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Cable de alimentación XLPE/PVC
El cable de alimentación se utiliza para la transmisión y distribución de cables de energía eléctrica, los cables de alimentación se utilizan a menudo en redes eléctricas subterráneas urbanas, líneas de centrales eléctricas, suministro de energía interna de empresas industriales y mineras y líneas de transmisión submarinas a través del río y el mar.
En la línea eléctrica, la proporción de cables está aumentando gradualmente. Los cables de alimentación son productos de cable que se utilizan para transmitir y distribuir energía de alta potencia en la línea principal del sistema de energía, incluidos 1-500 KV y varios niveles de voltaje superiores, varios cables de alimentación aislados.
Desarrollo historico
El uso de cables eléctricos tiene más de 100 años de historia. En 1879, El inventor estadounidense T.A. Edison envolvió varillas de cobre con yute y las enroscó en tubos de hierro. Luego los rellenó con mezcla asfáltica para hacer cables. Puso el cable en Nueva York, Pionero en transmisión de energía subterránea. El año siguiente, El británico Callender inventó el cable de alimentación aislado con papel impregnado de asfalto. En 1889, el inglés S.Z. Ferranti tendió un cable aislado con papel impregnado de aceite de 10 kV entre Londres y Deptford. En 1908, Gran Bretaña construyó una red de cable de 20 kV. Los cables de alimentación se utilizan cada vez más. En 1911, Alemania tendió un cable de alta tensión de 60 kV, lo que inició el desarrollo de cables de alta tensión. En 1913, el alemán m. Hochstedt desarrolló un cable blindado de fase componente, lo que mejoró la distribución del campo eléctrico dentro del cable y eliminó la tensión tangencial en el aislamiento superficie, convirtiéndose en un hito en el desarrollo de cables de alimentación. En 1952, Suecia tendió cables de ultra alta tensión de 380 kV en la central eléctrica del norte, que realizó la aplicación de cables de voltaje ultra alto. En la década de 1980, se había convertido en cables de alimentación UHV de 1100 kV y 1200 kV.
Dividido por material aislante.
1. Cable de alimentación aislado con papel impregnado de aceite Cable de alimentación aislado con papel impregnado de aceite. Tiene el historial de aplicaciones más largo. Es seguro y confiable, larga vida útil y precio bajo. La principal desventaja es que la colocación está limitada por la caída. Desde el desarrollo del aislamiento impregnado con papel que no gotea, el problema de la limitación de caídas se ha resuelto, de modo que los cables aislados con papel impregnados de aceite pueden seguir utilizándose ampliamente.
2. Cable de alimentación con aislamiento de plástico La capa aislante es un cable de alimentación de plástico extruido. Los plásticos más utilizados son el cloruro de polivinilo, el polietileno y el polietileno reticulado. El cable de plástico tiene las ventajas de una estructura simple, fabricación y procesamiento convenientes, peso liviano, tendido e instalación convenientes y no está limitado por la caída del tendido. Por lo tanto, es ampliamente utilizado como cable de media y baja tensión, y tiene la tendencia de reemplazar los cables de papel de aceite impregnados viscosos. Su mayor desventaja es la presencia del fenómeno de ruptura dendrítica, lo que limita su uso a voltajes más altos.
3. La capa aislante del cable de alimentación con aislamiento de caucho es caucho más varios adyuvantes, extruidos en el núcleo del cable conductor después de una mezcla completa y vulcanizados mediante calentamiento. Es suave y elástico, adecuado para movimientos frecuentes y pequeños radios de curvatura de colocación.
Como materiales aislantes se utilizan comúnmente caucho natural: mezcla de caucho de estireno-butadieno, caucho de etileno-polipropileno, caucho de butilo, etc.
Clasificado por voltaje
1. Cable de baja tensión: adecuado para tendido fijo en CA 50 Hz, tensión nominal de 3 kv e inferior en las líneas de transmisión y distribución para transmisión de electricidad.
