Wanneer de transmissieleningen zich uitstrekken van beschermde onderstations naar zware directe-begraafings- of langeafstandsdistributieomgevingen, zijn elektrische prestatiespecificaties alleen onvoldoende.De kabels moeten enorme mechanische spanningen weerstaan., met inbegrip van trekbelastingen tijdens de installatie, verpletterende krachten van zwaar voertuigverkeer en de gevolgen van geologische verschuivingen.
In dit rapport over duurzaamheidsprestaties worden de structurele technische kenmerken van YJV62- en YJV72-kabels (35 kV en hoger) geanalyseerd.waarin de mechanische en fysische beginselen worden uiteengezet die hen als kerncomponenten van distributienetwerken en substations van middelspanning vormen.
Structurele analyse: Mechanische kenmerken van dubbellaags pantser
Een onderscheidend kenmerk van YJV62/YJV72-kabels (zie structurele dwarsdoorsnede) is hun dubbellagig pantserbeschermingssysteem.Elke pantserlaag heeft een specifieke mechanische functie..
Binnenste laag: ruwe staaldraad (tanningsbescherming)
Primaire functie:Het fungeert als het belangrijkste dragende element voor trekkrachten.
Ingenieursbeginsel:Bij de installatie in diepe loopgraven of verticale schachten worden kabels onderworpen aan enorme trekkrachten.het voorkomen van trekvervorming van de koperen geleidersDeze vervorming zou anders de elektrische weerstand vergroten en de kabel blijvend beschadigen.
Toepassingskritiek:Een verplichte eis voor horizontale trekinstallaties en verticale installaties op lange afstand (verheffingsinstallaties) met aanzienlijke hoogteveranderingen.
Buitenste structuur: stalen band (zijdelingse bescherming)
Primaire functie:Weerstand tegen zijdruk.
Ingenieursbeginsel:Eenmaal begraven wordt de kabel zowel onderworpen aan statische bodemdruk als aan dynamische belastingen (zoals zware vrachtwagens die over ondiepe loopgraven rijden).het verdelen van de externe druk over de omtrek van de kabel om vervorming van de XLPE-isolatie te voorkomen die anders zou kunnen leiden tot isolatieonderbreking bij een spanningsniveau van 35 kV.
Toepassingskritiek:Een essentieel kenmerk voor rechtstreeks begraven installaties onder wegen, bij spoorwegovergangen en in zware industriële zones.
Toepassingsscenario: Mechanische kenmerken afstemmen op infrastructuurvereisten
Het gebruik van ongeschikte kabels in deze scenario's kan leiden tot catastrofale storingen.
A. In- en uitgaande lijnen van de onderstation
Onderstations worden gekenmerkt door een dichte, complexe kabelopstelling en een risico op hoge storingstromen.De dubbele laag metalen pantserstructuur biedt kritieke elektromagnetische afscherming (radial elektrisch veld beperking) en fysieke bescherming binnen drukke kabel loopgraven, zodat enorme elektromagnetische krachten bij kortsluiting geen fysieke vervorming of scheuringen van de kabels veroorzaken bij een storing.
B. Zware directe begravenheid / langeafstandsvervoer
Het gebruik van betonnen leidingen is vaak niet economisch haalbaar bij het leggen van 35kV-lijnen in open terrein.De buitenste staal-tape structuur biedt de nodige pantser bescherming, waardoor de kabel direct contact met rotsachtige terugvulling kan doorstaan en bestand is tegen continue buigspanningen die worden veroorzaakt door bodemoplegging.
C. Weg- en brugkruisingen
Dynamische verkeersbelastingen veroorzaken een intense, cyclische zijdelingse druk.Een dubbele laag pantserontwerp (met ruwe stalen draad of stalen band) vormt de minimale technische norm voor installaties voor horizontaal richtingsboren (HDD) en toepassingen op wegkruisingen.
Kerntechnische beginselen: thermische en elektrodynamische kenmerken bij 35 kV
Het YJV62/YJV72-systeem beantwoordt deze uitdaging door middel van geavanceerde materiaalwetenschappen:
- XLPE Dielectrische sterkte: de cross-linked polyethyleen (XLPE) isolatie is speciaal ontworpen om hoge elektrische veldgradiënten te weerstaan zonder gedeeltelijke ontlading.Zelfs kleine luchtscheuren in de isolatie kunnen "elektrische boomvorming" veroorzaken.Deze kabels maken gebruik van een precisie-extrusieproces om een dikke isolatielaag te creëren, waardoor dergelijke luchtkloof effectief wordt weggenomen.
