Í nútíma raforkukerfum gegna háspennukaplar mikilvægu hlutverki. Frá raforkunetum neðanjarðar í borgum til langlínuleiða yfir fjöll og ár, háspennustrengir tryggja skilvirka, stöðuga og örugga flutning raforku. Þessi grein mun kanna ítarlega hina ýmsu tækni sem tengist háspennustrengjum, þar á meðal uppbyggingu þeirra, flokkun, framleiðsluferli, frammistöðueiginleika, uppsetningu og viðhald.
1.Grunnuppbygging háspennustrengja
Háspennustrengir eru aðallega samsettir úr leiðara, einangrunarlögum, hlífðarlögum og hlífðarlögum.
Leiðari er flutningsrás fyrir straum og er venjulega úr kopar eða áli. Kopar hefur góða leiðni og sveigjanleika, en ál er tiltölulega lágt í kostnaði og létt í þyngd. Þessir leiðarar eru almennt í formi margþráða snúinna víra til að auka sveigjanleika.
Einangrunarlagið er lykilhluti háspennustrengsins sem gegnir hlutverki í að koma í veg fyrir straumleka og einangra leiðarann frá umheiminum. Algeng einangrunarefni eru þverbundið pólýetýlen (XLPE), olíupappír osfrv. XLPE hefur framúrskarandi rafmagnseiginleika, hitaþol og vélrænan styrk og er mikið notað í nútíma háspennukaplum.
Hlífðarlagið skiptist í innri hlíf og ytri hlíf. Innri skjöldurinn er notaður til að gera rafsviðið einsleitt og koma í veg fyrir að staðbundin losun skemmi einangrunarlagið; ytri skjöldurinn getur dregið úr truflunum á ytra rafsegulsviðinu á kapalnum og einnig komið í veg fyrir að kapalinn hafi rafseguláhrif á umheiminn.
Hlífðarlagið verndar aðallega kapalinn gegn skemmdum af ytri þáttum eins og vélrænni skemmdum, efnatæringu og átroðningi vatns. Það er venjulega samsett úr málmbrynju og ytri slíðri. Málmbrynjan getur veitt vélrænan styrk og ytri slíðurinn hefur vatnsheldur og ryðvarnaraðgerðir.
2. Flokkun háspennustrengja
Samkvæmt spennustigi má skipta háspennustrengjum í meðalspennukapla (almennt 3-35kV), háspennukapla (35-110kV), ofurháspennukapla (110-500kV) og ofurháa kapla. -spennustrengir (yfir 500kV). Kaplar með mismunandi spennustig eru mismunandi hvað varðar burðarvirki, kröfur um einangrun osfrv.
Frá sjónarhóli einangrunarefna, til viðbótar við XLPE snúrur og olíupappírssnúrur sem nefnd eru hér að ofan, eru einnig etýlen-própýlen gúmmí snúrur. Olíupappírsstrengir eiga sér langa sögu, en vegna mikils viðhaldskostnaðar og annarra ástæðna hafa þeir smám saman verið skipt út fyrir XLPE kapla. Etýlen própýlen gúmmí snúru hefur góðan sveigjanleika og veðurþol, og hentar fyrir sum sérstök tækifæri.
3. Framleiðsluferli háspennu snúru
Framleiðsla á háspennustreng er flókið og viðkvæmt ferli.
Framleiðsla leiðara krefst fyrst þess að kopar eða álhráefni séu teygð, snúin og önnur ferli til að tryggja víddarnákvæmni og vélrænni eiginleika leiðarans. Meðan á snúningsferlinu stendur verður að raða þráðum þræðanna vel til að bæta leiðni leiðarans.
Útpressun einangrunarlagsins er eitt af lykilskrefunum. Fyrir XLPE einangrunarlagið er XLPE efnið pressað við háan hita og jafnt vafinn á leiðarann. Meðan á útpressunarferlinu stendur verður að hafa strangt eftirlit með breytum eins og hitastigi, þrýstingi og útpressunarhraða til að tryggja gæði og þykkt einsleitni einangrunarlagsins.
Hlífðarlagið er venjulega gert með málmvírvefningu eða málmböndum. Framleiðsluferlar innri og ytri hlífa eru örlítið mismunandi, en báðir þurfa að tryggja heilleika hlífðarlagsins og góða raftengingu.
Að lokum, framleiðsla hlífðarlagsins felur í sér lagningu málmbrynju og útpressun á ytri slíðri. Málmbrynjan ætti að passa þétt á kapalinn og útdráttur ytri slíðrunnar ætti að tryggja slétt útlit án galla eins og loftbólur og sprungna.
4. Frammistöðueiginleikar háspennustrengja
Hvað varðar rafafköst, þurfa háspennukaplar að hafa mikla einangrunarviðnám, lítið rafmagnstap og góða spennuþol. Mikil einangrunarviðnám getur í raun komið í veg fyrir straumleka, lítið raforkutap dregur úr tapi á raforku við sendingu og góð spennuviðnám tryggir að kapallinn geti starfað á öruggan hátt í háspennuumhverfi.
