An modernen Energiesystemer spillen Héichspannungskabelen eng wichteg Roll. Vun ënnerierdesche Stroumnetzer a Stied bis zu Fernleitungen iwwer Bierger a Flëss garantéieren Héichspannungskabelen eng effizient, stabil a sécher Iwwerdroung vun elektrescher Energie. Dësen Artikel wäert déi verschidden Technologien am Zesummenhang mat Héichspannungskabelen am Detail ënnersichen, dorënner hir Struktur, Klassifikatioun, Fabrikatiounsprozess, Leistungseigenschaften, Installatioun an Ënnerhalt.
1. Grondlagestruktur vun Héichspannungskabelen
Héichspannungskabele bestinn haaptsächlech aus Leeder, Isolatiounsschichten, Abschirmungsschichten a Schutzschichten.
De Leeder ass den Iwwerdroungskanal fir de Stroum a besteet normalerweis aus Koffer oder Aluminium. Koffer huet eng gutt Konduktivitéit an Dehnbarkeet, während Aluminium relativ bëlleg a liicht am Gewiicht ass. Dës Leeder si meeschtens a Form vu méistrangegen, verdréete Drot fir d'Flexibilitéit ze erhéijen.
D'Isolatiounsschicht ass e wichtegen Deel vum Héichspannungskabel, deen eng Roll spillt fir Stroumleckage ze vermeiden an de Leeder vun der Äussewelt ze isoléieren. Zu den heefegsten Isolatiounsmaterialien gehéieren vernetzte Polyethylen (XLPE), Uelegpabeier, etc. XLPE huet exzellent elektresch Eegeschaften, Hëtztbeständegkeet a mechanesch Stäerkt a gëtt wäit verbreet a modernen Héichspannungskabele benotzt.
D'Schirmschicht ass an eng bannenzeg an eng baussenzeg Schirmschicht opgedeelt. Déi bannenzeg Schirmschicht gëtt benotzt fir dat elektrescht Feld gläichméisseg ze maachen an ze verhënneren, datt lokal Entladung d'Isolatiounsschicht beschiedegt; déi baussenzeg Schirmschicht kann d'Interferenz vum externen elektromagnetesche Feld um Kabel reduzéieren an och verhënneren, datt de Kabel en elektromagneteschen Impakt op d'Äussewelt huet.
Déi Schutzschicht schützt de Kabel haaptsächlech viru Schied duerch extern Faktoren wéi mechanesche Schued, chemesch Korrosioun a Waasserandrängung. Si besteet normalerweis aus enger Metallpanzerung an enger äusserer Mantel. D'Metallpanzerung kann mechanesch Stäerkt ubidden, an déi äusser Mantel huet waasserdicht an antikorrosiounsfäeg Funktiounen.
2. Klassifikatioun vun Héichspannungskabelen
Jee no Spannungsniveau kënnen Héichspannungskabelen a Mëttelspannungskabelen (normalerweis 3-35kV), Héichspannungskabelen (35-110kV), Ultrahéichspannungskabelen (110-500kV) an Ultrahéichspannungskabelen (iwwer 500kV) opgedeelt ginn. Kabelen mat verschiddene Spannungsniveauen ënnerscheede sech a punkto Strukturdesign, Isolatiounsufuerderungen, etc.
Aus der Perspektiv vun den Isolatiounsmaterialien gëtt et nieft den uewe genannten XLPE-Kabelen an Uelegpabeier-Kabelen och Ethylen-Propylen-Kautschuk-Kabelen. Uelegpabeier-Kabelen hunn eng laang Geschicht, awer wéinst hiren héijen Ënnerhaltskäschten an anere Grënn goufen se lues a lues duerch XLPE-Kabelen ersat. Ethylen-Propylen-Kautschuk-Kabelen hunn eng gutt Flexibilitéit a Wiederbeständegkeet a si fir speziell Occasiounen gëeegent.
3. Fabrikatiounsprozess vun Héichspannungskabel
D'Produktioun vun Héichspannungskabel ass e komplexen a delikate Prozess.
D'Hierstellung vu Leiter erfuerdert als éischt datt d'Rohmaterialien aus Koffer oder Aluminium gestreckt, gedréit an aner Prozesser duerchgefouert ginn, fir d'Dimensiounsgenauegkeet an d'mechanesch Eegeschafte vum Leiter ze garantéieren. Wärend dem Dréiprozess mussen d'Strécke vun de Strécke enk zesummegeluecht ginn, fir d'Leetfäegkeet vum Leiter ze verbesseren.