- Halfgeleidende laag: het diagram toont een laag van zwart materiaal boven de koperen geleider en onder het metalen schild; dit is de halfgeleidende afschermingslaag.De functie is het homogeniseren van het elektrisch veld en het voorkomen van punten van elektrische veld spanningsconcentratieAnders zouden dergelijke spanningsconcentratiepunten kunnen leiden tot ionisering van de lucht, waardoor de XLPE-isolatie van binnenuit afbrokkelt.
- Capacitieve laadstroom: bij een spanning van 35 kV gedraagt de kabel zich als een grote condensator.Deze stroom kan aanzienlijk zijn.Het precieze geometrische ontwerp van de XLPE-isolatie en de halfgeleidende lagen beoogt dit dielectrische verlies te minimaliseren.
Installatie ter plaatse en handleiding voor geologische noodgevallen
Voor het leggen van 35 kV-gorderde kabels is gebruik van zware machines en strikte naleving van de technische specificaties vereist.
- Voor 35 kV-grankeerde kabels is het verboden de maximaal toegestane trekspanning te overschrijden.Deze limiet wordt meestal berekend op basis van de doorsnede van de geleider en de treksterkte van de staaldraad.Het overschrijden ervan kan leiden tot permanente trekvervorming van de koperen geleider.
- Beugingsradiusgrens: Door het gebruik van dikke stalen draden en stalen banden in de pantserlaag,de minimale buigradius moet strikt worden gehandhaafd op ten minste 20 keer de kabeldiameter (en ten minste 25 keer tijdens het trekproces)Door een buiging met een kleinere straal te forceren, kan de stalen band naar binnen buigen, waardoor de XLPE-isolatielaag wordt verpletterd en de kabel niet aan de nominale prestatiespecificaties van 35 kV kan voldoen.
- Graafbed en warmte-stabiele terugvulling:
- Het rechtstreeks leggen van kabels op rotsen is ten strengste verboden; een laag zand of afgeschermde grond met een dikte van ten minste 100 mm moet worden aangebracht.
- Bij hoogspanningstransmissieprojecten is de thermische weerstand van de omringende bodem van cruciaal belang.Termiek stabiele backfillmaterialen moeten worden gebruikt om warmteophoping te voorkomen (wat kan leiden tot verhoogde elektrische weerstand en verminderde levensduur van de kabel).
- Installeer boven de kabels betonnen beschermplaten of waarschuwingsborden.
- Criticiteit van kabelsluitingen: voor 35 kV-systemen vormen veldsluitingen (kabelverbindingspunten) de zwakste schakel.en de luchtvochtigheidsniveaus tijdens de gezamenlijke montage moeten onder de voorgeschreven limieten blijven- Spanningsconen (of spanningsverlichtingsconen) moeten door gekwalificeerd personeel worden geïnstalleerd om de verdeling van het elektrisch veld op het punt waar de kabels worden verwijderd, doeltreffend te regelen.
- Slijmverbinding en aarding: De ruwe stalen draden en stalen banden moeten op betrouwbare wijze aan de eindpunten worden verbonden en geaard.De circulerende stroom die door de 35 kV-geleiders in het pantser wordt geïnduceerd, moet goed worden beheerd om oververhitting te voorkomen..
Ingenieursvragen
- V: Waarom worden dikke stalen draden gebruikt in plaats van alleen stalen banden?
A: Hoewel stalen banden een uitstekende weerstand bieden tegen zijdelingse druk (vermaling), is hun treksterkte zeer laag.Dikke stalen draden dienen als structuur, dat het gewicht van de kabel tijdens de installatie draagt en schade aan de interne kabelkernen voorkomt. - V: Kunnen YJV62/YJV72-kabels in verticale schachten worden geïnstalleerd?
A: Ja, maar dergelijke installaties hebben aanzienlijke trekbelastingen.de kabels moeten regelmatig goed worden bevestigd (geklemd) om hun eigen gewicht te dragen.De klemmen mogen de PVC-buitenmantel niet beschadigen; anders kan vocht de stalen banden bereiken en snel corrosie veroorzaken. - Hoe beïnvloedt een dubbelschuifverzorging de warmteafvoer?
Antwoord: De metalen lagen bezitten een goede warmtegeleidbaarheid, waardoor radiële warmteverlies wordt vergemakkelijkt.als meerdere gewapende kabels dicht bij elkaar worden gelegd, zoals wanneer ze dicht in kabelleidingen zijn gebundeld, ontstaan wederzijdse verwarmingseffecten.Bijgevolg moet het draagvermogen (nominale stroom) worden afgetrokken op basis van het aantal kabels in de groep en de thermische weerstand van de omringende bodem.
