktörlerin hasarından korur. Genellikle metal zırh ve dış kılıftan oluşur. Metal zırh mekanik mukavemet sağlayabilir ve dış kılıf su geçirmez ve korozyon önleyici fonksiyonlara sahiptir.
2. Yüksek voltajlı kabloların sınıflandırılması
Voltaj seviyesine göre, yüksek voltajlı kablolar orta voltaj kablolarına (genellikle 3-35kV), yüksek voltajlı kablolara (35-110kV), ultra yüksek voltaj kablolarına (110-500kV) bölünebilir. Farklı voltaj seviyelerindeki kablolar yapısal tasarım, yalıtım gereksinimleri vb.
Yalıtım malzemeleri açısından, yukarıda belirtilen XLPE kablolarına ve yağ kağıt kablolarına ek olarak, etilen-propilen kauçuk kablolar da vardır. Yağ kağıt kablolarının uzun bir geçmişi vardır, ancak yüksek bakım maliyetleri ve diğer nedenleri nedeniyle yavaş yavaş XLPE kabloları aldı. Etilen propilen kauçuk kablosu iyi esnekliğe ve hava direncine sahiptir ve bazı özel günler için uygundur.
3. Yüksek voltajlı kablo üretim süreci
Yüksek voltajlı kablo üretimi karmaşık ve hassas bir işlemdir.
İletkenlerin üretimi önce, iletkenin boyutsal doğruluğunu ve mekanik özelliklerini sağlamak için bakır veya alüminyum hammaddelerin gerilmesini, bükülmesini ve diğer işlemleri gerektirir. Bükülme işlemi sırasında, iletkenin iletkenliğini artırmak için ipliklerin iplikçikleri yakından düzenlenmelidir.
Yalıtım tabakasının ekstrüzyonu temel adımlardan biridir. XLPE yalıtım tabakası için, XLPE malzemesi yüksek sıcaklıkta ekstrüde edilir ve iletken üzerine eşit olarak sarılır. Ekstrüzyon işlemi sırasında, yalıtım tabakasının kalitesi ve kalınlık homojenliğini sağlamak için sıcaklık, basınç ve ekstrüzyon hızı gibi parametreler sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir.
Koruma tabakası genellikle metal tel dokuma veya metal bant sarma ile yapılır. İç ve dış kalkanların üretim süreçleri biraz farklıdır, ancak her ikisinin de ekranlama tabakasının bütünlüğünü ve iyi elektrik bağlantısını sağlaması gerekir.
Son olarak, koruyucu tabakanın üretimi, metal zırhın döşenmesini ve dış kılıfın ekstrüzyonunu içerir. Metal zırh kabloya sıkıca sığmalıdır ve dış kılıfın ekstrüzyonu, kabarcıklar ve çatlaklar gibi kusurlar olmadan pürüzsüz bir görünüm sağlamalıdır.
4. Yüksek voltajlı kabloların performans özellikleri
Elektrik performansı açısından, yüksek voltajlı kabloların yüksek yalıtım direncine, düşük dielektrik kaybına ve iyi voltaj direncine sahip olması gerekir. Yüksek yalıtım direnci akım sızıntısını etkili bir şekilde önleyebilir, düşük dielektrik kaybı iletim sırasında elektrik enerjisi kaybını azaltır ve iyi voltaj direnci, kablonun yüksek voltajlı bir ortamda güvenli bir şekilde çalışabilmesini sağlar.
Mekanik özellikler açısından, kablo yeterli gerilme mukavemetine, bükme yarıçapına ve darbe direncine sahip olmalıdır. Kurulum ve çalışma sırasında kablo germe, bükme ve dış kuvvet etkisine tabi tutulabilir. Mekanik özellikler yetersizse, kablo hasarına neden olmak kolaydır.
Termal performans da önemli bir hususdur. Kablo, özellikle yüksek yük altında çalışırken çalışma sırasında ısı üretecektir. Bu nedenle, kablonun iyi ısı direncine sahip olması ve yalıtım yaşlanması gibi problemler olmadan belirli bir sıcaklık aralığında normal çalışabilmesi gerekir. XLPE kablosu nispeten iyi ısı direncine sahiptir ve daha yüksek sıcaklıklarda uzun süre çalışabilir.