2. Cables de media y baja tensión: (generalmente 35KV y menos): cables aislados de PVC, cables aislados de polietileno, cables aislados de polietileno reticulado, etc.
3. Cable de alta tensión: (generalmente 110KV y superior): cable de polietileno y cable aislado de polietileno reticulado.
4. Cable de ultra alto voltaje: (275 ~ 800KV).
5 Cable Uhv: (1000KV y superior).
Clasificado por voltaje
Según el nivel de tensión, se pueden clasificar en cables de media y baja tensión (35 kV o menos), cables de alta tensión (110 kV o más), cables de ultraalta tensión (275 ~ 800 kV) y cables de ultraalta tensión (1000 kV o más). Además, se pueden clasificar en cables de CA y cables de CC según el sistema actual.
Dividido por material de aislamiento
1. Cable de alimentación con aislamiento de papel impregnado en aceite. Este cable cuenta con una larga trayectoria de aplicación. Es seguro, fiable, de larga vida útil y económico. Su principal desventaja es la limitación de la caída de tensión. Desde el desarrollo del aislamiento con papel impregnado antigoteo, se ha solucionado el problema de la limitación de la caída de tensión, lo que permite que los cables con aislamiento de papel impregnado en aceite sigan utilizándose ampliamente.
2. Cable de alimentación con aislamiento de plástico. La capa aislante es de plástico extruido. Los plásticos más utilizados son el cloruro de polivinilo, el polietileno y el polietileno reticulado. El cable de plástico ofrece las ventajas de una estructura simple, fabricación y procesamiento fáciles, peso ligero, tendido e instalación fáciles, y no presenta limitaciones por caídas de tensión. Por lo tanto, se utiliza ampliamente como cable de media y baja tensión, y tiende a sustituir a los cables de papel impregnado con aceite viscoso. Su principal desventaja es la presencia del fenómeno de ruptura dendrítica, lo que limita su uso a tensiones más altas.
3. La capa aislante del cable de alimentación con aislamiento de caucho está compuesta por caucho con diversos adyuvantes, extruido sobre el núcleo del cable conductor tras su completa mezcla y vulcanizado por calor. Es suave y elástica, ideal para movimientos frecuentes y con radios de curvatura pequeños.
Los materiales de aislamiento más utilizados son la mezcla de caucho natural y caucho de estireno butadieno, caucho de etileno-polipropileno, caucho de butilo, etc.
Clasificado por voltaje
1. Cable de bajo voltaje: adecuado para tendido fijo en CA 50 Hz, voltaje nominal de 3 kV y menor en líneas de transmisión y distribución para transmisión de electricidad.
2. Cables de media y baja tensión: (generalmente 35 KV y menos): cables con aislamiento de PVC, cables con aislamiento de polietileno, cables con aislamiento de polietileno reticulado, etc.
3. Cable de alto voltaje: (generalmente 110 KV y superior): cable de polietileno y cable aislado con polietileno reticulado.
4. Cable de ultra alta tensión: (275 ~ 800KV).
5. Cable Uhv: (1000 kV y superior).clasificar
Según el nivel de tensión, se pueden clasificar en cables de media y baja tensión (35 kV o menos), cables de alta tensión (110 kV o más), cables de ultraalta tensión (275 ~ 800 kV) y cables de ultraalta tensión (1000 kV o más). Además, se pueden clasificar en cables de CA y cables de CC según el sistema actual.
Capa protectora
La función de la capa protectora es proteger el cable de alimentación de la intrusión de impurezas externas y humedad, y evitar que fuerzas externas dañen directamente el cable de alimentación. La capa protectora se divide en una capa protectora interior y una capa protectora exterior, que se utilizan para proteger la capa aislante. La calidad de la capa protectora está directamente relacionada con la vida útil del cable. La capa concéntrica entre la capa de armadura y la funda metálica es la capa protectora. El acolchado del cable de alimentación de alto voltaje también es una capa protectora.
