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Cavo di alimentazione XLPE/PVC
Il cavo di alimentazione viene utilizzato per la trasmissione e la distribuzione di cavi di energia elettrica, i cavi di alimentazione sono spesso utilizzati nelle reti elettriche sotterranee urbane, nelle linee delle centrali elettriche, nell'alimentazione interna delle imprese industriali e minerarie e nelle linee di trasmissione sottomarine attraverso il fiume e il mare.
Nella linea elettrica la percentuale di cavi aumenta gradualmente. I cavi di alimentazione sono prodotti via cavo utilizzati per trasmettere e distribuire energia ad alta potenza nella linea dorsale del sistema di alimentazione, inclusi 1-500 KV e oltre vari livelli di tensione, vari cavi di alimentazione isolati.
Sviluppo storico
L'uso dei cavi di alimentazione ha più di 100 anni di storia. Nel 1879, L'inventore americano T.A. Edison avvolse la iuta attorno a barre di rame e le infilò in tubi di ferro, poi li riempimmo con una miscela di asfalto per realizzare cavi. Ha posato il cavo a New York, pioniere della trasmissione di energia sotterranea. L'anno successivo, il britannico Callender ha inventato il cavo elettrico isolato con carta impregnata di asfalto. Nel 1889, l'inglese S.Z. Ferranti ha posato un cavo isolato in carta impregnata d'olio da 10 kV tra Londra e Deptford. Nel 1908, La Gran Bretagna ha costruito una rete via cavo da 20 kV. I cavi elettrici vengono utilizzati sempre più ampiamente. Nel 1911, La Germania ha posato un cavo ad alta tensione da 60 kV, dando inizio allo sviluppo dei cavi ad alta tensione. Nel 1913, il tedesco M. Hochstedt ha sviluppato un cavo schermato in fase componente, che ha migliorato la distribuzione del campo elettrico all'interno del cavo ed eliminato le sollecitazioni tangenziali sull'isolante superficie, diventando una pietra miliare nello sviluppo dei cavi energia. Nel 1952, La Svezia ha posato cavi ad altissima tensione da 380 kV nella centrale elettrica settentrionale, che ha realizzato l'applicazione di cavi ad altissima tensione. Negli anni '80, era stato trasformato in cavi elettrici UHV da 1100 kV e 1200 kV.
Diviso per materiale isolante
1. Cavo di alimentazione isolato con carta impregnata d'olio Cavo di alimentazione isolato con carta impregnata d'olio. Ha la cronologia delle applicazioni più lunga. È sicuro e affidabile, lunga durata, prezzo basso. Lo svantaggio principale è che la posa è limitata dal dislivello. Dallo sviluppo dell'isolamento antigoccia impregnato di carta, il problema della limitazione delle cadute è stato risolto, in modo che i cavi isolati con carta impregnata di olio possano continuare ad essere ampiamente utilizzati.
2. Cavo di alimentazione isolato in plastica Lo strato isolante è un cavo di alimentazione in plastica estrusa. Le materie plastiche comunemente usate sono cloruro di polivinile, polietilene, polietilene reticolato. Il cavo in plastica presenta i vantaggi di una struttura semplice, di fabbricazione e lavorazione convenienti, di leggerezza, di posa e installazione convenienti e non è limitato dalla caduta di posa. Pertanto, è ampiamente utilizzato come cavo di media e bassa tensione e ha la tendenza a sostituire i cavi di carta viscosa impregnata di olio. Il suo più grande svantaggio è la presenza del fenomeno della rottura dendritica, che ne limita l'utilizzo a tensioni più elevate.
3. Lo strato isolante del cavo di alimentazione isolato in gomma è costituito da gomma più vari coadiuvanti, estruso sul nucleo del filo conduttivo dopo completa miscelazione e vulcanizzato mediante riscaldamento. È morbido ed elastico, adatto a movimenti frequenti e piccoli raggi di curvatura di posa.