5. Yüksek voltajlı kabloların kurulumu ve bakımı
Kurulum açısından, yapılacak ilk şey, kablo döşeme yolunun makul ve güvenli olmasını sağlamak için yolu planlamaktır. Döşeme işlemi sırasında, kablonun aşırı gerilmesini, bükülmesini ve ekstrüzyonunu önlemek için özen gösterilmelidir. Uzun mesafeli kablo döşeme için, kablo konveyörleri gibi ekipmanlar genellikle inşaata yardımcı olmak için kullanılır.
Kablo derzlerinin üretimi, kurulum işleminde önemli bir bağlantıdır. Eklemin kalitesi, kablonun çalışma güvenilirliğini doğrudan etkiler. Eklemler yaparken, kablonun soyulması, temizlenmesi, bağlanması ve yalıtılması gerekir. Eklemin elektrik ve mekanik özelliklerinin gereksinimleri karşıladığından emin olmak için her adımın süreç gereksinimlerine uygun olarak yapılması gerekmektedir.
Bakım çalışması, yüksek voltajlı kabloların uzun süreli kararlı çalışması için gereklidir. Düzenli denetimler, kablo görünümünün hasar görüp hasar görüp hasar görüp hasar görüp hasar görüp görmediğini hemen tespit edebilir. Aynı zamanda, kablonun yalıtım performansını ve kısmi deşarjını test etmek için bazı test ekipmanları da kullanılabilir. Sorunlar bulunursa, zamanında onarılmalı veya değiştirilmelidir.
6. Yüksek voltajlı kabloların arızası ve tespiti
Yüksek voltajlı kabloların yaygın arızaları arasında yalıtım bozulması, iletken bağlantısı ve eklem arızası bulunur. Yalıtım bozulmasına yalıtım yaşlanması, kısmi deşarj veya harici aşırı gerilim neden olabilir. İletken bağlantısı genellikle mekanik dış kuvvet veya uzun süreli aşırı yükten kaynaklanır. Eklem başarısızlığı zayıf ortak üretim işlemi veya çalışma sırasında ciddi ısıtma neden olabilir.
Bu hataları tespit etmek için birçok tespit yöntemi vardır. Kısmi deşarj tespiti yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Kablodaki kısmi deşarjla üretilen sinyali tespit ederek, kablonun içinde yalıtım kusurları olup olmadığı belirlenebilir. Dayanıklı voltaj testi, kablonun dayanıklı voltaj kapasitesini algılayabilir ve potansiyel yalıtım problemlerini bulabilir. Buna ek olarak, kızılötesi termal görüntüleme teknolojisi, kablonun yerel aşırı ısınma gibi sorunları olup olmadığını öğrenmek için kablonun yüzeyindeki sıcaklık dağılımını tespit edebilir.
7. Güç Sistemlerinde Yüksek Voltajlı Kabloların Uygulama ve Geliştirme Eğilimi
Güç sistemlerinde, yüksek voltajlı kablolar kentsel güç ızgarası dönüşümünde, büyük elektrik santrallerinin giden hatlarında, denizaltı kablosu şanzımanında ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Kentsel güç şebekelerinde, sınırlı alan nedeniyle, yeraltı kablolarının kullanımı yerden tasarruf edebilir ve şehrin güzelliğini geliştirebilir. Büyük elektrik santrallerinin giden hatları, elektriği uzak trafo merkezlerine iletmek için yüksek voltajlı kabloların kullanılmasını gerektirir. Denizaltı kablosu şanzımanı denizler arası güç iletimini gerçekleştirebilir ve adalar ve kıyı alanları için istikrarlı güç kaynağı sağlayabilir.
Güç teknolojisinin sürekli gelişimi ile yüksek voltajlı kablolar da bazı geliştirme eğilimleri göstermiştir. Birincisi, daha yüksek voltaj seviyelerine sahip kabloların araştırılması ve geliştirilmesi ve uygulanmasıdır. Uzun mesafeli güç iletimine olan talebin artmasıyla, ultra yüksek voltaj kablolarının geliştirilmesi bir odak noktası haline gelecektir. İkincisi kabloların zekasıdır. Sensörleri ve diğer ekipmanları kabloya entegre ederek, kablonun çalışma durumunun ve arıza uyarısının gerçek zamanlı izlenmesi sağlanabilir, böylece kablonun çalışma güvenilirliğini artırabilir. Üçüncüsü çevre dostu kabloların geliştirilmesidir. İnsanların çevre koruma için gereksinimleri arttıkça, düşük kirlenmenin araştırılması ve geliştirilmesi, geri dönüştürülebilir kablo malzemeleri gelecekteki bir geliştirme yönü olacaktır.
Post-zaman: Eylül-24-2024