La estructura básica de cualquier tipo de cable de alimentación se compone de tres partes básicas: núcleo de cable conductor, capa aislante y capa protectora.
Núcleo conductor
El núcleo del cable es la parte conductora del cable de alimentación, que se utiliza para transmitir energía eléctrica y es la parte principal del cable de alimentación. La pérdida del núcleo está determinada principalmente por la sección transversal del conductor y el coeficiente de conductividad del material. Para reducir la pérdida del núcleo del cable, el núcleo del cable generalmente está hecho de cobre o aluminio con alta conductividad.
I
capa aislante
La capa de aislamiento es el aislamiento eléctrico entre el núcleo del cable y la tierra y las diferentes fases del núcleo del cable para asegurar la transmisión de energía eléctrica, y es una parte indispensable de la estructura del cable de alimentación. La capa de aislamiento separa el conductor central de la capa protectora para evitar fugas. La capa de aislamiento se utiliza para resistir el efecto del voltaje, la intensidad de su campo de trabajo es muy alta, porque en la capa de aislamiento inevitablemente quedarán algunas burbujas, estas burbujas bajo la acción de un campo eléctrico fuerte, es fácil de ionizar y producir parcial. descarga, y va acompañada de corrosión por ozono de la capa de aislamiento, por lo que se requiere que la capa de aislamiento tenga una buena resistencia a la corona. Actualmente, en los materiales de la capa de aislamiento de cables de 110 kV e inferiores, domina el polietileno reticulado.
Capa protectora
Los cables de alimentación de 15 KV y superiores generalmente tienen una capa de protección del conductor y una capa de protección del aislamiento.
Los cables de alimentación de 6 kV y superiores generalmente tienen una capa de blindaje de conductor y una capa de blindaje de aislamiento. La capa de blindaje protege el campo electromagnético generado por la corriente en el cable para proteger los componentes periféricos. Cuando el cable se daña, la corriente de fuga fluirá a lo largo de la capa protectora hasta la red de conexión a tierra, desempeñando así una función protectora.
1. Ocupa menos espacio. Generalmente enterrado en el suelo o colocado en interiores, zanjas, túneles, la distancia de aislamiento entre las líneas es pequeña, no utiliza postes ni torres, ocupa menos terreno y básicamente no ocupa espacio en la superficie.
2. Alta confiabilidad. Poco afectado por las condiciones climáticas y el entorno circundante, rendimiento de transmisión estable y alta confiabilidad.
3. Tiene condiciones más favorables para el desarrollo de presión ultraalta y gran capacidad, como cables de alimentación superconductores y de baja temperatura.
4. Gran capacitancia distribuida.
5. Menos trabajos de mantenimiento.
Características técnicas
1
Puede soportar voltajes de trabajo altos o incluso extremadamente altos durante mucho tiempo y debe tener un rendimiento de aislamiento eléctrico muy bueno.
2. Puede transmitir una gran corriente (900 amperios o incluso miles de amperios), por lo que utilizará un núcleo de cable conductor con una sección transversal de cientos o incluso miles de milímetros cuadrados.
3. El cable de alimentación adopta una variedad de combinaciones de estructura de capa protectora, que puede adaptarse a varios métodos de tendido y entornos de uso (subterráneo, tubería de zanja de agua, túnel, pozo).
De hecho, la tecnología de aislamiento de alto voltaje, la tecnología de transmisión eléctrica a gran escala, el equilibrio estructural y la estructura de cubierta en la que se basan los cables eléctricos representan el nivel académico de estos aspectos de la disciplina eléctrica.
1. El cable aislado con polietileno reticulado tiene excelentes propiedades dieléctricas, pero poca resistencia a la descarga de corona e ionización.
2. El cable aislado de polietileno tiene un buen rendimiento de proceso, fácil procesamiento, poca resistencia al calor, fácil deformación, fácil de retrasar la combustión, fácil de agrietar.