Comunemente utilizzati come materiali isolanti sono la gomma naturale - miscela di gomma stirene-butadiene, gomma etilene-polipropilene, gomma butilica e così via.
Classificato in base alla tensione
1. Cavo a bassa tensione: adatto per posa fissa in AC 50Hz, tensione nominale 3kv e inferiore sulle linee di trasmissione e distribuzione per la trasmissione di energia elettrica.
2. Cavi di media e bassa tensione: (generalmente 35KV e inferiori): cavi isolati in PVC, cavi isolati in polietilene, cavi isolati in polietilene reticolato, ecc.
3. Cavo ad alta tensione: (generalmente 110 KV e superiore): cavo in polietilene e cavo isolato in polietilene reticolato.
4. Cavo ad altissima tensione: (275 ~ 800KV).
5 Cavo Uhv: (1000KV e superiore).
Graded by voltage
According to the voltage level, it can be divided into medium and low voltage power cables (35 kV and below), high voltage cables (110 kV and above), ultra-high voltage cables (275 ~ 800 kV) and ultra-high voltage cables (1000 kV and above). In addition, it can also be divided into AC cables and DC cables according to the current system.
Divided by insulation material
1. Oil-impregnated paper insulated power cable Power cable insulated with oil-impregnated paper. It has the longest application history. It is safe and reliable, long service life, low price. The main disadvantage is that the laying is limited by the drop. Since the development of non-dripping paper-impregnated insulation, the problem of drop limitation has been solved, so that oil-impregnated paper-insulated cables can continue to be widely used.
2. Plastic insulated power cable The insulation layer is extruded plastic power cable. Commonly used plastics are polyvinyl chloride, polyethylene, crosslinked polyethylene. The plastic cable has the advantages of simple structure, convenient manufacturing and processing, light weight, convenient laying and installation, and is not limited by laying drop. Therefore, it is widely used as a medium and low voltage cable, and has the trend of replacing viscous impregnated oil paper cables. Its biggest disadvantage is the presence of dendritic breakdown phenomenon, which limits its use at higher voltages.
3. The insulating layer of rubber insulated power cable is rubber plus various adjuvants, extruded on the conductive wire core after full mixing, and vulcanized by heating. It is soft and elastic, suitable for frequent movement and small bending radius of laying.
Commonly used as insulation materials are natural rubber - styrene butadiene rubber mixture, ethylene-polypropylene rubber, butyl rubber and so on.
Graded by voltage
1. Low-voltage cable: suitable for fixed laying in AC 50Hz, rated voltage 3kv and below on the transmission and distribution lines for electricity transmission.
2. Medium and low voltage cables: (generally 35KV and below) : PVC insulated cables, polyethylene insulated cables, cross-linked polyethylene insulated cables, etc.
3. High-voltage cable: (generally 110KV and above) : polyethylene cable and cross-linked polyethylene insulated cable.
4. Ultra-high voltage cable: (275 ~ 800KV).
5. Uhv cable: (1000KV and above).sort
According to the voltage level, it can be divided into medium and low voltage power cables (35 kV and below), high voltage cables (110 kV and above), ultra-high voltage cables (275 ~ 800 kV) and ultra-high voltage cables (1000 kV and above). In addition, it can also be divided into AC cables and DC cables according to the current system.
Strato protettivo
Il ruolo dello strato protettivo è proteggere il cavo di alimentazione dall'intrusione di impurità esterne e umidità e impedire che forze esterne danneggino direttamente il cavo di alimentazione. Lo strato protettivo è diviso in uno strato protettivo interno e uno strato protettivo esterno, che servono a proteggere lo strato isolante. La qualità dello strato protettivo è direttamente correlata alla durata del cavo. Lo strato concentrico tra lo strato di armatura e la guaina metallica è lo strato protettivo. Anche l'imbottitura del cavo di alimentazione ad alta tensione funge da strato protettivo.
La struttura di base di qualsiasi tipo di cavo di alimentazione è composta da tre parti fondamentali: nucleo conduttivo, strato isolante e strato protettivo.
