소개
가장 먼저, 의 중요성을 이해하는 것이 필요하다케이블 서브마리노 132kV 전원 케이블 내부. 이러한 구성 요소는 현대 에너지 인프라에 필수적입니다., 특히 수역으로 분리된 지역 간의 전기 네트워크 상호 연결에 적합합니다.예를 들어, 전압 레벨 132 kV는 고전압 카테고리에 해당합니다. (에) 전송 및 하위 전송 시스템에 널리 사용됩니다.게다가, 이 기사에서는 기술적 특징을 살펴봅니다., 단열재, 이러한 케이블의 제조 공정 및 선택 기준.마지막으로, IEC 및 AWG/MCM 표준에 따른 도체 비교표가 포함되어 있습니다..
1. 132kV 해저케이블의 맥락과 응용
주요 용도에 대해, 132kV 해저케이블은 4개의 넓은 지역에 사용됩니다.:
1.1 해상풍력단지 연결 (난바다 쪽으로 부는)
이 경우, 터빈에서 생산된 에너지를 육상 변전소로 운반.
1.2 섬과 대륙의 연결
게다가, 격리된 전기 시스템 간에 에너지 자원을 공유할 수 있습니다..
1.3 강 건너기, 호수나 피요르드
거기 어디 환경 또는 항행 제한으로 인해 항공사가 실행 가능하지 않음.
1.4 석유 또는 가스 플랫폼 공급
비슷하게, 현장 발전을 보다 깨끗하고 안정적인 에너지로 대체.
게다가, 긴장 132 kV는 운송 용량 간의 균형입니다. (보다 큼 66 케이 V) 기술적 복잡성 (미만 220 케이 V). 따라서, 일반적인 거리는 최대 80-100 중간 중계국이 없는 km.
2. 132kV 해저케이블 내부구조
각 레이어를 자세히 설명하기 전에, 이 장력의 해저 케이블은 정수압을 견뎌야 한다는 점을 기억해야 합니다., 바닷물 부식, 누워 및 열주기 중 인장 응력.그러므로, 일반적인 디자인에는 다음과 같은 7가지 구성 요소가 포함됩니다.:
2.1 지휘자
일반적으로 구리 또는 알루미늄, 촘촘하고 둥글다 (수업 2 IEC에 따르면 60228). 이를 통해 직경을 줄이고 절연 테이핑을 용이하게 합니다..
2.2 반도체 디스플레이
그들은 구성되어 있습니다 간격을 없애고 전기장을 균일하게 하는 내부 및 외부 레이어.
2.3 주요 단열재
그것은 약 가교 폴리에틸렌 (XLPE) 고성능, 두께가 계산된 경우 132 케이 V (보통 14-16 IEC 표준에 따른 mm 60840).
2.4 금속 스크린
그것은 다음과 같이 구성됩니다 단락 전류를 전도하고 결함 감지를 가능하게 하는 구리 테이프 또는 강철/구리선.
2.5 항습층 (붓기 테이프)
이 레이어 물과 함께 팽창하여 세로 이동을 차단합니다..
2.6 갑옷
에 의해 형성된다 아연 도금 강철 와이어 (기계적 저항을 위해) 구리 (더 높은 전류 용량이 필요한 경우). 추가적으로, 단일 또는 이중층이 될 수 있습니다.
2.7 외부 커버
보통 폴리프로필렌 (PP) 폴리에틸렌 (체육) 마모 및 해양 유기체에 대한 내성.
접지 케이블과의 주요 차이점은 다음과 같습니다. 장갑과 갑판은 부설 인장 및 해양 화학 공격을 견딜 수 있도록 설계되었습니다..
3. 참고 규정
품질을 보장하기 위해, 다음 규칙이 적용됩니다:
- IEC 60840: 다음 전압용 XLPE 절연 처리된 전원 케이블 30 kVa 150 케이 V.
- IEC 60228: 절연 케이블 도체.
- AEIC CS9: 해저케이블 사양 (미국 조명위원회 협회. 유.).
- ICEA S-111-704: 해저 전력케이블 안내.
