Mewn systemau pŵer modern, mae ceblau foltedd uchel yn chwarae rhan hanfodol. O gridiau pŵer tanddaearol mewn dinasoedd i linellau trosglwyddo pellter hir ar draws mynyddoedd ac afonydd, mae ceblau foltedd uchel yn sicrhau trosglwyddiad ynni trydanol effeithlon, sefydlog a diogel. Bydd yr erthygl hon yn archwilio'n fanwl y gwahanol dechnolegau sy'n gysylltiedig â cheblau foltedd uchel, gan gynnwys eu strwythur, dosbarthiad, proses weithgynhyrchu, nodweddion perfformiad, gosod a chynnal a chadw.
1. Strwythur sylfaenol ceblau foltedd uchel
Mae ceblau foltedd uchel yn cynnwys dargludyddion, haenau inswleiddio, haenau cysgodi a haenau amddiffynnol yn bennaf.
Y dargludydd yw'r sianel drosglwyddo ar gyfer cerrynt ac fel arfer mae wedi'i wneud o gopr neu alwminiwm. Mae gan gopr ddargludedd a hydwythedd da, tra bod alwminiwm yn gymharol isel o ran cost ac yn ysgafn o ran pwysau. Mae'r dargludyddion hyn fel arfer ar ffurf gwifrau aml-linyn wedi'u troelli i gynyddu hyblygrwydd.
Mae'r haen inswleiddio yn rhan allweddol o'r cebl foltedd uchel, sy'n chwarae rhan wrth atal gollyngiadau cerrynt ac ynysu'r dargludydd o'r byd y tu allan. Mae deunyddiau inswleiddio cyffredin yn cynnwys polyethylen traws-gysylltiedig (XLPE), papur olew, ac ati. Mae gan XLPE briodweddau trydanol rhagorol, ymwrthedd gwres a chryfder mecanyddol, ac fe'i defnyddir yn helaeth mewn ceblau foltedd uchel modern.
Mae'r haen amddiffyn wedi'i rhannu'n amddiffyn mewnol a amddiffyn allanol. Defnyddir y amddiffyn mewnol i wneud y maes trydan yn unffurf ac atal gollyngiad lleol rhag niweidio'r haen inswleiddio; gall y amddiffyn allanol leihau ymyrraeth y maes electromagnetig allanol ar y cebl, a hefyd atal y cebl rhag cael effaith electromagnetig ar y byd y tu allan.
Mae'r haen amddiffynnol yn amddiffyn y cebl yn bennaf rhag difrod gan ffactorau allanol fel difrod mecanyddol, cyrydiad cemegol a dŵr yn treiddio. Fel arfer mae'n cynnwys arfwisg fetel a gwain allanol. Gall yr arfwisg fetel ddarparu cryfder mecanyddol, ac mae gan y gwain allanol swyddogaethau gwrth-ddŵr a gwrth-cyrydiad.
2. Dosbarthu ceblau foltedd uchel
Yn ôl y lefel foltedd, gellir rhannu ceblau foltedd uchel yn geblau foltedd canolig (yn gyffredinol 3-35kV), ceblau foltedd uchel (35-110kV), ceblau foltedd uwch-uchel (110-500kV) a cheblau foltedd uwch-uchel (uwchlaw 500kV). Mae ceblau o wahanol lefelau foltedd yn wahanol o ran dyluniad strwythurol, gofynion inswleiddio, ac ati.
O safbwynt deunyddiau inswleiddio, yn ogystal â'r ceblau XLPE a'r ceblau papur olew a grybwyllir uchod, mae yna hefyd geblau rwber ethylene-propylen. Mae gan geblau papur olew hanes hir, ond oherwydd eu costau cynnal a chadw uchel a rhesymau eraill, maent wedi cael eu disodli'n raddol gan geblau XLPE. Mae gan gebl rwber ethylene-propylen hyblygrwydd da a gwrthiant tywydd da, ac mae'n addas ar gyfer rhai achlysuron arbennig.
3. Proses gweithgynhyrchu cebl foltedd uchel
Mae gweithgynhyrchu cebl foltedd uchel yn broses gymhleth a sensitif.