Nucleo conduttore
Il nucleo del filo è la parte conduttiva del cavo di alimentazione, che viene utilizzata per trasmettere energia elettrica ed è la parte principale del cavo di alimentazione. La perdita del nucleo è determinata principalmente dalla sezione trasversale del conduttore e dal coefficiente di conducibilità del materiale. Per ridurre la perdita del nucleo del cavo, il nucleo del cavo è generalmente realizzato in rame o alluminio ad alta conduttività.
I
strato isolante
Lo strato isolante è l'isolamento elettrico tra il nucleo del filo e la terra e le diverse fasi del nucleo del filo per garantire la trasmissione dell'energia elettrica ed è una parte indispensabile della struttura del cavo di alimentazione. Lo strato isolante separa il nucleo conduttore dallo strato protettivo per evitare perdite. Lo strato isolante viene utilizzato per resistere all'effetto della tensione, la sua intensità di campo di lavoro è molto elevata, poiché sullo strato isolante rimarranno inevitabilmente delle bolle, queste bolle sotto l'azione di un forte campo elettrico, è facile ionizzarsi e produrre parziali scarico e accompagnato dalla corrosione da ozono dello strato isolante, quindi lo strato isolante deve avere una buona resistenza all'effetto corona. Attualmente, nei materiali degli strati isolanti dei cavi da 110 kV e inferiori, domina il polietilene reticolato.
Strato schermante
I cavi di alimentazione da 15 KV e superiori generalmente hanno uno strato di schermatura del conduttore e uno strato di schermatura isolante.
I cavi di alimentazione da 6 kV e superiori generalmente hanno uno strato schermante del conduttore e uno strato schermante isolante. Lo strato schermante protegge il campo elettromagnetico generato dalla corrente nel cavo per proteggere i componenti periferici. Quando il cavo è danneggiato, la corrente di dispersione fluirà lungo lo strato schermante fino alla rete di messa a terra, svolgendo così una funzione protettiva.
1. Occupa meno spazio. Generalmente sepolti nel terreno o posati all'interno, trincee, tunnel, la distanza di isolamento tra le linee è piccola, non utilizzano pali e torri, occupano meno terreno e fondamentalmente non occupano spazio in superficie.
2. Alta affidabilità. Poco influenzato dalle condizioni climatiche e dall'ambiente circostante, prestazioni di trasmissione stabili e alta affidabilità.
3. Presenta condizioni più favorevoli per lo sviluppo di cavi ad altissima pressione e di grande capacità, come cavi elettrici a bassa temperatura e superconduttori.
4. Grande capacità distribuita.
5. Meno lavori di manutenzione.
Caratteristiche tecniche
1
Può resistere a lungo a tensioni di esercizio elevate o addirittura estremamente elevate e dovrebbe avere ottime prestazioni di isolamento elettrico.
2. Può trasmettere una corrente elevata (900 A o addirittura migliaia di A), quindi utilizzerà un nucleo di filo conduttivo con un'area della sezione trasversale di centinaia o addirittura migliaia di millimetri quadrati.
3. Il cavo di alimentazione adotta una varietà di combinazioni di strutture di strato protettivo, che possono adattarsi a vari metodi di posa e ambienti di utilizzo (sotterraneo, tubo di trincea dell'acqua, tunnel, pozzo).
In effetti, la tecnologia di isolamento ad alta tensione, la tecnologia di trasmissione elettrica di grandi dimensioni, l’equilibrio strutturale e la struttura della guaina su cui fanno affidamento i cavi di alimentazione rappresentano il livello accademico di questi aspetti della disciplina elettrica.
1. Crosslinked polyethylene insulated cable has excellent dielectric properties, but poor resistance to corona and ionization discharge.
2. Polyethylene insulated cable has good process performance, easy processing, poor heat resistance, easy deformation, easy to delay burning, easy to crack.
3. Polyvinyl chloride insulated cable is chemically stable, non-combustible, and has sufficient material sources.
4.The higher insulation performance of power cables is oil-impregnated paper insulated cables.