D'Extrusioun vun der Isolatiounsschicht ass ee vun de Schlësselschrëtt. Fir d'XLPE-Isolatiounsschicht gëtt d'XLPE-Material bei héijer Temperatur extrudéiert an gläichméisseg um Leeder gewéckelt. Wärend dem Extrusiounsprozess mussen Parameter wéi Temperatur, Drock an Extrusiounsgeschwindegkeet streng kontrolléiert ginn, fir d'Qualitéit an d'Dickeuniformitéit vun der Isolatiounsschicht ze garantéieren.
D'Schirmschicht gëtt normalerweis duerch Metalldrotwebung oder Metallbandwécklung hiergestallt. D'Fabrikatiounsprozesser vum banneschten an äusseren Schëld sinn e bëssen ënnerschiddlech, awer béid mussen d'Integritéit vun der Schirmschicht an eng gutt elektresch Verbindung garantéieren.
Schlussendlech ëmfaasst d'Produktioun vun der Schutzschicht d'Verleeë vun der Metallpanzerung an d'Extrusioun vun der baussenzeger Mantel. D'Metallpanzerung soll enk um Kabel passen, an d'Extrusioun vun der baussenzeger Mantel soll e glaten Ausgesinn ouni Mängel wéi Blasen a Rëss garantéieren.
4. Leistungseigenschaften vun Héichspannungskabelen
Wat d'elektresch Leeschtung ugeet, mussen Héichspannungskabelen en héijen Isolatiounswidderstand, e niddrege dielektresche Verloscht an e gudde Spannungswidderstand hunn. En héijen Isolatiounswidderstand kann effektiv Stroumleckage verhënneren, e niddrege dielektresche Verloscht reduzéiert de Verloscht vun elektrescher Energie während der Iwwerdroung, an e gudde Spannungswidderstand garantéiert, datt de Kabel sécher an enger Héichspannungsëmfeld funktionéiere kann.
Wat d'mechanesch Eegeschafte ugeet, soll de Kabel eng ausreechend Zuchfestigkeit, e Biegeradius a Schlagfestigkeit hunn. Wärend der Installatioun an dem Betrib kann de Kabel Strecken, Biegen an externen Impakter ausgesat sinn. Wann déi mechanesch Eegeschafte net ausreechend sinn, ass et einfach, de Kabel ze beschiedegen.
D'thermesch Leeschtung ass och e wichtegen Aspekt. De Kabel generéiert Hëtzt beim Betrib, besonnesch wann en ënner héijer Belaaschtung leeft. Dofir muss de Kabel eng gutt Hëtztbeständegkeet hunn a fäeg sinn, normal bannent engem bestëmmten Temperaturberäich ze funktionéieren, ouni Problemer wéi Isolatiounsalterung. En XLPE-Kabel huet eng relativ gutt Hëtztbeständegkeet a kann bei héijen Temperaturen laang funktionéieren.
5. Installatioun an Ënnerhalt vun Héichspannungskabelen
Wat d'Installatioun ugeet, ass dat Éischt wat ze maachen ass de Wee ze plangen fir sécherzestellen, datt de Kabelverleeungswee vernünfteg a sécher ass. Wärend dem Verleeungsprozess soll virsiichteg opgepasst ginn, datt exzessiv Strecken, Béien an Extrusioun vum Kabel vermeit gëtt. Fir Kabelverleeungen iwwer grouss Strecken ginn normalerweis Ausrüstung wéi Kabeltransporter benotzt fir de Bau z'ënnerstëtzen.
D'Produktioun vu Kabelverbindungen ass e Schlësselelement am Installatiounsprozess. D'Qualitéit vun der Verbindung beaflosst direkt d'Betribszouverlässegkeet vum Kabel. Bei der Fabrikatioun vu Verbindungen muss de Kabel ofgeschielt, gebotzt, ugeschloss an isoléiert ginn. All Schrëtt muss strikt am Aklang mat de Prozessufuerderunge gemaach ginn, fir sécherzestellen, datt déi elektresch an mechanesch Eegeschafte vun der Verbindung den Ufuerderungen entspriechen.