Mae gweithgynhyrchu dargludyddion yn gyntaf yn ei gwneud yn ofynnol i'r deunyddiau crai copr neu alwminiwm gael eu hymestyn, eu troelli a phrosesau eraill i sicrhau cywirdeb dimensiynol a phriodweddau mecanyddol y dargludydd. Yn ystod y broses droelli, rhaid trefnu llinynnau'r llinynnau'n agos at ei gilydd i wella dargludedd y dargludydd.
Mae allwthio'r haen inswleiddio yn un o'r camau allweddol. Ar gyfer yr haen inswleiddio XLPE, mae'r deunydd XLPE yn cael ei allwthio ar dymheredd uchel a'i lapio'n gyfartal ar y dargludydd. Yn ystod y broses allwthio, rhaid rheoli paramedrau fel tymheredd, pwysau a chyflymder allwthio yn llym i sicrhau ansawdd ac unffurfiaeth trwch yr haen inswleiddio.
Fel arfer, gwneir yr haen amddiffynnol trwy wehyddu gwifren fetel neu lapio tâp metel. Mae prosesau gweithgynhyrchu'r amddiffyniadau mewnol ac allanol ychydig yn wahanol, ond mae angen i'r ddau sicrhau cyfanrwydd yr haen amddiffynnol a chysylltiad trydanol da.
Yn olaf, mae cynhyrchu'r haen amddiffynnol yn cynnwys gosod yr arfwisg fetel ac allwthio'r wain allanol. Dylai'r arfwisg fetel ffitio'n dynn ar y cebl, a dylai allwthio'r wain allanol sicrhau ymddangosiad llyfn heb ddiffygion fel swigod a chraciau.
4. Nodweddion perfformiad ceblau foltedd uchel
O ran perfformiad trydanol, mae angen i geblau foltedd uchel fod â gwrthiant inswleiddio uchel, colled dielectrig isel a gwrthiant foltedd da. Gall gwrthiant inswleiddio uchel atal gollyngiadau cerrynt yn effeithiol, mae colled dielectrig isel yn lleihau colli ynni trydanol yn ystod trosglwyddo, ac mae gwrthiant foltedd da yn sicrhau y gall y cebl weithredu'n ddiogel mewn amgylchedd foltedd uchel.
O ran priodweddau mecanyddol, dylai'r cebl fod â chryfder tynnol, radiws plygu a gwrthiant effaith digonol. Yn ystod y gosodiad a'r gweithrediad, gall y cebl gael ei ymestyn, ei blygu a chael effaith grym allanol. Os nad yw'r priodweddau mecanyddol yn ddigonol, mae'n hawdd achosi difrod i'r cebl.
Mae perfformiad thermol hefyd yn agwedd bwysig. Bydd y cebl yn cynhyrchu gwres yn ystod y llawdriniaeth, yn enwedig wrth redeg o dan lwyth uchel. Felly, mae angen i'r cebl fod â gwrthiant gwres da a gallu gweithio'n normal o fewn ystod tymheredd benodol heb broblemau fel heneiddio inswleiddio. Mae gan gebl XLPE wrthiant gwres cymharol dda a gall weithredu am amser hir ar dymheredd uwch.
5. Gosod a chynnal a chadw ceblau foltedd uchel
O ran gosod, y peth cyntaf i'w wneud yw cynllunio'r llwybr i sicrhau bod y llwybr gosod cebl yn rhesymol ac yn ddiogel. Yn ystod y broses osod, dylid cymryd gofal i osgoi ymestyn, plygu ac allwthio'r cebl yn ormodol. Ar gyfer gosod ceblau pellter hir, defnyddir offer fel cludwyr cebl fel arfer i gynorthwyo'r gwaith adeiladu.
Mae cynhyrchu cymalau cebl yn gyswllt allweddol yn y broses osod. Mae ansawdd y cymal yn effeithio'n uniongyrchol ar ddibynadwyedd gweithredol y cebl. Wrth wneud cymalau, mae angen stripio, glanhau, cysylltu ac inswleiddio'r cebl. Mae angen cyflawni pob cam yn llym yn unol â gofynion y broses er mwyn sicrhau bod priodweddau trydanol a mecanyddol y cymal yn bodloni'r gofynion.
