Müasir enerji sistemlərində yüksək gərginlikli kabellər mühüm rol oynayır. Şəhərlərdəki yeraltı elektrik şəbəkələrindən tutmuş dağlar və çaylar üzərindən keçən uzun məsafəli ötürücü xətlərə qədər yüksək gərginlikli kabellər elektrik enerjisinin səmərəli, sabit və təhlükəsiz ötürülməsini təmin edir. Bu məqalədə yüksək gərginlikli kabellərlə bağlı müxtəlif texnologiyalar, o cümlədən onların quruluşu, təsnifatı, istehsal prosesi, performans xüsusiyyətləri, quraşdırılması və texniki xidməti ətraflı araşdırılacaq.
1. Yüksək gərginlikli kabellərin əsas quruluşu
Yüksək gərginlikli kabellər əsasən keçiricilərdən, izolyasiya təbəqələrindən, ekranlayıcı təbəqələrdən və qoruyucu təbəqələrdən ibarətdir.
Keçirici cərəyan üçün ötürücü kanaldır və adətən mis və ya alüminiumdan hazırlanır. Mis yaxşı keçiriciliyə və elastikliyə malikdir, alüminium isə nisbətən aşağı qiymətə və yüngül çəkiyə malikdir. Bu keçiricilər, elastikliyi artırmaq üçün ümumiyyətlə çoxzəncirli burulmuş naqillər şəklində olur.
İzolyasiya təbəqəsi yüksək gərginlikli kabelin əsas hissəsidir və cərəyan sızmasının qarşısını almaqda və keçiricini xarici dünyadan təcrid etməkdə rol oynayır. Ümumi izolyasiya materiallarına çarpaz əlaqəli polietilen (XLPE), yağlı kağız və s. daxildir. XLPE əla elektrik xüsusiyyətlərinə, istiliyə davamlılığa və mexaniki möhkəmliyə malikdir və müasir yüksək gərginlikli kabellərdə geniş istifadə olunur.
Qoruyucu təbəqə daxili və xarici qoruyucu təbəqələrə bölünür. Daxili qoruyucu elektrik sahəsini vahid etmək və yerli boşalmanın izolyasiya təbəqəsinə zərər verməsinin qarşısını almaq üçün istifadə olunur; xarici qoruyucu kabelə xarici elektromaqnit sahəsinin müdaxiləsini azalda bilər və həmçinin kabelin xarici aləmə elektromaqnit təsir göstərməsinin qarşısını ala bilər.
Qoruyucu təbəqə əsasən kabeli mexaniki zədələnmə, kimyəvi korroziya və suyun daxil olması kimi xarici amillərin zərərindən qoruyur. Adətən metal zireh və xarici örtükdən ibarətdir. Metal zireh mexaniki möhkəmlik təmin edə bilər və xarici örtük suya davamlı və korroziyaya qarşı funksiyalara malikdir.
2. Yüksək gərginlikli kabellərin təsnifatı
Gərginlik səviyyəsinə görə, yüksək gərginlikli kabellər orta gərginlikli kabellərə (ümumiyyətlə 3-35 kV), yüksək gərginlikli kabellərə (35-110 kV), ultra yüksək gərginlikli kabellərə (110-500 kV) və ultra yüksək gərginlikli kabellərə (500 kV-dan yuxarı) bölünə bilər. Müxtəlif gərginlik səviyyələrindəki kabellər struktur dizaynı, izolyasiya tələbləri və s. baxımından fərqlənir.
İzolyasiya materialları baxımından, yuxarıda qeyd olunan XLPE kabelləri və yağlı kağız kabellərinə əlavə olaraq, etilen-propilen kauçuk kabellər də mövcuddur. Yağlı kağız kabellərinin uzun bir tarixi var, lakin yüksək texniki xidmət xərcləri və digər səbəblərə görə tədricən XLPE kabelləri ilə əvəz edilmişdir. Etilen propilen kauçuk kabeli yaxşı elastikliyə və hava şəraitinə davamlılığa malikdir və bəzi xüsusi hallar üçün uyğundur.
3. Yüksək gərginlikli kabelin istehsal prosesi
Yüksək gərginlikli kabellərin istehsalı mürəkkəb və həssas bir prosesdir.