4. 드라이버 선택의 중요한 요소
우선, 도체 단면적 선택 (IEC에 따르면 mm²로 표시되고 미국 표준에 따라 kcmil/AWG로 표시됩니다.) 네 가지 기본 측면에 달려 있습니다.:
4.1 현재 용량 (전류량)
이는 다음에 의해 결정됩니다. 도체 저항률, 해저의 주변 온도 (일반적으로 10-20 ℃) 그리고 해저의 열저항률.
4.2 최대 허용 전압 강하
일반적으로, 사이에 인정됩니다 3 와이 5% 완전히 로드됨.
4.3 단락 전류
이 시점에서, 단면은 결함이 있는 동안 단열 가열을 견뎌야 합니다. (전형적인 1-3 초).
4.4 누워있는 동안 기계적 스트레스
주목해야 할 점은 더 큰 도체는 더 무겁지만 견인력에 더 강합니다..
5. 132kV 해저케이블용 도체테이블 (IEC 및 AWG/MCM)
다음, 전체 테이블이 표시됩니다.이를 명확히 하는 것이 중요하다. 매우 작은 드라이버 포함 (흔하지 않은 132 케이 V, 보조 서비스에는 유용하지만) 최대 전력에 대한 최대 섹션까지 300 회로당 MW.
이전 설명문:
- IEC mm²: IEC에 따른 공칭 단면 60228 (수업 2 – 라운드 컴팩트).
- AWG: 더 작은 직경을 위한 American Wire Gauge.
- MCM: 천 원형 천 (1 MCM = 0.5067 mm²) 섹션의 경우 ≥ 250 kcmil.
- 드라이버 직경 (mm): 압축된 구리에 대한 대략적인 수치 (요인 0.92).
- DC 저항 20 ℃ (아/km): 단련된 구리의 최대값.
- 일반적인 응용 분야 132 케이 V: 안내.
| IEC (mm²) | AWG / MCM | 지름 (mm) | DC 저항 (아/km) 구리 | 허용전류 (ㅏ)* | 일반적인 사용 132 케이 V |
|---|---|---|---|---|---|
| 25 | 3 AWG | 6,0 | 0,727 | 140 | 제어 / 티에라 |
| 35 | 2 AWG | 7,0 | 0,524 | 175 | 제어 / 서비스 |
| 50 | 1/0 AWG (53,5) | 8,3 | 0,387 | 215 | 저전력 보조 |
| 70 | 2/0 AWG (67,4) | 9,6 | 0,268 | 265 | 어시스턴트 |
| 95 | 3/0 AWG (85,0) | 11,0 | 0,193 | 320 | 소규모 배포 |
| 120 | 4/0 AWG (107) | 12,4 | 0,153 | 370 | 15-20 MW |
| 150 | 300 MCM | 13,8 | 0,124 | 420 | 20-25 MW |
| 185 | 350 MCM | 15,3 | 0,0991 | 485 | 25-30 MW |
| 240 | 500 MCM | 17,5 | 0,0754 | 570 | 30-40 MW |
| 300 | 600 MCM | 19,5 | 0,0601 | 655 | 40-50 MW |
| 400 | 750 MCM | 22,6 | 0,0470 | 770 | 50-65 MW |
| 500 | 1000 MCM | 25,2 | 0,0366 | 890 | 65-80 MW |
| 630 | 1250 MCM | 28,3 | 0,0283 | 1020 | 80-100 MW |
| 800 | 1600 MCM | 31,9 | 0,0221 | 1160 | 100-120 MW |
| 1000 | 2000 MCM | 35,7 | 0,0176 | 1320 | 120-150 MW |
| 1200 | 2400 MCM | 39,1 | 0,0146 | 1480 | 150-180 MW |
| 1400 | 2800 MCM | 42,3 | 0,0125 | 1630 | 180-210 MW |
| 1600 | 3200 MCM | 45,2 | 0,0109 | 1770 | 210-240 MW |
| 1800 | 3600 MCM | 47,9 | 0,0097 | 1910 | 240-270 MW |
| 2000 | 4000 MCM | 50,5 | 0,0087 | 2040 | 270-300 MW |
| 2200 | 4400 MCM | 53,0 | 0,0079 | 2170 | >300 MW (이중 회로) |
| 2400 | 4800 MCM | 55,4 | 0,0072 | 2290 | 특별 프로젝트 |
| 2500 | 5000 MCM | 56,5 | 0,0069 | 2350 | 특별 프로젝트 |
| 3000 | 6000 MCM | 61,9 | 0,0058 | 2650 | 극한의 힘 |
*해저 케이블의 표시 전류 132 케이 V, XLPE, 90 °C 도체, 해저 15 ℃, 열저항률 1,0 K·m/W.알루미늄용, 저항에 곱하기 1,588 전류를 다음과 같이 줄입니다. 20-25%.