Hvað varðar vélræna eiginleika ætti kapallinn að hafa nægan togstyrk, beygjuradíus og höggþol. Við uppsetningu og notkun getur snúran orðið fyrir teygju, beygingu og utanaðkomandi álagi. Ef vélrænni eiginleikar eru ófullnægjandi er auðvelt að valda kapalskemmdum.
Hitaafköst eru einnig mikilvægur þáttur. Kapallinn mun mynda hita meðan á notkun stendur, sérstaklega þegar hann keyrir undir miklu álagi. Þess vegna þarf kapallinn að hafa góða hitaþol og geta virkað eðlilega innan ákveðins hitastigs án vandamála eins og öldrun einangrunar. XLPE snúru hefur tiltölulega góða hitaþol og getur starfað í langan tíma við hærra hitastig.
5. Uppsetning og viðhald háspennustrengja
Hvað varðar uppsetningu er það fyrsta sem þarf að gera að skipuleggja leiðina til að tryggja að lagningarleiðin sé sanngjarn og örugg. Á meðan á lagningu stendur skal gæta þess að forðast of miklar teygjur, beygjur og útpressun á kapalnum. Til að leggja kapal í langa fjarlægð er búnaður eins og kapalfæribönd venjulega notaður til að aðstoða við smíði.
Framleiðsla á kapalsamskeytum er lykilhlekkur í uppsetningarferlinu. Gæði samskeytisins hafa bein áhrif á rekstraráreiðanleika kapalsins. Við samskeyti þarf að fjarlægja kapalinn, þrífa hann, tengja hann og einangra. Hvert skref þarf að fara fram nákvæmlega í samræmi við ferlikröfurnar til að tryggja að rafmagns- og vélrænni eiginleikar samskeytisins uppfylli kröfurnar.
Viðhaldsvinna er nauðsynleg fyrir stöðugan langtímarekstur háspennustrengja. Reglulegar skoðanir geta tafarlaust greint hvort útlit kapalsins er skemmt eða slíðurinn er skemmdur. Á sama tíma er einnig hægt að nota sum prófunarbúnað til að prófa einangrunarafköst og losun að hluta kapalsins. Ef vandamál finnast ætti að gera við þau eða skipta um þau tímanlega.
6. Bilun og uppgötvun háspennustrengja
Algengar bilanir í háspennustrengjum eru meðal annars bilun í einangrun, rof á leiðara og bilun í liðum. Bilun í einangrun getur stafað af öldrun einangrunar, losun að hluta eða ytri ofspennu. Aftenging leiðara er venjulega af völdum vélræns utanaðkomandi krafts eða langvarandi ofhleðslu. Liðabilun getur stafað af lélegu framleiðsluferli í liðum eða mikilli upphitun meðan á notkun stendur.
Til að greina þessar bilanir eru margar greiningaraðferðir til. Uppgötvun að hluta er algeng aðferð. Með því að greina merkið sem myndast við hluta afhleðslu í kapalnum er hægt að ákvarða hvort einangrunargalla sé inni í kapalnum. Þola spennuprófið getur greint þolspennugetu kapalsins og fundið hugsanleg einangrunarvandamál. Að auki getur innrauð varmamyndatækni greint hitadreifingu á yfirborði kapalsins til að komast að því hvort kapalinn eigi við vandamál að stríða eins og staðbundna ofhitnun.
7.Umsókn og þróunarþróun háspennustrengja í raforkukerfum
Í raforkukerfum eru háspennustrengir mikið notaðir við umbreytingu raforkukerfis í þéttbýli, útleiðarlínur stórra raforkuvera, flutning sæstrengs og á öðrum sviðum. Í rafmagnsnetum í þéttbýli, vegna takmarkaðs pláss, getur notkun jarðstrengja sparað pláss og bætt fegurð borgarinnar. Útleiðarlínur stórra rafstöðva krefjast notkunar háspennustrengja til að flytja rafmagn til fjarlægra tengivirkja. Sending sæstrengs getur gert sér grein fyrir raforkuflutningi yfir sjó og veitt stöðuga aflgjafa fyrir eyjar og strandsvæði.
Með stöðugri þróun raforkutækni hafa háspennustrengir einnig sýnt nokkra þróunarþróun. Eitt er rannsóknir og þróun og beiting strengja með hærri spennu. Með aukinni eftirspurn eftir langdrægum raforkuflutningi mun þróun ofurháspennustrengja verða í brennidepli. Annað er greind kapla. Með því að samþætta skynjara og annan búnað í kapalinn er hægt að ná rauntíma eftirliti með rekstrarstöðu kapalsins og bilunarviðvörun og bæta þannig rekstraráreiðanleika kapalsins. Sú þriðja er þróun umhverfisvænna strengja. Eftir því sem kröfur fólks um umhverfisvernd aukast, mun rannsóknir og þróun á lágmengun, endurvinnanlegu kapalefni verða framtíðarþróunarstefna.
Birtingartími: 24. september 2024