現代の電力システムでは、高電圧ケーブルが重要な役割を果たします。都市の地下電力グリッドから山や川を横切る長距離伝送ラインまで、高電圧ケーブルは、電気エネルギーの効率的で安定した安全な伝送を保証します。この記事では、構造、分類、製造プロセス、パフォーマンス特性、設置、メンテナンスなど、高電圧ケーブルに関連するさまざまな技術について詳しく説明します。
1.高電圧ケーブルの基本構造
高電圧ケーブルは、主に導体、断熱層、シールド層、保護層で構成されています。
導体は電流の透過チャネルであり、通常は銅またはアルミニウムで作られています。銅は導電率と延性が良好であり、アルミニウムの体重は比較的低いコストと軽量です。これらの導体は、一般に、柔軟性を高めるために多鎖ツイストワイヤの形式です。
断熱層は、高電圧ケーブルの重要な部分であり、現在の漏れを防ぎ、導体を外の世界から分離する役割を果たします。一般的な絶縁材料には、架橋ポリエチレン（XLPE）、オイルペーパーなどが含まれます。XLPEには、優れた電気特性、耐熱性、機械的強度があり、最新の高電圧ケーブルで広く使用されています。
シールド層は、内側のシールドと外側シールドに分割されます。内側のシールドは、電界を均一にし、局所放電が断熱層に損傷を与えるのを防ぐために使用されます。外側のシールドは、ケーブル上の外部電磁場の干渉を減らし、ケーブルが外の世界に電磁的な影響を与えるのを防ぐことができます。
保護層は、主に、機械的損傷、化学腐食、水侵入などの外部要因による損傷からケーブルを保護します。通常、金属の鎧と外側の鞘で構成されています。金属製の鎧は機械的な強度を提供し、外側の鞘には防水性および防止機能があります。
2。高電圧ケーブルの分類
電圧レベルに応じて、高電圧ケーブルは、中電圧ケーブル（一般に3〜35kV）、高電圧ケーブル（35-110kV）、超高電圧ケーブル（110-500KV）、超高電圧ケーブル（500KVを超える）に分割できます。異なる電圧レベルのケーブルは、構造設計、断熱要件などが異なります。
断熱材の観点から、上記のXLPEケーブルとオイルペーパーケーブルに加えて、エチレンプロピレンゴムケーブルもあります。オイルペーパーケーブルには長い歴史がありますが、メンテナンスコストやその他の理由により、XLPEケーブルに徐々に置き換えられました。エチレンプロピレンゴムケーブルは、優れた柔軟性と気象抵抗を持ち、特別な機会に適しています。
3。高電圧ケーブルの製造プロセス
高電圧ケーブルの製造は、複雑で繊細なプロセスです。
導体の製造には、最初に銅またはアルミニウムの原料を伸ばし、ねじれた、その他のプロセスを必要とし、導体の寸法精度と機械的特性を確保します。ねじれプロセス中、導体の導電率を改善するために、鎖の鎖を密接に配置する必要があります。
断熱層の押し出しは、重要な手順の1つです。 XLPE断熱層の場合、XLPE材料は高温で押し出され、導体に均等に包まれます。押出プロセス中、断熱層の品質と厚さの均一性を確保するために、温度、圧力、押出速度などのパラメーターを厳密に制御する必要があります。
シールド層は通常、金属ワイヤー織りまたは金属製のテープラッピングによって作られます。内側と外側のシールドの製造プロセスはわずかに異なりますが、どちらもシールド層と良好な電気接続の完全性を確保する必要があります。
最後に、保護層の生産には、金属製の鎧の敷設と外側の鞘の押し出しが含まれます。金属製の鎧はケーブルにしっかりと収まる必要があり、外側の鞘の押し出しは、泡や亀裂などの欠陥なしに滑らかな外観を確保する必要があります。
4。高電圧ケーブルの性能特性
電気性能の観点から、高電圧ケーブルは、断熱性の高い抵抗、低い誘電損失、良好な電圧抵抗を持つ必要があります。断熱性の高い抵抗は、電流の漏れを効果的に防止し、誘電損失が低いと伝達中の電気エネルギーの損失が減少し、良好な電圧抵抗により、ケーブルが高電圧環境で安全に動作できるようになります。