3. El cable aislado con cloruro de polivinilo es químicamente estable, no combustible y tiene suficientes fuentes de material.
4.El mayor rendimiento de aislamiento de los cables de alimentación lo ofrecen los cables aislados con papel impregnado con aceite.
1.Puede soportar el voltaje de la red eléctrica. Incluyendo voltaje de operación, sobretensión de falla y atmósfera, sobretensión de operación.
2.Puede transmitir la potencia que necesita ser transmitida. Incluye corriente en condiciones normales y de falla.
3. Puede cumplir con la resistencia mecánica y la curvabilidad requeridas para la instalación y el uso, y es duradero y confiable;
4. Ricas fuentes de materiales, economía, proceso simple, bajo costo.
Capacidad de carga actual
1. La capacidad de conducción de corriente del cable de alimentación depende principalmente de la temperatura máxima admisible y la temperatura ambiente circundante, la estructura de cada parte del cable, las características del material y otros factores. De esta manera, la temperatura estable del cable alcanza la temperatura máxima admisible, conocida como corriente admisible o corriente segura.
2. El conductor de cable con aislamiento de polietileno reticulado puede funcionar durante un largo periodo de tiempo. La temperatura es de 90 °C . La clase de tensión del cable con aislamiento de caucho natural es de 6 kW y la temperatura de funcionamiento a largo plazo admisible es de 65 °C . La clase de tensión del cable con aislamiento de polietileno es de 10 kΩ y la temperatura de funcionamiento a largo plazo admisible es de 70 °C.° C. La clase de voltaje del cable aislado de polietileno es de 6k y la temperatura de funcionamiento permitida a largo plazo del conductor del cable es de 65 ℃ .
Fallo común
Fallo por cortocircuito: existen cortocircuitos bifásicos y cortocircuitos trifásicos, causados principalmente por peligros ocultos que quedan en el proceso de fabricación.
Fallo de puesta a tierra: Uno o más núcleos de un cable se rompen hasta llegar a tierra. La resistencia de aislamiento es inferior a 10 k.
ω
, que se llama conexión a tierra de baja resistencia. La resistencia de aislamiento es superior a 10 k.
ω
, que se llama conexión a tierra de alta resistencia. Principalmente debido a la corrosión del cable, grietas del plomo, aislamiento seco, tecnología y materiales de unión.
Fallo lineal: un núcleo de cable o varios núcleos están completamente rotos o parcialmente rotos. Los cables afectados por daños mecánicos, cambios de terreno o cortocircuitos pueden provocar roturas.
Faltas mixtas: dos o más de las faltas anteriores.
Daño externo: Se pueden sufrir daños externos durante el almacenamiento, transporte, tendido y operación del cable, especialmente el cable directamente enterrado que ha sido tendido, el cual es vulnerable a daños en la construcción en tierra de otros proyectos. Este tipo de accidentes suelen representar el 50% de los accidentes con cables. Para evitar este tipo de accidentes, además de fortalecer la calidad del trabajo del almacenamiento, transporte, tendido y otros enlaces de cables, es más importante implementar estrictamente el sistema de movimiento de tierras.
Corrosión de la capa protectora: la corrosión electroquímica de la corriente parásita subterránea o la corrosión química del suelo no neutro hace que la capa protectora sea ineficaz y pierda su efecto protector sobre el aislamiento. La solución es instalar equipos de drenaje en la zona densa de corrientes parásitas; Cuando el suelo local en la línea del cable contiene productos químicos que dañan la cubierta de plomo del cable, el cable debe instalarse en la tubería y el suelo neutro debe usarse como revestimiento y cubierta del cable, y el cable debe recubrirse con asfalto. .
Sobretensión, funcionamiento con sobrecarga: la selección inadecuada del voltaje del cable, la intrusión repentina de alto voltaje durante el funcionamiento o la sobrecarga a largo plazo pueden dañar la resistencia del aislamiento del cable y dañarlo. Esto debe resolverse de manera oportuna fortaleciendo las inspecciones y mejorando las condiciones operativas.
