Pengenalan
Pertama sekali, Ia adalah perlu untuk memahami kepentingankabel submarino 132kV di dalam kabel kuasa. Komponen ini penting dalam infrastruktur tenaga moden, terutamanya untuk penyambungan rangkaian elektrik antara kawasan yang dipisahkan oleh badan air.Contohnya, aras voltan bagi 132 kV sepadan dengan kategori voltan tinggi (AT) Digunakan secara meluas dalam sistem penghantaran dan subtransmisi.Selain itu, Artikel ini meneroka ciri teknikal, bahan penebat, proses pembuatan dan kriteria pemilihan untuk kabel ini.Akhirnya, Jadual perbandingan konduktor disertakan mengikut piawaian IEC dan AWG/MCM..
1. Konteks dan aplikasi kabel dasar selam 132kV
Mengenai kegunaan utamanya, Kabel dasar selam 132kV digunakan di empat kawasan besar:
1.1 Sambungan ladang angin luar pesisir (luar pesisir)
Dalam kes ini, mengangkut tenaga yang dihasilkan daripada turbin ke pencawang di darat.
1.2 Hubungan antara pulau dan benua
Selain itu, membenarkan perkongsian sumber tenaga antara sistem elektrik terpencil.
1.3 menyeberangi sungai, tasik atau fjord
sana mana syarikat penerbangan tidak berdaya maju kerana sekatan alam sekitar atau navigasi.
1.4 Memberi makan platform minyak atau gas
Begitu juga, gantikan penjanaan di tapak dengan tenaga yang lebih bersih dan stabil.
Selain itu, ketegangan daripada 132 kV ialah keseimbangan antara kapasiti pengangkutan (lebih besar daripada 66 kV) dan kerumitan teknikal (kurang daripada 220 kV). Akibatnya, Jarak biasa mencapai sehingga 80-100 km tanpa stesen pengulang perantaraan.
2. Struktur dalaman kabel dasar selam 132kV
Sebelum memperincikan setiap lapisan, Perlu diingat bahawa kabel dasar selam dengan ketegangan ini mesti menahan tekanan hidrostatik, kakisan air masin, tegasan tegangan semasa meletakkan dan kitaran haba.Oleh itu, Reka bentuk tipikalnya termasuk tujuh komponen berikut:
2.1 Konduktor
Secara amnya tembaga atau aluminium, padat dan bulat (kelas 2 mengikut IEC 60228). Ini membolehkan mengurangkan diameter dan memudahkan penebat rakaman.
2.2 Paparan semikonduktor
Mereka terdiri daripada lapisan dalaman dan luaran yang menghilangkan jurang dan menyeragamkan medan elektrik.
2.3 Penebat utama
Ia adalah kira-kira polietilena bersilang (XLPE) prestasi tinggi, dengan ketebalan dikira untuk 132 kV (biasanya 14-16 mm mengikut piawaian IEC 60840).
2.4 Skrin logam
Ia terdiri daripada pita kuprum atau wayar keluli/kuprum untuk mengalirkan arus litar pintas dan membenarkan pengesanan kerosakan.
2.5 Lapisan anti-kelembapan (pita bengkak)
Lapisan ini mengembang dengan air untuk menghalang migrasi membujur.
2.6 Perisai
Ia dibentuk oleh wayar keluli tergalvani (untuk rintangan mekanikal) tembaga itu (jika kapasiti arus yang lebih tinggi diperlukan). Selain itu, boleh menjadi satu atau dua lapisan.
2.7 Penutup luaran
Biasanya polipropilena (PP) polietilena (PE) tahan terhadap lelasan dan organisma laut.
Perbezaan utama dengan kabel tanah ialah perisai dan dek direka untuk menahan tegangan dan serangan kimia marin.
3. Peraturan rujukan
Untuk memastikan kualiti, Peraturan berikut dikenakan:
- IEC 60840: Kabel kuasa dengan penebat XLPE untuk voltan 30 kv a 150 kV.
- IEC 60228: Konduktor kabel bertebat.
- AEIC CS9: Spesifikasi untuk kabel dasar laut (Persatuan Majlis Pencahayaan AS. Dia.).
- ICEA S-111-704: Panduan untuk kabel kuasa dasar laut.
4. Faktor kritikal dalam pemilihan pemandu
Di tempat pertama, pilihan luas keratan rentas konduktor (dinyatakan dalam mm² mengikut IEC atau dalam kcmil/AWG mengikut piawaian Amerika) bergantung kepada empat aspek asas:
4.1 Kapasiti semasa (ampacity)
Ini ditentukan oleh kerintangan konduktor, suhu persekitaran dasar laut (biasanya 10-20 °C) dan kerintangan haba dasar laut.
4.2 Kejatuhan voltan maksimum yang dibenarkan
Secara amnya, diterima antara 3 y 5% dimuatkan sepenuhnya.
4.3 arus litar pintas
Pada ketika ini, bahagian mesti menahan pemanasan adiabatik semasa tempoh kerosakan (tipikal 1-3 saat).