1. Può resistere alla tensione della rete elettrica. Inclusa tensione operativa, sovratensione di guasto e atmosfera, sovratensione operativa.
2.Può trasmettere la potenza che deve essere trasmessa. Include la corrente in condizioni normali e di guasto.
3. Può soddisfare la resistenza meccanica e la curvabilità richieste per l'installazione e l'uso ed è durevole e affidabile;
4. Fonti materiali ricche, economia, processo semplice, basso costo.
Capacità di carico corrente
1. The current carrying capacity of the power cable mainly depends on the maximum allowable temperature and the ambient temperature around the cable, the structural ruler of each part of the cable and the material characteristics and other factors. So that the stable temperature of the wire reaches the maximum allowable temperature of the cable, known as the allowable current or safe current.
2. The cross-linked polyethylene insulated cable conductor is allowed to work for a long time. The temperature is 90℃. The voltage class of the natural rubber insulated cable is 6kW, and the long-term allowable operating temperature of the cable conductor is 65℃. The voltage class of polyethylene insulated cable is 10k state, and the long-term allowable operating temperature of the cable conductor is 70 ° C. The voltage class of the polyethylene insulated cable is 6k, and the long-term allowable operating temperature of the cable conductor is 65℃.
Colpa comune
Guasto da cortocircuito: sono presenti cortocircuiti bifase e trifase, principalmente causati da pericoli nascosti lasciati nel processo di produzione.
Guasto a terra: uno o più conduttori di un cavo si interrompono a terra. La resistenza di isolamento è inferiore a 10 k
ω
, che si chiama messa a terra a bassa resistenza. La resistenza di isolamento è superiore a 10 k
ω
, che si chiama messa a terra ad alta resistenza. Principalmente a causa della corrosione del cavo, delle crepe nel piombo, dell'isolamento a secco, della tecnologia e dei materiali dei giunti.
Guasto lineare: uno o più conduttori del cavo sono completamente rotti o incompleti. I cavi interessati da danni meccanici, cambiamenti del terreno o cortocircuiti possono causare la rottura del filo.
Difetti misti: due o più dei difetti di cui sopra.
Danni esterni: durante lo stoccaggio, il trasporto, la posa e il funzionamento del cavo possono verificarsi danni esterni, in particolare il cavo direttamente interrato che è stato posato, che è vulnerabile ai danni nella costruzione del terreno di altri progetti. Tali incidenti tendono a rappresentare il 50% degli incidenti via cavo. Per evitare tali incidenti, oltre a rafforzare la qualità del lavoro di stoccaggio, trasporto, posa e altri collegamenti dei cavi, è più importante implementare rigorosamente il sistema di movimento terra.
Corrosione dello strato protettivo: la corrosione elettrochimica della corrente vagante sotterranea o la corrosione chimica del terreno non neutro rende inefficace lo strato protettivo e perde il suo effetto protettivo sull'isolante. La soluzione è installare apparecchiature di drenaggio nella zona densa di correnti vaganti; Quando il terreno locale sulla linea del cavo contiene sostanze chimiche che danneggiano la copertura in piombo del cavo, il cavo deve essere installato nel tubo e il terreno neutro deve essere utilizzato come rivestimento e copertura del cavo e il cavo deve essere rivestito di asfalto .
Sovratensione, funzionamento in sovraccarico: una selezione errata della tensione del cavo, un'improvvisa intrusione di alta tensione durante il funzionamento o un sovraccarico a lungo termine possono danneggiare la resistenza dell'isolamento del cavo e provocare la rottura del cavo. Questo problema deve essere risolto in modo tempestivo rafforzando le ispezioni e migliorando le condizioni operative.
