Transmisyon hatları korumalı trafo merkezlerinden ağır hizmet tipi doğrudan gömülü veya uzun mesafeli dağıtım ortamlarına uzandığında, yalnızca elektriksel performans özellikleri yetersiz kalır. Kablolar, kurulum sırasındaki çekme yükleri, ağır araç trafiğinden kaynaklanan ezilme kuvvetleri ve jeolojik değişimlerin etkileri dahil olmak üzere muazzam mekanik gerilmelere dayanmalıdır.
Dayanıklılık performansı üzerine bu rapor, YJV62 ve YJV72 kablolarının (35kV ve üzeri dereceli) yapısal mühendislik özelliklerini analiz etmekte ve bunları orta gerilim dağıtım ve trafo merkezi ağlarının temel bileşenleri olarak belirleyen mekanik ve fiziksel prensipleri detaylandırmaktadır.
Yapısal Analiz: Çift Katlı Zırhın Mekanik Özellikleri
YJV62/YJV72 kablolarının ayırt edici bir özelliği (yapısal kesitine bakınız) çift katlı zırh koruma sistemidir. Bu tasarım gereksiz değildir; her zırh katmanı belirli bir mekanik işleve hizmet eder.
İç Katman: Kalın Çelik Tel (Çekme Koruması)
Birincil İşlev: Çekme kuvvetleri için ana yük taşıyıcı eleman olarak görev yapar.
Mühendislik Prensibi: Kablolar, derin hendeklere veya dikey şaftlara kurulum sırasında muazzam çekme kuvvetlerine maruz kalır. Kalın çelik tel katmanı bu eksenel yükü taşır, böylece bakır iletkenlerin çekme deformasyonunu önler; aksi takdirde bu tür bir deformasyon elektriksel direnci artırır ve kabloya kalıcı hasar verir.
Uygulama Kritikliği: Önemli yükseklik değişiklikleri içeren uzun mesafeli yatay çekme ve dikey kurulumlar (riserler) için zorunlu bir gereklilik.
Dış Yapı: Çelik Bant (Yanal Koruma)
Birincil İşlev: Yanal basınca karşı direnç.
Mühendislik Prensibi: Gömüldükten sonra, kablo hem statik toprak basıncına hem de dinamik yüklere (sığ hendeklerin üzerinden geçen ağır kamyonlar gibi) maruz kalır. Çelik bant katmanı, harici basıncı kablonun çevresi etrafında dağıtarak XLPE yalıtımının deformasyonunu önleyen radyal koruma sağlar — aksi takdirde bu deformasyon 35kV voltaj seviyesinde yalıtım arızasına yol açabilir.
Uygulama Kritikliği: Yolların altındaki, demiryolu geçitlerindeki ve ağır sanayi bölgelerindeki doğrudan gömülü kurulumlar için temel bir özellik.
Uygulama Senaryosu: Mekanik Özelliklerin Altyapı Gereksinimleriyle Eşleştirilmesi
YJV62/YJV72 kabloları özellikle yüksek gerilimli ortamlar için tasarlanmıştır. Bu senaryolarda uygun olmayan kabloların kullanılması feci arızalara yol açabilir.
A. Trafo Merkezi Giriş ve Çıkış Hatları
Trafo merkezleri, yoğun, karmaşık kablo düzenleri ve yüksek arıza akımı riski ile karakterize edilir. Çift katmanlı metal zırh yapısı, kalabalık kablo hendeklerinde kritik elektromanyetik koruma (radyal elektrik alanı sınırlaması) ve fiziksel koruma sağlar, böylece muazzam kısa devre elektromanyetik kuvvetlerinin bir arıza sırasında kabloların fiziksel deformasyonuna veya yırtılmasına neden olmamasını sağlar.
B. Ağır Hizmet Tipi Doğrudan Gömme / Uzun Mesafeli Enerji İletimi
Açık arazide 35kV hatları döşenirken beton boru kullanmak genellikle ekonomik olarak mümkün değildir. Doğrudan gömme, kabloların toprak çökmesi, kök nüfuzu ve kemirgen hasarına dayanmasını gerektirir. Dış çelik bant yapısı gerekli zırh korumasını sağlar, bu da kablonun kayalık dolgu ile doğrudan temasa dayanmasını ve zemin oturmasından kaynaklanan sürekli bükülme gerilimlerine direnmesini sağlar.
C. Yol ve Köprü Geçişleri
Dinamik trafik yükleri yoğun, döngüsel yanal basınç üretir. Çift katmanlı bir zırh tasarımı (kalın çelik tel veya çelik bant kullanarak) Yatay Yönlü Sondaj (HDD) kurulumları ve yol geçiş uygulamaları için minimum teknik standartları temsil eder.
Temel Mühendislik Prensipleri: 35kV'da Termal ve Elektrodinamik Özellikler
35kV'da çalışma, düşük voltajlı sistemlerde bulunanlardan çok daha yüksek elektriksel gerilimler üretir. YJV62/YJV72 sistemi, gelişmiş malzeme bilimi aracılığıyla bu zorluğun üstesinden gelir:
- XLPE Dielektrik Dayanımı: Çapraz bağlı polietilen (XLPE) yalıtımı, kısmi deşarj yaşamadan yüksek elektrik alan gradyanlarına dayanacak şekilde özel olarak tasarlanmıştır. 35kV'da, yalıtım içindeki küçük hava boşlukları bile "elektriksel ağaçlanmaya" neden olabilir ve nihayetinde yalıtım arızasına yol açabilir. Bu kablolar, bu tür hava boşluklarını etkili bir şekilde ortadan kaldırmak için kalın bir yalıtım katmanı oluşturmak üzere hassas bir ekstrüzyon işlemi kullanır.