Keçiricilərin istehsalı üçün əvvəlcə mis və ya alüminium xammalın dartılması, burulması və digər proseslər tələb olunur ki, keçiricinin ölçü dəqiqliyi və mexaniki xüsusiyyətləri təmin edilsin. Bükülmə prosesi zamanı keçiricinin keçiriciliyini artırmaq üçün tellərin telləri sıx şəkildə düzülməlidir.
İzolyasiya təbəqəsinin ekstruziyası əsas addımlardan biridir. XLPE izolyasiya təbəqəsi üçün XLPE materialı yüksək temperaturda ekstruziya edilir və keçiricinin üzərinə bərabər şəkildə sarılır. Ekstruziya prosesi zamanı izolyasiya təbəqəsinin keyfiyyətini və qalınlığının vahidliyini təmin etmək üçün temperatur, təzyiq və ekstruziya sürəti kimi parametrlərə ciddi şəkildə nəzarət edilməlidir.
Qoruyucu təbəqə adətən metal məftil toxuması və ya metal lent sarğısı ilə hazırlanır. Daxili və xarici qalxanların istehsal prosesləri bir qədər fərqlidir, lakin hər ikisi qoruyucu təbəqənin bütövlüyünü və yaxşı elektrik bağlantısını təmin etməlidir.
Nəhayət, qoruyucu təbəqənin istehsalı metal zirehin çəkilməsi və xarici örtüyün ekstruziyasını əhatə edir. Metal zireh kabelə möhkəm oturmalı və xarici örtüyün ekstruziyası qabarcıqlar və çatlar kimi qüsurlar olmadan hamar bir görünüş təmin etməlidir.
4. Yüksək gərginlikli kabellərin performans xüsusiyyətləri
Elektrik performansı baxımından, yüksək gərginlikli kabellər yüksək izolyasiya müqavimətinə, aşağı dielektrik itkisinə və yaxşı gərginlik müqavimətinə malik olmalıdır. Yüksək izolyasiya müqaviməti cərəyan sızmasının qarşısını effektiv şəkildə ala bilər, aşağı dielektrik itkisi ötürülmə zamanı elektrik enerjisinin itkisini azaldır və yaxşı gərginlik müqaviməti kabelin yüksək gərginlikli mühitdə təhlükəsiz işləməsini təmin edir.
Mexaniki xüsusiyyətlər baxımından kabelin kifayət qədər dartılma möhkəmliyi, əyilmə radiusu və zərbəyə davamlılığı olmalıdır. Quraşdırma və istismar zamanı kabel dartılmaya, əyilməyə və xarici qüvvə təsirinə məruz qala bilər. Mexaniki xüsusiyyətlər kifayət deyilsə, kabelin zədələnməsi asandır.
İstilik performansı da vacib bir aspektdir. Kabel, xüsusən də yüksək yük altında işləyərkən, istismar zamanı istilik yaradacaq. Buna görə də, kabelin yaxşı istilik müqaviməti olmalı və izolyasiyanın köhnəlməsi kimi problemlər olmadan müəyyən bir temperatur aralığında normal işləyə bilməsi lazımdır. XLPE kabeli nisbətən yaxşı istilik müqavimətinə malikdir və daha yüksək temperaturda uzun müddət işləyə bilər.
5. Yüksək gərginlikli kabellərin quraşdırılması və texniki xidməti
Quraşdırma baxımından, ilk növbədə kabel çəkmə yolunun məqbul və təhlükəsiz olmasını təmin etmək üçün yolu planlaşdırmaq lazımdır. Döşəmə prosesi zamanı kabelin həddindən artıq dartılmasının, əyilməsinin və ekstruziyasının qarşısını almaq lazımdır. Uzaq məsafəli kabel çəkmə üçün adətən tikintiyə kömək etmək üçün kabel konveyerləri kimi avadanlıqlardan istifadə olunur.
Kabel birləşmələrinin istehsalı quraşdırma prosesində əsas halqadır. Birləşmənin keyfiyyəti kabelin işləmə etibarlılığına birbaşa təsir göstərir. Birləşmələr hazırlanarkən, kabelin soyulması, təmizlənməsi, birləşdirilməsi və izolyasiyası lazımdır. Birləşmənin elektrik və mexaniki xüsusiyyətlərinin tələblərə cavab verməsini təmin etmək üçün hər bir addım ciddi şəkildə proses tələblərinə uyğun olaraq həyata keçirilməlidir.
