Kabel Submarino 132kV

Indledning

Først og fremmest, Det er nødvendigt at forstå vigtigheden afkabel submarino 132kV inde i strømkablerne. Disse komponenter er essentielle i moderne energiinfrastruktur, især til sammenkobling af elektriske netværk mellem regioner adskilt af vandmasser.F.eks, spændingsniveauet på 132 kV svarer til en højspændingskategori (PÅ) Udbredt i transmissions- og subtransmissionssystemer.Udover, Denne artikel udforsker de tekniske funktioner, isoleringsmaterialer, fremstillingsprocesserne og udvælgelseskriterierne for disse kabler.Endelig, En sammenlignende tabel over ledere er inkluderet i henhold til IEC og AWG/MCM standarder..

1. Kontekst og anvendelser af 132kV søkablet

Med hensyn til dets vigtigste anvendelser, 132kV søkabler bruges i fire store områder:

1.1 Tilslutning af havvindmølleparker (offshore)

I dette tilfælde, transportere den genererede energi fra møllerne til transformerstationen på land.

1.2 Sammenkobling mellem øer og kontinent

Desuden, tillade deling af energiressourcer mellem isolerede elektriske systemer.

1.3 flodkrydsning, søer eller fjorde

der hvor et flyselskab er ikke levedygtigt på grund af miljø- eller navigationsrestriktioner.

1.4 Fodring af olie- eller gasplatforme

Ligeledes, erstatte on-site produktion med renere, mere stabil energi.

Udover, spændingen af 132 kV er en balance mellem transportkapacitet (større end 66 kV) og teknisk kompleksitet (mindre end 220 kV). Følgelig, Typiske afstande rækker op til 80-100 km uden mellemrepeaterstationer.

2. Intern struktur af et 132kV søkabel

Før du beskriver hvert lag, Det skal huskes, at et undersøisk kabel med denne spænding skal modstå hydrostatiske tryk, saltvandskorrosion, trækspændinger under lægning og termiske cyklusser.Derfor, Dens typiske design omfatter følgende syv komponenter:

2.1 Leder

Generelt kobber eller aluminium, komprimeret og rund (klasse 2 ifølge IEC 60228). Dette tillader reducere diameter og lette isoleringstaping.

2.2 Halvleder display

De består af indre og ydre lag, der eliminerer huller og ensarter det elektriske felt.

2.3 Hovedisolering

Det handler om tværbundet polyethylen (XLPE) høj ydeevne, med tykkelse beregnet til 132 kV (normalt 14-16 mm i henhold til IEC standard 60840).

2.4 Metalskærm

Den består af kobbertape eller stål/kobbertråde til at lede kortslutningsstrømme og tillade fejldetektion.

2.5 Anti-fugt lag (hævelsestape)

Dette lag udvides med vand for at blokere langsgående migration.

2.6 Rustning

Den er dannet af galvaniserede ståltråde (for mekanisk modstand) kobberet (hvis der er behov for højere strømkapacitet). Derudover, kan være enkelt eller dobbelt lag.

2.7 Yderbetræk

Normalt polypropylen (PP) Polyethylen (PE) modstandsdygtig over for slid og marine organismer.

En vigtig forskel med jordkabler er det panser og dæk er designet til at modstå lægning af trækstyrke og marine kemiske angreb.

3. Referencebestemmelser

For at sikre kvalitet, Følgende regler gælder:

• IEC 60840: Strømkabler med XLPE isolering til spændinger på 30 kv a 150 kV.
• IEC 60228: Isolerede kabelledere.
• AEIC CS9: Specifikation for søkabler (US Lighting Councils Association. UU.).
• ICEA S-111-704: Vejledning til undersøiske strømkabler.

4. Kritiske faktorer i chaufførvalg

I første omgang, valg af ledertværsnitsareal (udtrykt i mm² i henhold til IEC eller i kcmil/AWG i henhold til amerikansk standard) afhænger af fire grundlæggende aspekter:

4.1 Nuværende kapacitet (kapacitet)

Dette bestemmes af lederresistivitet, den omgivende temperatur på havbunden (typisk 10-20 °C) og havbundens termiske resistivitet.

4.2 Maksimalt tilladt spændingsfald

Generelt, er optaget mellem 3 y 5% fuldt læsset.

4.3 kortslutningsstrøm

På dette tidspunkt, sektionen skal tåle adiabatisk opvarmning under fejlens varighed (typisk 1-3 sekunder).

4.4 Mekaniske spændinger under lægning

Det skal bemærkes, at en større leder er tungere, men også mere modstandsdygtig over for trækkraft.

