كابلات طاقة عالية الجهد مع عزل ورق مغلف بالرصاص وغدد كبلية

الكابلات الكهربائية مخصصة لنقل وتوزيع الكهرباء في المنطقة وتزويدها بمجمعات التيار.

على الرغم من أن تركيب الكابلات أكثر تكلفة من الخطوط العلوية ، إلا أنه يتم استخدامها بشكل متزايد كحل مفضل. اليوم ، يتم تشغيل كابلات الجهد العالي بشكل أساسي عند مستويات جهد 380 كيلو فولت و 110 كيلو فولت و 35 كيلو فولت و 20 كيلو فولت و 10 كيلو فولت و 400 فولت.

بينما اليوم يتم إنتاج فقط الكابلات ذات العزل البلاستيكي و غمد XLPE، الكبل الكلاسيكي ذو الجهد العالي هو الكبل الورقي المزعوم.

بدأ مد كابلات XLPE على نطاق واسع قبل الثمانينيات ، على الرغم من أن هذه العملية بدأت في بعض البلدان في وقت لاحق. تتمثل إحدى الميزات البارزة بشكل خاص في مستوى الجهد هذا في التنوع الهائل لأنواع كبلات البوليمر البديلة.

كابلات الطاقة المعزولة بالورق (يسار) مقابل كابل XLPE

كابلات كهربائية مع عزل ورق مشرب

تمتلك كابلات الرصاص المعزولة بالورق نفس البنية الأساسية تقريبًا لمستويات الجهد من 400 فولت إلى 35 كيلو فولت.لقد تم استخدامها لنقل الطاقة منذ إدخال أنظمة الطاقة الأولى في أواخر القرن التاسع عشر.

كابل إمداد طاقة مصفح ومغلف بالرصاص من القرن العشرين

بالنسبة لجهود التشغيل التي تصل إلى 35 كيلو فولت وتتضمن هذه الكابلات ، يتم تصنيع هذه الكابلات بعزل ورق الكابلات المشبع بالزيت الصنوبري في غلاف الرصاص والدروع ، اعتمادًا على ظروف التمديد.

تصنع الكابلات والأسلاك الموضوعة على السفن المستخدمة في صناعات التعدين والتصنيع والزراعة بشكل أساسي من المطاط أو البلاستيك العازل في خرطوم مرن مصنوع من المطاط أو PVC.

تتميز كابلات الطاقة بعدد النوى: واحد ، اثنان ، ثلاثة وأربعة نوى. يمكن أن تكون الموصلات مفردة أو متعددة الأسلاك ، وفي الشكل - مستديرة ، قطاعية ، مجزأة وبيضاوية.

كما ذكر أعلاه ، ظهر كبل بثلاثة أسلاك بجهد يصل إلى 6 كيلو فولت في نهاية القرن التاسع عشر. في البداية ، كان كبلًا به أسلاك نحاسية مستديرة ، وطبقة سميكة من العزل المشبع بالورق على الأسلاك ، وبنفس السماكة مع طبقة (حزام) مشتركة من العزل على الأسلاك المعزولة الملتوية معًا ، أي تحت الرصاص غمد.

مثال على كابل الرصاص في إعلان Kabelwerke Brugg من عام 1927.

مد كابل 30 ك.ف في المانيا عام 1928.

يسير تطوير كابل الطاقة على طول خطوط زيادة جهد العمل للكابل وموثوقية تشغيله ، ولكن ليس من خلال زيادة سماكة طبقة العزل ، ولكن من خلال تحسين الجودة وتحسين استخدام كابل العزل مادة في الكابل.

تحسين المؤشرات الاقتصادية للكابل أيقبل كل شيء ، يتم تحديد تخفيض سعره من خلال توفير المواد الأساسية نظرًا لاستخدامها بشكل أفضل وتحسين العملية التكنولوجية (تقليل دورة الإنتاج ، وتقليل الفاقد ورفض الإنتاج).

في عشرينيات القرن الماضي ، تم استبدال الموصلات الدائرية في كبلات الطاقة متعددة النواة بموصلات قطاعية وقطاعية ، حيث زاد مستوى إنتاج الكابلات كثيرًا بحلول هذا الوقت بحيث أصبح من الممكن إنتاج كبلات طاقة موثوقة بموصلات غير دائرية تصل إلى 10 كيلو فولت شاملة .

النوع الرئيسي من كبل الطاقة الورقي المشبع هو كابل القطاع.