Inundación exterior del cabezal del terminal: debido a una mala construcción, el pegamento aislante no se aplica, lo que provoca la inundación del cabezal del terminal y, finalmente, una explosión. Por lo tanto, es necesario implementar estrictamente las reglas del proceso de construcción y verificarlas y aceptarlas cuidadosamente; Fortalecer la inspección y el mantenimiento oportuno. La fuga de aceite del cabezal del terminal destruye la estructura de sellado, provoca la pérdida y el secado del agente de impregnación en el extremo del cable, aumenta la resistencia térmica, acelera el envejecimiento del aislamiento, absorbe fácilmente la humedad y provoca ruptura térmica. Cuando se encuentra una fuga de aceite del cabezal del terminal, se debe reforzar la inspección y, en casos graves, se debe volver a realizar la falla de energía.
Las plantas de energía, subestaciones y empresas industriales y mineras utilizan una gran cantidad de cables eléctricos, una vez que la explosión del cable provocará un incendio grave y un corte de energía, además, cuando el cable se quema produce una gran cantidad de humo y gas, no solo contaminan el medio ambiente, pero también ponen en peligro la seguridad de la vida humana. Para ello se debe prestar atención a la protección contra incendios de los cables eléctricos.
La capa aislante del cable de alimentación está compuesta de diversas sustancias combustibles como papel, aceite, cáñamo, caucho, plástico y asfalto, por lo que el cable tiene posibilidad de incendio y explosión. Las causas del incendio y la explosión de cables son:
(1) Fallo de cortocircuito causado por daños en el aislamiento. La cubierta protectora del cable de alimentación se daña durante el tendido o el aislamiento del cable se daña por daño mecánico durante la operación, lo que provoca la ruptura del aislamiento entre el cable y la cubierta del cable, y el arco resultante hace que el material aislante y la protección exterior del cable capa de material para quemarse y prender fuego.
(2) El cable está sobrecargado durante mucho tiempo. Operación de sobrecarga durante mucho tiempo, la temperatura de funcionamiento del material de aislamiento del cable excede la temperatura máxima permitida de calentamiento normal, por lo que el envejecimiento y secado del aislamiento del cable, este fenómeno de envejecimiento y secado del aislamiento, generalmente ocurre en toda la línea de cable. . Debido al envejecimiento y secado del aislamiento del cable, el material aislante pierde o reduce el aislamiento y las propiedades mecánicas, por lo que es fácil de romper y quemar, e incluso quemarse en muchos lugares a lo largo de todo el cable al mismo tiempo. .
(3) Cable sumergido en aceite debido a fuga por diferencia de altura, fuga de aceite. Cuando la diferencia de altura del cable sumergido en aceite es grande, puede ocurrir el fenómeno de fuga de aceite. Como resultado del flujo, la parte superior del cable se seca debido a la pérdida de aceite, y la resistencia térmica de esta parte del cable aumenta, provocando que el aislamiento de papel se coque y se rompa de antemano. Además, debido a que el aceite superior fluye hacia abajo, la cabeza del cable superior crea espacio y crea presión negativa, de modo que el cable absorbe fácilmente la humedad y llega al final de la humedad. Debido a la acumulación de aceite en la parte inferior del cable, se genera una gran presión estática, lo que provoca que la cabeza del cable pierda aceite. La humedad del cable y las fugas de aceite aumentan la posibilidad de que se produzca un incendio.
(4) Avería del aislamiento de la caja de conectores intermedia. La unión intermedia de la caja de unión de cables se oxida, se calienta y se vuelve pegajosa durante la operación debido a un engarzado débil, una soldadura débil o una selección inadecuada de los materiales de unión; Al realizar la unión intermedia del cable, la calidad del agente aislante inyectado en la caja de unión intermedia no cumple con los requisitos. Cuando se inyecta el agente aislante, hay poros en la memoria de la caja y la caja de cables está mal sellada y dañada, y la humedad se filtra hacia la caja. Los factores anteriores pueden causar la rotura del aislamiento, formando un cortocircuito y provocando la explosión del cable y un incendio. Red de tecnología de automatización eléctrica.