6. IEC와 AWG/MCM 간의 실질적인 동등성
가장 먼저, 정확한 대응은 없습니다.하지만, 표준은 상업적 접근 방식을 허용합니다.예를 들어:
- 250 mm² IEC ≒ 500 MCM (사실은 500 MCM 아들 253 mm²).
- 400 mm² IEC ≒ 750 MCM (750 MCM = 380 mm²).
- 1000 mm² IEC ≒ 2000 MCM (2000 MCM = 1013 mm²).
따라서, 국제 프로젝트에서는 제조업체가 기술 시트에 두 가지 명칭을 모두 제공하는 것이 일반적입니다..
7. 132kV 해저케이블 제작 및 부설공정
한편으로는, 해저케이블 제조 132 kV는 수직 압출 라인에서 만들어집니다. (VCV) 절연 결함을 피하기 위해.절차는 다음과 같습니다: 도체는 반도체 층으로 테이프로 감겨 있습니다., 그런 다음 XLPE가 압출됩니다., 가압된 질소 튜브에서 가황됩니다., 드디어 화면이 적용됐네요, 갑옷과 덮개.
반면에, 부설은 통제된 장력을 유지하는 케이블 용기를 사용하여 수행됩니다. (보통 < 10 케이블 톤당 kN) 최소 곡률 20 케이블 직경의 몇 배입니다.게다가, 동적 포지셔닝 시스템이 사용됩니다. (DP) 정확한 경로를 유지하기 위해.
8. 환경 및 유지 관리 고려 사항
우선, 해저 케이블 132 kV의 유효 수명은 다음과 같습니다. 30-40 연령.그럼에도 불구하고, 주요 위험은:
8.1 선박 앵커
그것은 갑옷을 손상시키고 단열재를 관통할 수 있습니다.그렇기 때문에, 제외 구역이 있는 해도가 사용됩니다..
8.2 누설 및 부식 전류
이 경우, 갑옷 강철에는 음극 보호 또는 특수 코팅이 필요합니다..
8.3 진동 피로
특히 조류가 강한 지역에서.
그것을 해결하려면, 모니터링은 반사 측정법으로 수행됩니다. (OTDR) 뜨거운 지점이나 습도를 감지하기 위해.
9. 미래 동향
현재, 열가소성 절연체를 사용한 케이블이 조사되었습니다. (HPTE처럼) 최대 작동 온도 허용 105 °C.이런 식으로, 도체 섹션을 변경하지 않고도 운송 용량을 증가시킵니다.추가적으로, 고전압 직류 시스템 (HVDC) 에이 132 kV는 거리에 따라 나타나고 있습니다. > 100 km, 더 낮은 손실로.
결론- 해저케이블 제조업체
요약하자면, 해저케이블 제조업체, 132kV 해저케이블은 재료과학이 융합된 고도로 설계된 제품입니다., 해양 토양의 전기 기술 및 역학.그러므로, 드라이버의 올바른 선택, 여기에 제시된 것과 같은 테이블을 기반으로 (IEC 및 AWG/MCM 동등성 사용 25 mm² 최대 3000 mm²), 신뢰성을 확보하는 데 필수적입니다., 수중 연결의 효율성과 보안.마지막으로, 해상풍력이 확대되면서, 이 케이블에 대한 수요는 계속해서 증가할 것입니다., 재료 및 설치 기술의 혁신을 주도합니다..
참고자료
- IEC 60840:2020 – 압출 절연 처리된 전원 케이블 30 kV까지 150 케이 V.
- IEC 60228:2004 – 절연 케이블의 도체.
- 해고, 티. (2009). 잠수함 전력 케이블: 설계, 설치, 수리하다, 환경적 측면. 뛰는 것.