Allagamento della testata terminale esterna: a causa della cattiva costruzione, la colla isolante non viene riempita, con conseguente allagamento della testata terminale ed eventualmente esplosione. Pertanto, è necessario attuare rigorosamente le regole del processo di costruzione e verificarle e accettarle attentamente; Rafforzare l'ispezione e la manutenzione tempestiva. La perdita d'olio della testa terminale distrugge la struttura di tenuta, provoca la perdita e l'essiccamento dell'impregnante all'estremità del cavo, aumenta la resistenza termica, accelera l'invecchiamento dell'isolante, assorbe facilmente l'umidità e provoca la rottura termica. Quando viene rilevata una perdita d'olio dalla testa del terminale, l'ispezione deve essere rafforzata e, nei casi più gravi, l'interruzione dell'alimentazione deve essere ripetuta.
Le centrali elettriche, le sottostazioni e le imprese industriali e minerarie fanno un gran numero di usi di cavi elettrici, una volta che l'incendio del cavo esplode, causerà gravi incendi e interruzioni di corrente, inoltre, quando la combustione del cavo produce molto fumo e gas, non solo inquinano l’ambiente, ma mettono anche in pericolo la sicurezza della vita umana. A tal fine, è necessario prestare attenzione alla protezione antincendio dei cavi di alimentazione.
Lo strato isolante del cavo di alimentazione è composto da varie sostanze combustibili come carta, olio, canapa, gomma, plastica e asfalto, pertanto il cavo presenta il rischio di incendio ed esplosione. Le cause dell'incendio e dell'esplosione del cavo sono:
(1) Guasto da cortocircuito causato da danni all'isolamento. La copertura protettiva del cavo di alimentazione viene danneggiata durante la posa o l'isolamento del cavo viene danneggiato da un danno meccanico durante il funzionamento, che provoca la rottura dell'isolamento tra il cavo e la copertura del cavo e l'arco risultante provoca il materiale isolante e la protezione esterna del cavo materiale di strato per bruciare e prendere fuoco.
(2) Il cavo è stato sovraccaricato per lungo tempo. Durante il funzionamento in sovraccarico per un lungo periodo, la temperatura di funzionamento del materiale isolante del cavo supera la temperatura massima consentita per il normale riscaldamento, in modo che l'invecchiamento e l'essiccazione dell'isolamento del cavo, questo fenomeno di invecchiamento e essiccazione dell'isolamento, si verifichi solitamente nell'intera linea del cavo . A causa dell'invecchiamento e dell'essiccazione dell'isolamento del cavo, il materiale isolante perde o riduce le proprietà isolanti e meccaniche, quindi è facile rompersi e bruciare e persino bruciare contemporaneamente in molti punti lungo l'intera lunghezza del cavo .
(3) Cavo immerso nell'olio a causa di perdita di differenza di altezza, perdita d'olio. Quando la differenza di altezza del cavo immerso nell'olio è ampia, può verificarsi il fenomeno della perdita d'olio. Come risultato del flusso, la parte superiore del cavo si secca a causa della perdita di olio e la resistenza termica di questa parte del cavo aumenta, provocando la cokefazione e la rottura anticipata dell'isolamento in carta. Inoltre, poiché l'olio superiore scorre verso il basso, la testa del cavo superiore crea spazio e crea pressione negativa, in modo che il cavo assorba facilmente l'umidità e metta fine all'umidità. A causa dell'accumulo di olio nella parte inferiore del cavo, si genera una grande pressione statica che provoca la perdita di olio dalla testa del cavo. L'umidità dei cavi e le perdite d'olio aumentano il rischio di incendi.
(4) Rottura dell'isolamento della scatola di connessione centrale. Il giunto centrale della scatola di giunzione del cavo è ossidato, riscaldato e gommoso durante il funzionamento a causa di una piegatura debole, di una saldatura debole o di una selezione impropria dei materiali di giunzione; Quando si realizza il giunto intermedio del cavo, la qualità dell'agente isolante iniettato nella scatola del giunto intermedio non soddisfa i requisiti. Quando l'agente isolante viene iniettato, sono presenti dei pori nella memoria della scatola e la scatola dei cavi è scarsamente sigillata e danneggiata e l'umidità fuoriesce all'interno della scatola. I suddetti fattori possono causare la rottura dell'isolamento, la formazione di un cortocircuito e l'esplosione e l'incendio del cavo. Rete tecnologica di automazione elettrica
(5) Testa del cavo bruciata. A causa dell'accumulo di umidità sulla superficie della testa del cavo, la boccola in porcellana della testa del cavo si rompe e la distanza tra i fili è troppo piccola, il che provoca una fiammata, causando l'isolamento superficiale della testa del cavo e l'isolamento del cavo potrebbe bruciarsi.