يحتوي هذا الكبل على طبقة عازلة على كل قلب (عزل طور) وطبقة عازلة مشتركة فوق النوى الثلاثة المعزولة الملتوية معًا (عزل الحزام). يسمى هذا الكابل كبل مع عزل الحزام أو وفقًا لنوع المجال الكهربائي في هو ، كبل مع مجال غير شعاعي ، ونوع التشريب - كبل مع تشريب لزج.

لتعيين كابل من هذا النوع ، يتم استخدام الرموز (العلامات التجارية) اعتمادًا على نوع الدرع والغطاء الخارجي ، على سبيل المثال:

• SG - كابل بدون درع وأغطية فوق الرصاص ،
• CA - يتم تطبيق طبقة من الأسفلت على غلاف الرصاص ،
• SB - فوق الرصاص عبارة عن درع مكون من شريطين من الصلب وغطاء من خيوط الكابلات المشبعة بالبيتومين (الجوت) ،
• SBG - نفس التصميم السابق ولكن بدون غطاء الجوت فوق المصد ،
• OP و SK - كبل مع درع من الأسلاك المسطحة أو المستديرة.

يشير الحرف الأول من العلامة التجارية إلى وجود غلاف ، ويشير الحرف الأخير إلى نوع الأغطية الواقية.

من أجل توفير الرصاص عن طريق تقليل القطر في كبلات الطاقة متعددة النواة (ثنائية وثلاثية وأربعة نواة) ، لا يتم تصنيع موصلات الكبل بشكل دائري ، ولكن على شكل قطاع أو مقطع.

يبلغ قطر الكبل ثلاثي النواة المزود بموصلات قطاعية حوالي 15٪ أصغر بقطر من الكبل ذي الموصلات المستديرة من نفس المقطع العرضي. يمكن تقدير توفير الرصاص الناتج عن إدخال موصلات القطاع في الكابلات ثلاثية الموصلات بمتوسط ​​20٪.

يمكن أن تكون موصلات كابل ثلاثي الطور على شكل بيضاوي يقترب من القطع الناقص. ميزة هذا الشكل من الوريد هي أن الوريد البيضاوي لا يحتوي على زوايا حادة مثل الوريد القطاعي.

يمكن أن يوفر استخدام الموصل البيضاوي في الكابلات ذات الجهد العالي 35 كيلو فولت بعض التعويض عن التغيرات الحرارية في تركيبة التشريب في الطبقة العازلة للكابل وبالتالي تحسين جودة الكابل.

المواد العازلة الرئيسية التي تصنع منها الطبقة العازلة لكابل الطاقة في مصنع الكابلات هي ورق الكابلات ومركب القراءة.

يتم تشريب الطبقة الورقية للكابل من أجل استبدال الهواء في الورق وبين طبقات الأشرطة الورقية بالزيت المعدني أو ببعض مركبات التشريب الأخرى الأقوى في التوصيل الكهربائي.

لا يقتصر دور الورق على الاحتفاظ بمركب التشريب. إن وجود الورق في الطبقة العازلة للكابل يجعل من الممكن الحصول على طبقة عازلة تكون قوة كسرها أعلى بثلاث مرات تقريبًا من قوة كسر خليط التشريب.

يجب أن يكون لورق الكابلات المستخدم في إنتاج الطبقة العازلة لكابلات الطاقة خصائص ميكانيكية معينة تضمن تداخلًا محكمًا لشرائط الورق على قلب الكابل ، والخصائص الفيزيائية اللازمة للتنفيذ السليم لعملية التشريب ، ويجب ألا تحتوي على شوائب ، مما يقلل الخواص الكهربائية للورق بعد التشريب.

لا يمكن أن يوفر بناء كبل 20 و 35 كيلوفولت مع عزل الحزام موثوقية كافية في التشغيل ، ويرجع ذلك أساسًا إلى وجود مكونات متدرجة عرضية في عزل الكبل بسبب عدم شعاع المجال الكهربائي.

لهذا الجهد ، يتم تطبيق هيكل به ثلاثة عروق من الرصاص ملتوية في درع شريطي مشترك ، تم تحديده تقليديًا بواسطة العلامة التجارية OSB. تم اقتراح هذا التصميم لأول مرة في عام 1923 من قبل A. Yakovlev و S.M Bragin.

تم دائمًا إنتاج الكابلات ذات الجهد العالي للجهود التي تزيد عن 20 كيلو فولت ككابل أحادي النواة ، أي مع مجال كهربائي شعاعي ، لأنه في هذه الحالة تكون موثوقية الكبل عند الجهد العالي ذات أهمية خاصة.