Ënnerhaltsaarbechte si wesentlech fir de laangfristege stabile Betrib vun Héichspannungskabelen. Reegelméisseg Inspektioune kënnen direkt feststellen, ob d'Ausgesi vum Kabel beschiedegt ass oder ob d'Hülle beschiedegt ass. Gläichzäiteg kënnen e puer Testausrüstung och benotzt ginn, fir d'Isolatiounsleistung an d'partiell Entladung vum Kabel ze testen. Wa Problemer festgestallt ginn, solle se rechtzäiteg reparéiert oder ersat ginn.
6. Ausfall an Detektioun vun Héichspannungskabelen
Heefeg Ausfäll vun Héichspannungskabele sinn Isolatiounsausfäll, Trennung vu Leiter a Verbindungsausfall. Isolatiounsausfäll kënnen duerch Isolatiounsalterung, deelweis Entladung oder extern Iwwerspannung verursaacht ginn. Trennung vu Leiter gëtt normalerweis duerch mechanesch extern Kraaft oder laangfristeg Iwwerlaaschtung verursaacht. Verbindungsausfall kann duerch e schlechte Verbindungsfabrikatiounsprozess oder staarker Erhëtzung während dem Betrib verursaacht ginn.
Fir dës Feeler z'entdecken, gëtt et vill Detektiounsmethoden. D'Detektioun vun der partieller Entladung ass eng allgemeng benotzt Method. Duerch d'Detektioun vum Signal, dat duerch d'partiell Entladung am Kabel generéiert gëtt, kann festgestallt ginn, ob et Isolatiounsdefekter am Kabel gëtt. Den Test vun der Widderstandsspannung kann d'Widderstandsspannungskapazitéit vum Kabel bestëmmen a potenziell Isolatiounsproblemer fannen. Zousätzlech kann d'Infrarout-Wärmebildtechnologie d'Temperaturverdeelung op der Uewerfläch vum Kabel erkennen, fir erauszefannen, ob de Kabel Problemer wéi lokal Iwwerhëtzung huet.
7. Uwendung an Entwécklungstrend vun Héichspannungskabelen a Stroumsystemer
An Energiesystemer gi Héichspannungskabele wäit verbreet an der Transformatioun vum urbanen Stroumnetz, bei den Ausgangsleitunge vu grousse Kraaftwierker, beim Iwwerdroe vu Ënnerwaasserkabelen an anere Beräicher benotzt. A städtesche Stroumnetzer kann d'Benotzung vun ënnerierdesche Kabelen, wéinst dem limitéierte Raum, Plaz spueren an d'Schéinheet vun der Stad verbesseren. Déi ausgangsleitunge vu grousse Kraaftwierker erfuerderen d'Benotzung vun Héichspannungskabelen, fir Stroum an wäit ewech Ënnerstatiounen ze iwwerdroen. D'Iwwerdroe vu Ënnerwaasserkabele kann eng Stroumiwwerdroung iwwer d'Mier realiséieren an eng stabil Stroumversuergung fir Inselen a Küstegebidder garantéieren.
Mat der kontinuéierlecher Entwécklung vun der Energietechnologie hunn och Héichspannungskabele verschidden Entwécklungstrends gewisen. Eng dovun ass d'Fuerschung an d'Entwécklung an d'Uwendung vu Kabele mat méi héije Spannungsniveauen. Mat der zouhuelender Nofro fir d'Energieiwwerdroung iwwer grouss Distanzen, wäert d'Entwécklung vun Ultrahéichspannungskabele e Schwéierpunkt ginn. Déi zweet ass d'Intelligenz vu Kabelen. Duerch d'Integratioun vu Sensoren an aner Ausrüstung an de Kabel kann Echtzäit-Iwwerwaachung vum Betribsstatus vum Kabel an eng Feelerwarnung erreecht ginn, wouduerch d'Betribszouverlässegkeet vum Kabel verbessert gëtt. Déi drëtt ass d'Entwécklung vun ëmweltfrëndleche Kabelen. Well d'Ufuerderunge vun de Leit un Ëmweltschutz eropgoen, wäert d'Fuerschung an d'Entwécklung vu verschmotzungsarm, recycléierbare Kabelmaterialien eng zukünfteg Entwécklungsrichtung sinn.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 24. September 2024