In i sistemi energetichi muderni, i cavi d'alta tensione ghjocanu un rollu vitale. Da e rete elettriche sutterranee in e cità à e linee di trasmissione à longa distanza attraversu muntagne è fiumi, i cavi d'alta tensione garantiscenu una trasmissione efficiente, stabile è sicura di l'energia elettrica. Questu articulu esplorerà in prufundità e diverse tecnulugie relative à i cavi d'alta tensione, cumprese a so struttura, classificazione, prucessu di fabricazione, caratteristiche di prestazione, installazione è manutenzione.
1. Struttura basica di i cavi d'alta tensione
I cavi d'alta tensione sò cumposti principalmente da cunduttori, strati d'isolamentu, strati di schermatura è strati protettivi.
U cunduttore hè u canale di trasmissione di a corrente è hè generalmente fattu di rame o aluminiu. U rame hà una bona cunduttività è duttilità, mentre chì l'aluminiu hè relativamente pocu caru è ligeru. Quessi cunduttori sò generalmente in forma di fili ritorti multifilamenti per aumentà a flessibilità.
U stratu d'isolamentu hè una parte chjave di u cavu d'alta tensione, chì ghjoca un rolu in a prevenzione di e perdite di corrente è in l'isolamentu di u cunduttore da u mondu esternu. I materiali isolanti cumuni includenu u polietilene reticolatu (XLPE), a carta oliu, ecc. L'XLPE hà eccellenti proprietà elettriche, resistenza à u calore è resistenza meccanica, è hè largamente utilizatu in i cavi d'alta tensione muderni.
U stratu di schermatura hè divisu in schermatura interna è schermatura esterna. U schermu internu hè adupratu per rende u campu elettricu uniforme è impedisce chì e scariche lucale danneghjinu u stratu d'isolamentu; u schermu esternu pò riduce l'interferenza di u campu elettromagneticu esternu nantu à u cavu, è ancu impedisce chì u cavu abbia un impattu elettromagneticu nantu à u mondu esternu.
U stratu protettivu prutege principalmente u cavu da i danni causati da fattori esterni cum'è i danni meccanichi, a corrosione chimica è l'intrusione di l'acqua. Hè generalmente cumpostu da una armatura metallica è una guaina esterna. L'armatura metallica pò furnisce resistenza meccanica, è a guaina esterna hà funzioni impermeabili è anticorrosione.
2. Classificazione di i cavi d'alta tensione
Sicondu u livellu di tensione, i cavi d'alta tensione ponu esse divisi in cavi di media tensione (in generale 3-35kV), cavi d'alta tensione (35-110kV), cavi d'altissima tensione (110-500kV) è cavi d'altissima tensione (sopra i 500kV). I cavi di diversi livelli di tensione differiscenu in u disignu strutturale, i requisiti d'isolamentu, ecc.
Da u puntu di vista di i materiali isolanti, in più di i cavi XLPE è di i cavi di carta oliu citati sopra, ci sò ancu cavi di gomma etilene-propilene. I cavi di carta oliu anu una longa storia, ma per via di i so elevati costi di manutenzione è altre ragioni, sò stati gradualmente rimpiazzati da cavi XLPE. U cavu di gomma etilene-propilene hà una bona flessibilità è resistenza à l'intemperie, è hè adattatu per alcune occasioni speciali.
3. Prucessu di fabricazione di cavi d'alta tensione
A fabricazione di cavi d'alta tensione hè un prucessu cumplessu è delicatu.
A fabricazione di cunduttori richiede prima chì e materie prime di rame o d'aluminiu sianu stirate, torse è altri prucessi per assicurà a precisione dimensionale è e proprietà meccaniche di u cunduttore. Durante u prucessu di torsione, i fili di i fili devenu esse disposti strettamente per migliurà a cunduttività di u cunduttore.
L'estrusione di u stratu d'insulazione hè una di e tappe chjave. Per u stratu d'insulazione XLPE, u materiale XLPE hè estrusu à alta temperatura è avvoltu uniformemente nantu à u cunduttore. Durante u prucessu d'estrusione, i parametri cum'è a temperatura, a pressione è a velocità d'estrusione devenu esse strettamente cuntrullati per assicurà a qualità è l'uniformità di u spessore di u stratu d'insulazione.
U stratu di schermatura hè generalmente fattu per tessitura di filu metallicu o avvolgimentu di nastro metallicu. I prucessi di fabricazione di i schermi interni è esterni sò ligeramente diffirenti, ma tramindui devenu assicurà l'integrità di u stratu di schermatura è una bona cunnessione elettrica.
Infine, a pruduzzione di u stratu prutettivu include a stesura di l'armatura metallica è l'estrusione di a guaina esterna. L'armatura metallica deve adattassi strettamente à u cavu, è l'estrusione di a guaina esterna deve assicurà un aspettu lisciu senza difetti cum'è bolle è crepe.
4. Caratteristiche di prestazione di i cavi d'alta tensione
In termini di prestazioni elettriche, i cavi à alta tensione devenu avè una alta resistenza d'isolamentu, una bassa perdita dielettrica è una bona resistenza à a tensione. Una alta resistenza d'isolamentu pò prevene efficacemente e perdite di corrente, una bassa perdita dielettrica riduce a perdita di energia elettrica durante a trasmissione, è una bona resistenza à a tensione assicura chì u cavu possa funziunà in modu sicuru in un ambiente à alta tensione.