5. Lederbord til 132kV søkabel (IEC og AWG/MCM)

Næste, Den komplette tabel præsenteres.Det er vigtigt at præcisere det omfatter meget små chauffører (ikke almindelig i 132 kV, men nyttig til hjælpetjenester) op til de maksimale sektioner for kræfter på op til 300 MW pr. kredsløb.

Tidligere forklarende note:

• IEC mm²: Nominel sektion ifølge IEC 60228 (klasse 2 – kompakt rund).
• AWG: American Wire Gauge til mindre diametre.
• MCM: tusind cirkulære tusind (1 MCM = 0.5067 mm²) for sektioner ≥ 250 kcmil.
• Driver diameter (mm): Omtrentlig for komprimeret kobber (faktor 0.92).
• CC modstand 20 °C (Åh/km): Maksimal værdi for udglødet kobber.
• Typisk anvendelse i 132 kV: Vejledning.

*Vejledende strøm for søkablet 132 kV, XLPE, 90 °C i leder, havbunden a 15 °C, termisk resistivitet 1,0 K·m/W.Til aluminium, gange modstanden med 1,588 og reducere strømmen med 20-25%.

6. Praktisk ækvivalens mellem IEC og AWG/MCM

Først og fremmest, der er ingen nøjagtig korrespondance.Imidlertid, Standarderne accepterer kommercielle tilgange.F.eks:

• 250 mm² IEC ≈ 500 MCM (Faktisk 500 MCM søn 253 mm²).
• 400 mm² IEC ≈ 750 MCM (750 MCM = 380 mm²).
• 1000 mm² IEC ≈ 2000 MCM (2000 MCM = 1013 mm²).

Følgelig, I internationale projekter er det almindeligt, at producenten tilbyder begge betegnelser i det tekniske blad.

7. Fremstillings- og lægningsproces af 132kV søkabel

På den ene side, fremstilling af et søkabel 132 kV er lavet i lodrette ekstruderingslinjer (VCV) for at undgå isoleringsfejl.Fremgangsmåden er som følger: lederen er tapet med de halvledende lag, derefter ekstruderes XLPE, er vulkaniseret i et nitrogenrør under tryk, og til sidst påføres skærmene, panser og overtræk.

På den anden side, Udlægningen udføres med kabelfartøjer, der opretholder en kontrolleret spænding (normalt < 10 kN pr. ton kabel) og en minimumskrumning på 20 gange kablets diameter.Udover, der anvendes dynamiske positioneringssystemer (DP) at opretholde den nøjagtige rute.

8. Miljø- og vedligeholdelseshensyn

I første omgang, søkabler 132 kV har en brugstid på 30-40 år.Ikke desto mindre, de vigtigste risici er:

8.1 skibsankre

Det er det De kan beskadige rustning og trænge ind i isolering.Derfor, Der anvendes søkort med udelukkelseszoner.

8.2 Lækage- og korrosionsstrømme

I dette tilfælde, panserstål kræver katodisk beskyttelse eller specielle belægninger.

8.3 vibrationstræthed

Især i områder med stærk tidevandsstrøm.

For at løse det, overvågning udføres ved hjælp af reflektometri (OTDR) for at detektere varme pletter eller fugt.

9. Fremtidige tendenser

I øjeblikket, kabler med termoplastisk isolering undersøges (ligesom HPTE) tillader driftstemperaturer på op til 105 °C.På denne måde, De øger transportkapaciteten uden at ændre ledersektionen.Derudover, højspændings jævnstrømssystemer (HVDC) -en 132 kV dukker op for afstande > 100 km, med lavere tab.

Konklusion- Producent af søkabler

Sammenfattende, Producent af søkabler, 132kV søkablet er et højkonstrueret produkt, der kombinerer materialevidenskab, elektroteknisk og mekanik af havjord.Derfor, det korrekte valg af driveren, baseret på tabeller som den præsenterede her (med IEC og AWG/MCM ækvivalenser fra 25 mm² op til 3000 mm²), er afgørende for at sikre pålidelighed, effektivitet og sikkerhed af undervandsforbindelser.Endelig, efterhånden som havvinden udvider sig, Efterspørgslen efter disse kabler vil fortsætte med at vokse, fremme innovationer inden for materialer og installationsteknikker.

Referencer

• IEC 60840:2020 – Strømkabler med ekstruderet isolering til 30 kV op til 150 kV.
• IEC 60228:2004 – Ledere af isolerede kabler.
• Sæk, T. (2009). Undersøiske strømkabler: Design, Installation, Reparation, Miljøaspekter. Springer.