Yüksək gərginlikli kabellərin uzunmüddətli sabit işləməsi üçün texniki xidmət işləri vacibdir. Mütəmadi yoxlamalar kabelin görünüşünün və ya örtüyünün zədələndiyini dərhal aşkar edə bilər. Eyni zamanda, bəzi sınaq avadanlıqlarından kabelin izolyasiya performansını və qismən boşalmasını yoxlamaq üçün də istifadə etmək olar. Problemlər aşkar edilərsə, onlar vaxtında təmir edilməli və ya dəyişdirilməlidir.
6. Yüksək gərginlikli kabellərin sıradan çıxması və aşkarlanması
Yüksək gərginlikli kabellərin ümumi nasazlıqlarına izolyasiyanın qırılması, keçiricinin ayrılması və birləşmənin sıradan çıxması daxildir. İzolyasiyanın sıradan çıxması izolyasiyanın yaşlanması, qismən boşalma və ya xarici həddindən artıq gərginlikdən qaynaqlana bilər. Keçiricinin ayrılması adətən mexaniki xarici qüvvə və ya uzunmüddətli həddindən artıq yüklənmədən qaynaqlanır. Birləşmənin sıradan çıxması birləşmənin zəif istehsal prosesindən və ya istismar zamanı güclü istiləşmədən qaynaqlana bilər.
Bu nasazlıqları aşkar etmək üçün bir çox aşkarlama üsulu mövcuddur. Qismən boşalma aşkarlanması geniş istifadə olunan bir üsuldur. Kabeldə qismən boşalma nəticəsində yaranan siqnalı aşkar etməklə, kabelin içərisində izolyasiya qüsurlarının olub-olmadığını müəyyən etmək olar. Davamlı gərginlik testi kabelin davamlı gərginlik tutumunu aşkar edə və potensial izolyasiya problemlərini tapa bilər. Bundan əlavə, infraqırmızı istilik görüntüləmə texnologiyası kabelin səthindəki temperatur paylanmasını aşkar edə bilər ki, kabelin yerli həddindən artıq istiləşmə kimi problemlərin olub-olmadığını öyrənsin.
7. Yüksək gərginlikli kabellərin enerji sistemlərində tətbiqi və inkişaf tendensiyası
Enerji sistemlərində yüksək gərginlikli kabellər şəhər elektrik şəbəkəsinin transformasiyasında, böyük elektrik stansiyalarının çıxış xətlərində, sualtı kabel ötürülməsində və digər sahələrdə geniş istifadə olunur. Şəhər elektrik şəbəkələrində məhdud yer səbəbindən yeraltı kabellərin istifadəsi yerə qənaət edə və şəhərin gözəlliyini artıra bilər. Böyük elektrik stansiyalarının çıxış xətləri uzaq yarımstansiyalara elektrik enerjisi ötürmək üçün yüksək gərginlikli kabellərin istifadəsini tələb edir. Sualtı kabel ötürülməsi dənizlərarası elektrik ötürülməsini həyata keçirə və adalar və sahil əraziləri üçün sabit enerji təchizatı təmin edə bilər.
Enerji texnologiyasının davamlı inkişafı ilə yüksək gərginlikli kabellər də bəzi inkişaf meylləri göstərmişdir. Bunlardan biri daha yüksək gərginlik səviyyələrinə malik kabellərin tədqiqi, inkişafı və tətbiqidir. Uzaq məsafəli elektrik ötürülməsinə tələbatın artması ilə ultra yüksək gərginlikli kabellərin inkişafı diqqət mərkəzində olacaq. İkincisi, kabellərin zəkasıdır. Sensorları və digər avadanlıqları kabelə inteqrasiya etməklə, kabelin işləmə vəziyyətinin real vaxt rejimində monitorinqi və nasazlıq xəbərdarlığı əldə edilə bilər və bununla da kabelin işləmə etibarlılığını artıra bilər. Üçüncüsü, ətraf mühitə uyğun kabellərin inkişafıdır. İnsanların ətraf mühitin qorunmasına olan tələbləri artdıqca, az çirklənmiş, təkrar emal edilə bilən kabel materiallarının tədqiqi və inkişafı gələcək inkişaf istiqaməti olacaqdır.
Yazı vaxtı: 24 sentyabr 2024