In termini di proprietà meccaniche, u cavu deve avè una resistenza à a trazione, un raghju di curvatura è una resistenza à l'impattu sufficienti. Durante l'installazione è u funziunamentu, u cavu pò esse sottumessu à allungamentu, curvatura è impattu di forza esterna. Se e proprietà meccaniche sò insufficienti, hè faciule causà danni à u cavu.
A prestazione termica hè ancu un aspettu impurtante. U cavu genererà calore durante u funziunamentu, in particulare quandu funziona sottu carica elevata. Dunque, u cavu deve avè una bona resistenza à u calore è esse capace di funziunà nurmalmente in un certu intervallu di temperatura senza prublemi cum'è l'invecchiamentu di l'isolamentu. U cavu XLPE hà una resistenza à u calore relativamente bona è pò funziunà per un longu periodu à temperature più elevate.
5. Installazione è manutenzione di cavi d'alta tensione
In termini d'installazione, a prima cosa da fà hè di pianificà u percorsu per assicurà chì u percorsu di posa di i cavi sia ragiunevule è sicuru. Durante u prucessu di posa, ci vole à fà attenzione à evità un allungamentu, una piegatura è un'estrusione eccessivi di u cavu. Per a posa di cavi à longa distanza, l'attrezzature cum'è i trasportatori di cavi sò generalmente aduprate per aiutà a custruzzione.
A pruduzzione di giunti di cavi hè un ligame chjave in u prucessu d'installazione. A qualità di u giuntu affetta direttamente l'affidabilità di funziunamentu di u cavu. Quandu si facenu giunti, u cavu deve esse spugliatu, pulitu, cunnessu è insulatu. Ogni passu deve esse realizatu strettamente in cunfurmità cù i requisiti di u prucessu per assicurà chì e proprietà elettriche è meccaniche di u giuntu rispondenu à i requisiti.
U travagliu di mantenimentu hè essenziale per u funziunamentu stabile à longu andà di i cavi d'alta tensione. L'ispezioni regulare ponu rilevà subitu se l'aspettu di u cavu hè dannighjatu o se a guaina hè dannighjata. À u listessu tempu, certi apparecchi di prova ponu ancu esse aduprati per testà e prestazioni d'isolamentu è a scarica parziale di u cavu. Se si trovanu prublemi, devenu esse riparati o rimpiazzati in tempu.
6. Guasti è rilevazione di cavi d'alta tensione
I guasti cumuni di i cavi à alta tensione includenu a rottura di l'isolamentu, a disconnessione di u cunduttore è a rottura di i giunti. A rottura di l'isolamentu pò esse causata da l'invecchiamentu di l'isolamentu, una scarica parziale o una sovratensione esterna. A disconnessione di u cunduttore hè generalmente causata da una forza esterna meccanica o da un sovraccaricu à longu andà. A rottura di i giunti pò esse causata da un prucessu di fabricazione di i giunti scadente o da un riscaldamentu severu durante u funziunamentu.
Per rilevà questi difetti, ci sò parechji metudi di rilevazione. A rilevazione di scarica parziale hè un metudu cumunimenti utilizatu. Rilevendu u signale generatu da scarica parziale in u cavu, si pò determinà s'ellu ci sò difetti d'isolamentu in u cavu. A prova di tensione di tenuta pò rilevà a capacità di tensione di tenuta di u cavu è truvà potenziali prublemi d'isolamentu. Inoltre, a tecnulugia di l'imaghjini termiche à infrarossi pò rilevà a distribuzione di a temperatura nantu à a superficia di u cavu, in modu da scopre s'ellu u cavu hà prublemi cum'è u surriscaldamentu lucale.
7. Applicazione è tendenza di sviluppu di cavi d'alta tensione in sistemi di putenza
In i sistemi energetichi, i cavi d'alta tensione sò largamente usati in a trasfurmazione di a rete elettrica urbana, e linee in uscita di e grande centrale elettriche, a trasmissione per cavi sottumarini è altri campi. In e rete elettriche urbane, per via di u spaziu limitatu, l'usu di cavi sutterranei pò risparmià spaziu è migliurà a bellezza di a cità. E linee in uscita di e grande centrale elettriche richiedenu l'usu di cavi d'alta tensione per trasmette l'elettricità à e sottostazioni luntane. A trasmissione per cavi sottumarini pò realizà a trasmissione di putenza transmare è furnisce un alimentatore stabile per l'isule è e zone custiere.
Cù u sviluppu cuntinuu di a tecnulugia energetica, i cavi d'alta tensione anu ancu mostratu alcune tendenze di sviluppu. Una hè a ricerca, u sviluppu è l'applicazione di cavi cù livelli di tensione più alti. Cù l'aumentu di a dumanda di trasmissione di putenza à longa distanza, u sviluppu di cavi à ultra alta tensione diventerà un focus. U secondu hè l'intelligenza di i cavi. Integrandu sensori è altri equipaggiamenti in u cavu, si pò ottene un monitoraghju in tempu reale di u statu operativu di u cavu è un avvisu di guastu, migliurendu cusì l'affidabilità operativa di u cavu. U terzu hè u sviluppu di cavi rispettosi di l'ambiente. Cù l'aumentu di i bisogni di e persone per a prutezzione di l'ambiente, a ricerca è u sviluppu di materiali per cavi à bassa inquinamentu è riciclabili saranu una futura direzzione di sviluppu.
Data di publicazione: 24 di settembre di u 2024