(6)
Il fuoco esterno e le fonti di calore causano incendi nei cavi. Come la diffusione dell'incendio del sistema petrolifero, la diffusione dell'incendio dell'esplosione dell'interruttore del petrolio, la combustione spontanea del sistema di polvere della caldaia o del sistema di trasporto del carbone, la cottura del gasdotto ad alta temperatura, la corrosione chimica di l'acido e gli alcali, le scintille di saldatura e altri esca possono incendiare il cavo.
Una volta che il cavo prende fuoco, è necessario utilizzare i seguenti metodi per estinguerlo:
(1) Interrompere l'alimentazione del cavo antincendio. L'incendio del cavo, indipendentemente dalla causa, dovrebbe interrompere immediatamente l'alimentazione e quindi, in base al percorso e alle caratteristiche del cavo, controllare attentamente per scoprire il punto difettoso del cavo e organizzare rapidamente il personale per salvare.
(2) L'incendio nella trincea dei cavi non è un guasto del cavo di alimentazione. Quando i cavi nella trincea sono in fiamme, se i cavi posati fianco a fianco con la stessa trincea hanno un'evidente possibilità di incendio, l'alimentazione di questi cavi deve essere interrotta. Se i cavi sono disposti a strati, interrompere prima l'alimentazione del cavo riscaldato sopra il cavo antincendio, quindi interrompere l'alimentazione del cavo affiancato al cavo antincendio e infine interrompere l'alimentazione del cavo sotto il cavo antincendio.
(3) Chiudere la porta isolante tagliafuoco della trincea dei cavi o bloccare entrambe le estremità della trincea dei cavi. Quando il cavo nella trincea dei cavi è in fiamme, per evitare la circolazione dell'aria e facilitare una rapida estinzione dell'incendio, la porta isolante antincendio della trincea dei cavi deve essere chiusa o le due estremità devono essere bloccate e deve essere utilizzato il metodo del soffocamento per spegnere il fuoco.
(4) Fare un buon lavoro di protezione personale quando si estinguono gli incendi dei cavi. Poiché l'incendio del cavo produrrà molto fumo e gas e spegnerà l'incendio del cavo, il personale di soccorso dovrebbe indossare una maschera antigas. Per evitare shock durante il processo di salvataggio, il personale di soccorso deve indossare guanti di gomma e stivali isolanti. Se il cavo ad alta tensione risulta collegato a terra, il personale di soccorso deve rispettare le seguenti regole: non entrare nello spazio interno entro 4 m dal punto del guasto e non entrare nello spazio esterno entro 8 m dal punto del guasto punto di guasto, in modo da evitare lesioni dovute alla tensione di passaggio e alla tensione di contatto. Ciò non si applica al salvataggio di persone ferite, ma dovrebbero essere adottate misure protettive.
(5) Attrezzature estinguenti utilizzate per estinguere gli incendi dei cavi. Per estinguere gli incendi dei cavi è necessario utilizzare estintori, come estintori a polvere secca, estintori "1211", estintori ad anidride carbonica, ecc. Può essere ricoperto anche con sabbia asciutta o loess; Se si utilizza l'acqua per estinguere l'incendio, è meglio utilizzare una pistola a spruzzo; Se l'incendio è violento e non può essere spento con altri mezzi, dopo aver interrotto l'alimentazione, è possibile versare dell'acqua nella trincea del cavo per sigillare il guasto ed estinguere l'incendio.
(6) Quando si spegne un incendio del cavo, è vietato toccare l'armatura d'acciaio del cavo e spostare il cavo direttamente con le mani.