機械的特性に関しては、ケーブルには十分な引張強度、曲げ半径、耐衝撃性が必要です。設置と操作中、ケーブルはストレッチ、曲げ、外力の衝撃にかけられる場合があります。機械的特性が不十分な場合、ケーブルの損傷を引き起こすのは簡単です。
熱性能も重要な側面です。ケーブルは、特に高荷重で動作する場合、動作中に熱を発生します。したがって、ケーブルは良好な耐熱性を持ち、断熱材の老化などの問題なく特定の温度範囲内で正常に機能する必要があります。 XLPEケーブルは比較的良好な耐熱性を持ち、より高い温度で長時間動作できます。
5。高電圧ケーブルの設置とメンテナンス
インストールに関しては、最初に行うべきことは、ケーブルの敷設パスが合理的で安全であることを確認するためのパスを計画することです。敷設プロセス中は、ケーブルの過度のストレッチ、曲げ、押し出しを避けるために注意する必要があります。長距離ケーブル敷設の場合、通常、ケーブルコンベアなどの機器が建設を支援するために使用されます。
ケーブルジョイントの生産は、インストールプロセスの重要なリンクです。ジョイントの品質は、ケーブルの動作信頼性に直接影響します。ジョイントを作るときは、ケーブルを剥がし、洗浄し、接続し、断熱する必要があります。各ステップは、ジョイントの電気的および機械的特性が要件を満たすことを保証するために、プロセス要件に従って厳密に実行する必要があります。
メンテナンス作業は、高電圧ケーブルの長期的な安定した動作に不可欠です。定期的な検査では、ケーブルの外観が損傷しているのか、鞘が損傷しているのかを迅速に検出できます。同時に、一部のテスト装置を使用して、断熱性能とケーブルの部分的な放電をテストすることもできます。問題が見つかった場合は、修理または交換する必要があります。
6。高電圧ケーブルの故障と検出
高電圧ケーブルの一般的な障害には、断熱材の崩壊、導体の切断、および関節の故障が含まれます。断熱材の分解は、断熱症の老化、部分的な排出、または外部の過電圧によって引き起こされる場合があります。導体の切断は、通常、機械的な外力または長期の過負荷によって引き起こされます。関節の故障は、不十分な関節製造プロセスまたは操作中の重度の加熱によって引き起こされる場合があります。
これらの障害を検出するために、多くの検出方法があります。部分排出検出は、一般的に使用される方法です。ケーブル内の部分的な放電によって生成された信号を検出することにより、ケーブル内に断熱欠陥があるかどうかを判断できます。耐摩耗性電圧テストは、ケーブルの耐電圧容量を検出し、潜在的な断熱材の問題を見つけることができます。さらに、赤外線熱イメージング技術は、ケーブルの表面の温度分布を検出して、局所的な過熱などの問題があるかどうかを調べることができます。
7.電力システムにおける高電圧ケーブルのアプリケーションと開発動向
電力システムでは、高電圧ケーブルは、都市部の電力網の変換、大型発電所の発信ライン、潜水艦ケーブル伝送、その他のフィールドで広く使用されています。都市部の電力網では、スペースが限られているため、地下ケーブルの使用はスペースを節約し、都市の美しさを改善できます。大規模な発電所の発信ラインは、遠くの変電所に電気を送信するために高電圧ケーブルを使用する必要があります。潜水艦ケーブルトランスミッションは、海外の電力伝達を実現し、島や沿岸地域に安定した電源を提供することができます。
パワーテクノロジーの継続的な開発により、高電圧ケーブルもいくつかの開発動向を示しています。 1つは、高電圧レベルのケーブルの研究開発とアプリケーションです。長距離送電の需要の増加に伴い、超高電圧ケーブルの開発が焦点になります。 2つ目は、ケーブルのインテリジェンスです。センサーとその他の機器をケーブルに統合することにより、ケーブルの動作状態と障害警告のリアルタイム監視を実現し、それによりケーブルの動作信頼性を向上させることができます。 3番目は、環境に優しいケーブルの開発です。環境保護のための人々の要件が増加するにつれて、低申し立てであるリサイクル可能なケーブル材料の研究開発が将来の開発の方向になります。
投稿時間：Sep-24-2024