Mae gwaith cynnal a chadw yn hanfodol ar gyfer gweithrediad sefydlog hirdymor ceblau foltedd uchel. Gall archwiliadau rheolaidd ganfod yn brydlon a yw ymddangosiad y cebl wedi'i ddifrodi neu a yw'r wain wedi'i difrodi. Ar yr un pryd, gellir defnyddio rhywfaint o offer profi hefyd i brofi perfformiad inswleiddio a rhyddhau rhannol y cebl. Os canfyddir problemau, dylid eu hatgyweirio neu eu disodli mewn pryd.
6. Methiant a chanfod ceblau foltedd uchel
Mae methiannau cyffredin ceblau foltedd uchel yn cynnwys chwalfa inswleiddio, datgysylltu dargludydd, a methiant cymal. Gall chwalfa inswleiddio gael ei hachosi gan heneiddio inswleiddio, rhyddhau rhannol, neu or-foltedd allanol. Fel arfer, mae datgysylltu dargludydd yn cael ei achosi gan rym mecanyddol allanol neu orlwytho hirdymor. Gall methiant cymal gael ei achosi gan broses weithgynhyrchu cymal gwael neu wresogi difrifol yn ystod gweithrediad.
Er mwyn canfod y namau hyn, mae yna lawer o ddulliau canfod. Mae canfod rhyddhau rhannol yn ddull a ddefnyddir yn gyffredin. Trwy ganfod y signal a gynhyrchir gan ryddhad rhannol yn y cebl, gellir pennu a oes diffygion inswleiddio y tu mewn i'r cebl. Gall y prawf foltedd gwrthsefyll ganfod capasiti foltedd gwrthsefyll y cebl a chanfod problemau inswleiddio posibl. Yn ogystal, gall technoleg delweddu thermol is-goch ganfod y dosbarthiad tymheredd ar wyneb y cebl, er mwyn darganfod a oes gan y cebl broblemau fel gorboethi lleol.
7. Tuedd cymhwyso a datblygu ceblau foltedd uchel mewn systemau pŵer
Mewn systemau pŵer, defnyddir ceblau foltedd uchel yn helaeth mewn trawsnewid grid pŵer trefol, llinellau allfa gorsafoedd pŵer mawr, trosglwyddo cebl tanddwr a meysydd eraill. Mewn gridiau pŵer trefol, oherwydd lle cyfyngedig, gall defnyddio ceblau tanddaearol arbed lle a gwella harddwch y ddinas. Mae llinellau allfa gorsafoedd pŵer mawr yn gofyn am ddefnyddio ceblau foltedd uchel i drosglwyddo trydan i is-orsafoedd pell. Gall trosglwyddo cebl tanddwr wireddu trosglwyddo pŵer trawsforol a darparu cyflenwad pŵer sefydlog ar gyfer ynysoedd ac ardaloedd arfordirol.
Gyda datblygiad parhaus technoleg pŵer, mae ceblau foltedd uchel hefyd wedi dangos rhai tueddiadau datblygu. Un yw ymchwil a datblygu a chymhwyso ceblau â lefelau foltedd uwch. Gyda'r cynnydd yn y galw am drosglwyddo pŵer pellter hir, bydd datblygu ceblau foltedd uwch-uchel yn dod yn ffocws. Yr ail yw deallusrwydd ceblau. Trwy integreiddio synwyryddion ac offer arall i'r cebl, gellir cyflawni monitro amser real o statws gweithredu'r cebl a rhybuddio am fai, a thrwy hynny wella dibynadwyedd gweithredu'r cebl. Y trydydd yw datblygu ceblau sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd. Wrth i ofynion pobl ar gyfer diogelu'r amgylchedd gynyddu, bydd ymchwil a datblygu deunyddiau cebl ailgylchadwy llygredd isel yn gyfeiriad datblygu yn y dyfodol.
Amser postio: Medi-24-2024