(5) Quema de cabeza de cable. Debido a la acumulación de humedad en la superficie del cabezal del cable, el casquillo de porcelana del cabezal del cable se rompe y la distancia entre los cables es demasiado pequeña, lo que provoca una llamarada repentina, provocando el aislamiento de la superficie del cabezal del cable y el el aislamiento del cable se queme.
(6)
El fuego externo y las fuentes de calor provocan incendios en los cables. Como la propagación del fuego del sistema de aceite, la propagación del fuego de explosión del disyuntor de aceite, la combustión espontánea del sistema de polvo de la caldera o del sistema de transporte de carbón, la cocción de la tubería de vapor de alta temperatura, la corrosión química de El ácido y el álcali, las chispas de soldadura y otras yescas pueden provocar un incendio en el cable.
Una vez que el cable se incendia, se deben utilizar los siguientes métodos para extinguirlo:
(1) Corte el suministro de energía del cable contra incendios. La quema de cables por incendio, sin importar la causa, debe cortar inmediatamente la energía y luego, de acuerdo con la ruta y las características del cable, verificar cuidadosamente para encontrar el punto de falla del cable y organizar rápidamente al personal para salvarlo.
(2) El incendio en la zanja del cable no es una falla del suministro de energía del cable. Cuando los cables en la zanja de cables están en llamas, si los cables tendidos uno al lado del otro en la misma zanja tienen una posibilidad obvia de incendio, se debe cortar el suministro de energía de estos cables. Si los cables están dispuestos en capas, primero corte el suministro de energía del cable calentado sobre el cable contra incendios, luego corte el suministro de energía del cable al lado del cable contra incendios y finalmente corte el suministro de energía del cable. debajo del cable contra incendios.
(3) Cierre la puerta aislante contra incendios de la zanja para cables o bloquee ambos extremos de la zanja para cables. Cuando el cable en la zanja de cables está en llamas, para evitar la circulación de aire y facilitar una rápida extinción del incendio, se debe cerrar la puerta aislante contra incendios de la zanja de cables o se deben bloquear los dos extremos, y se debe utilizar el método de asfixia. para extinguir el fuego.
(4) Haga un buen trabajo de protección personal al extinguir incendios de cables. Debido a que la quema del cable producirá una gran cantidad de humo y gas, para extinguir el fuego del cable, el personal de rescate debe usar una máscara de gas. Para evitar shocks humanos durante el proceso de rescate, el personal de rescate debe usar guantes de goma y botas aislantes. Si se descubre que el cable de alto voltaje está conectado a tierra, el personal de rescate debe cumplir con las siguientes reglas: no ingresar al espacio interior a menos de 4 m del punto de falla, y no ingresar al espacio exterior a menos de 8 m del punto de falla. Punto de falla, para evitar lesiones por voltaje escalonado y voltaje de contacto. Esto no se aplica al rescate de personas heridas, pero se deben tomar medidas de protección.
(5) Equipos de extinción de incendios utilizados para extinguir incendios de cables. Se deben utilizar extintores para extinguir incendios de cables, como extintores de polvo seco, extintores "1211", extintores de dióxido de carbono, etc. También se puede cubrir con arena seca o loess; Si utiliza agua para extinguir el fuego, lo mejor es utilizar una pistola rociadora; Si el fuego es feroz y no se puede apagar por otros medios, después de cortar la energía, se puede verter agua en la zanja del cable para sellar la falla y extinguir el fuego.
(6) Al extinguir un incendio en un cable, está prohibido tocar la armadura de acero del cable y mover el cable directamente con la mano.