يتم استخدامها بشكل أساسي لـ 110 و 220 كيلو فولت الكابلات المملوءة بالزيت السمة الرئيسية لها هي أن العزل الورقي لهذا الكابل مشبع بزيت معدني منخفض اللزوجة ، والذي يمكن أن يتحرك بسهولة على طول الكبل على طول النواة المجوفة المركزية تحت تأثير الضغط الزائد الناتج في الكابل.

عندما تتغير درجة حرارة الكبل ، فإن الزيت المتحرك بحرية يجعل من الممكن تعويض التغيرات في درجة الحرارة في الحجم في الطبقة العازلة بمساعدة معدات الطاقة ، والتي تؤدي في الكابل مع التشريب اللزج إلى تكوين فراغات وتدمير.

إن وجود قلب مجوف يجعل من الممكن تجفيف وتغذية الكبل أثناء الإنتاج بحيث لا يبقى عمليا أي فقاعات أو شوائب غازية فيه.

أثناء الإنتاج ، يتم لف الكابل على أسطوانة ويتم توصيله بخزان زيت خاص تحت ضغط إيجابي معين. بفضل هذا الجهاز ، لا تتشكل شوائب الغاز في الكابل ، حتى مع تغيرات كبيرة في درجات الحرارة.

كابل حديث OSB-35 3 × 120 للجهد 35 كيلو فولت

أختام الكابلات

يتم توفير عروات وموصلات الكابلات للسماح بتوصيل الكابلات بأجهزة أخرى أو ببعضها البعض.

نظرًا لأن الكابلات مصنوعة بطول محدود ، فإن تركيبات التوصيل - ما يسمى بالغدد الكبلية - مطلوبة. تتمثل مهمة صندوق الكبل في توصيل طرفي الكبل ببعضهما البعض.

عرض توضيحي لوصلة كبل 30 كيلوفولت من متحف لايبزيغ والتي تظهر عند فتحها كيفية عمل رابط الكابل هذا:

يتم لحام التوصيل المباشر لسلك الألمنيوم وتشكيله بملف من الألومنيوم. في حالة الأسلاك النحاسية ، يتم وضع ما يسمى بأكمام اللحام ونواة الكابلات ولحامها.

يتم تغليف الموصلات المعدنية العارية يدويًا بورق زيت بعرض 10 إلى 30 مم حتى يصبح سمك العزل 2.5 ضعف سماكة عزل الكابل.

قبل اللف ، يجب تسخين خليط الكابلات والورق إلى 130 درجة حتى تغلي الرطوبة. تم استخدام مواقد الفحم المفتوحة لهذا الغرض. بالطبع ، كان هذا ممكنًا فقط في الهواء الطلق.

لمنع الرطوبة من دخول البطانات ، يتم استخدام جلبة داخلية مصنوعة في المصنع من الرصاص أو الفولاذ المجلفن لتوصيل أغلفة الرصاص ولحامها بإحكام.

قبل وقت قصير من نهاية عملية اللحام ، يتم سكب مركب الكابلات في الفتحة لتجنب الجيوب الهوائية.

عند إجراء عملية التشريب لكابل الطاقة ، يجب اتخاذ جميع التدابير لتبخير الرطوبة المتبقية في طبقة العزل قبل التشريب. وتشريب طبقة العزل الكاملة للكابل تمامًا قدر الإمكان ، مما يقلل من شوائب الهواء التي قد تتشكل في طبقة العزل أثناء همسات NS.

يجب أن يخضع مركب التشريب للتنظيف الدوري للشوائب الميكانيكية ، والمعالجة بالتفريغ لإزالة الرطوبة المتراكمة أثناء تشريب الكابل ، وإزالة الغازات لإزالة الغاز (الهواء) المذاب فيه.

قبل أن يتم تغليف ما يسمى بـ "الجلبة الداخلية من الرصاص" بغلاف من الصلب المصبوب ومملوء بعزل من الراتينج ، يجب عمل وصلات معدنية بين شريط تقوية الشريط الفولاذي وغمد الرصاص.

بعد التبريد لمدة 3 ساعات على الأقل ، يمكن استخدام المقبس المثبت لفترة طويلة جدًا (30 عامًا أو أكثر).

لمزيد من المعلومات حول الجهاز والتكنولوجيا الخاصة بتركيب أختام الكابلات لكابلات الطاقة ، انظر هنا:موصلات كابل الطاقة