- Yarı-iletken katman: Diyagram, bakır iletkenin üzerinde ve metalik kalkanın altında bulunan siyah bir malzeme katmanını göstermektedir; bu yarı-iletken kalkan katmanıdır. İşlevi, elektrik alanını homojenleştirmek ve elektrik alan gerilim konsantrasyonu noktalarını önlemektir; aksi takdirde, bu tür gerilim konsantrasyonu noktaları hava iyonizasyonuna yol açabilir ve ardından XLPE (çapraz bağlı polietilen) yalıtımının içeriden dışarıya doğru bozulmasına neden olabilir.
- Kapasitif şarj akımı: 35 kV voltajda, kablo büyük bir kapasitör gibi davranır. Mühendisler, uzun mesafeli enerji iletimi sırasında bu akım önemli olabileceğinden ve dolayısıyla kablonun etkili akım taşıma kapasitesini azaltabileceğinden, kapasitif şarj akımını hesaba katmalıdır. XLPE yalıtımının ve yarı-iletken katmanların hassas geometrik tasarımı, bu dielektrik kaybını en aza indirmeyi amaçlar.
Sahada Kurulum ve Jeolojik Acil Durum Kılavuzu
35kV zırhlı kabloların döşenmesi, ağır makinelerin kullanılmasını ve fiziksel kurulum özelliklerine sıkı sıkıya uyulmasını gerektirir. Saha mühendisleri aşağıdaki gereksinimlerin karşılandığından emin olmalıdır:
- Gerilim Hesaplaması: İzin verilen maksimum çekme gerilimini aşmak kesinlikle yasaktır. 35kV zırhlı kablolar için bu sınır genellikle iletken kesit alanı ve çelik telin çekme dayanımına göre hesaplanır; aşılması bakır iletkenin kalıcı çekme deformasyonuna neden olabilir.
- Bükülme Yarıçapı Limitleri: Zırh katmanında kalın çelik teller ve çelik bantların kullanılması nedeniyle, minimum bükülme yarıçapı kablo çapının en az 20 katı (ve çekme işlemi sırasında en az 25 katı) olarak kesinlikle korunmalıdır. Daha küçük bir yarıçapla bükmeye zorlamak, çelik bandın içeri doğru bükülmesine, XLPE yalıtım katmanını ezmesine ve kablonun derecelendirilmiş 35kV performans özelliklerini karşılayamamasına neden olabilir.
- Hendek Yatağı ve Termal Olarak Stabil Dolgu:
- Kayaların üzerine doğrudan kablo döşenmesi kesinlikle yasaktır; en az 100 mm kalınlığında kum veya elenmiş toprak yatağı döşenmelidir.
- Yüksek gerilim iletim projelerinde, çevredeki toprağın termal direnci kritiktir. Isı birikimini (artan elektriksel direnç ve azalan kablo hizmet ömrüne yol açabilir) önlemek için termal olarak stabil dolgu malzemeleri kullanılmalıdır.
- Kabloların üzerine beton koruma plakaları veya uyarı bantları yerleştirin.
- Kablo Eklemlerinin Kritikliği: 35 kV sistemler için saha eklemleri (kablo bağlantı noktaları) en zayıf halkayı temsil eder. Kurulum sırasında çevresel koşullar kesinlikle kontrol edilmeli ve eklem montajı sırasındaki nem seviyeleri belirtilen limitlerin altında kalmalıdır. Stres konileri (veya gerilim azaltma konileri), kablo soyma noktasındaki elektrik alanı dağılımını etkili bir şekilde kontrol etmek için yetkili personel tarafından monte edilmelidir.
- Kılıf Bağlantısı ve Topraklama: Kalın çelik teller ve çelik bantlar terminallerde güvenilir bir şekilde bağlanmalı ve topraklanmalıdır. 35kV iletkenler tarafından zırhta indüklenen dolaşan akımlar, aşırı ısınmayı önlemek için uygun şekilde yönetilmelidir.
Mühendislik SSS
- S: Neden sadece çelik bant yerine kalın çelik teller kullanılıyor?
C: Çelik bantlar yanal basınca (ezilme) karşı mükemmel direnç sunarken, çekme dayanımları çok düşüktür. 35kV kablolar ağırdır ve kurulum sırasında genellikle uzun mesafeli çekme gerektirir. Kalın çelik teller, kurulum sırasında kablonun ağırlığını taşıyan ve iç kablo çekirdeklerine zarar vermesini önleyen yapısal bir çerçeve görevi görür. - S: YJV62/YJV72 kabloları dikey şaftlara monte edilebilir mi?
C: Evet, ancak bu tür kurulumlar önemli çekme yükleri içerir. Çelik tel zırh yapısı özellikle bu amaç için tasarlanmıştır. Ancak, kablolar kendi ağırlıklarını desteklemek için düzenli aralıklarla uygun şekilde sabitlenmelidir (kelepçelenmelidir). Kelepçeler dış PVC kılıfa zarar vermemelidir; aksi takdirde nem içeri sızabilir ve çelik bantlara ulaşarak hızlı korozyona neden olabilir. - Çift katlı zırhlama ısı dağılımını nasıl etkiler?
Cevap: Metal katmanlar iyi termal iletkenliğe sahiptir ve radyal ısı dağılımını kolaylaştırır. Ancak, birden fazla zırhlı kablo birbirine yakın döşenirse — örneğin kablo kanalları içinde sıkıca paketlenmişse — karşılıklı ısıtma etkileri meydana gelir. Sonuç olarak, akım taşıma kapasitesi (nominal akım), gruptaki kablo sayısına ve çevredeki toprağın termal direncine göre düşürülmelidir.