4.4 Tegasan mekanikal semasa meletakkan
Perlu diingatkan bahawa konduktor yang lebih besar adalah lebih berat tetapi juga lebih tahan daya tarikan.
5. Meja konduktor untuk kabel dasar selam 132kV (IEC y AWG/MCM)
Seterusnya, Jadual lengkap dibentangkan.Adalah penting untuk menjelaskannya termasuk pemandu yang sangat kecil (tidak biasa dalam 132 kV, tetapi berguna untuk perkhidmatan tambahan) sehingga bahagian maksimum untuk kuasa sehingga 300 MW setiap litar.
Nota penerangan sebelumnya:
- IEC mm²: Bahagian nominal mengikut IEC 60228 (kelas 2 – padat bulat).
- AWG: Tolok Wayar Amerika untuk diameter yang lebih kecil.
- MCM: ribu pekeliling ribu (1 MCM = 0.5067 mm²) untuk bahagian ≥ 250 kcmil.
- Diameter pemandu (mm): Anggaran untuk kuprum yang dipadatkan (faktor 0.92).
- Rintangan CC 20 °C (Ω/km): Nilai maksimum untuk tembaga annealed.
- Aplikasi biasa dalam 132 kV: Bimbingan.
| IEC (mm²) | AWG / MCM | Diameter (mm) | Rintangan DC (Ω/km) Tembaga | Arus yang dibenarkan (A)* | Penggunaan biasa dalam 132 kV |
|---|---|---|---|---|---|
| 25 | 3 AWG | 6,0 | 0,727 | 140 | Kawalan / tierra |
| 35 | 2 AWG | 7,0 | 0,524 | 175 | Kawalan / perkhidmatan |
| 50 | 1/0 AWG (53,5) | 8,3 | 0,387 | 215 | Pembantu kuasa rendah |
| 70 | 2/0 AWG (67,4) | 9,6 | 0,268 | 265 | Penolong |
| 95 | 3/0 AWG (85,0) | 11,0 | 0,193 | 320 | Pengedaran kecil |
| 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 (litar berganda) |
| 2400 | 4800 MCM | 55,4 | 0,0072 | 2290 | Projek khas |
| 2500 | 5000 MCM | 56,5 | 0,0069 | 2350 | Projek khas |
| 3000 | 6000 MCM | 61,9 | 0,0058 | 2650 | Kuasa melampau |
*Arus penunjuk untuk kabel dasar selam 132 kV, XLPE, 90 °C dalam konduktor, dasar laut a 15 °C, kerintangan haba 1,0 K·m/W.Untuk aluminium, darabkan rintangan dengan 1,588 dan mengurangkan arus dengan 20-25%.
6. Kesetaraan praktikal antara IEC dan AWG/MCM
Pertama sekali, tiada surat menyurat yang tepat.Namun begitu, Piawaian menerima pendekatan komersial.Contohnya:
- 250 mm² IEC ≈ 500 MCM (Sebenarnya 500 MCM nak 253 mm²).
- 400 mm² IEC ≈ 750 MCM (750 MCM = 380 mm²).
- 1000 mm² IEC ≈ 2000 MCM (2000 MCM = 1013 mm²).
Akibatnya, Dalam projek antarabangsa adalah perkara biasa bagi pengilang untuk menawarkan kedua-dua sebutan dalam helaian teknikal.
7. Proses pembuatan dan pemasangan kabel dasar selam 132kV
Di satu pihak, pembuatan kabel dasar selam 132 kV dibuat dalam garisan penyemperitan menegak (VCV) untuk mengelakkan kecacatan penebat.Prosedurnya adalah seperti berikut: konduktor dilekatkan dengan lapisan semikonduktor, kemudian XLPE tersemperit, tervulkan dalam tiub nitrogen bertekanan, dan akhirnya skrin digunakan, perisai dan penutup.
Sebaliknya, Peletakan dilakukan dengan kapal kabel yang mengekalkan ketegangan terkawal (biasanya < 10 kN per tan kabel) dan kelengkungan minimum sebanyak 20 kali diameter kabel.Selain itu, sistem kedudukan dinamik digunakan (DP) untuk mengekalkan laluan yang tepat.
8. Pertimbangan alam sekitar dan penyelenggaraan
Di tempat pertama, kabel dasar selam 132 kV mempunyai hayat berguna sebanyak 30-40 tahun.Walaupun begitu, risiko utama ialah:
8.1 sauh kapal
Ia adalah Mereka boleh merosakkan perisai dan menembusi penebat.Itulah sebabnya, Carta nautika dengan zon pengecualian digunakan.
8.2 Kebocoran dan arus kakisan
Dalam kes ini, keluli perisai memerlukan perlindungan katodik atau salutan khas.
8.3 keletihan getaran
terutamanya di kawasan yang mempunyai arus pasang surut yang kuat.
Untuk menyelesaikannya, pemantauan dijalankan menggunakan reflekometri (OTDR) untuk mengesan titik panas atau kelembapan.
9. Trend masa depan
Pada masa ini, kabel dengan penebat termoplastik disiasat (seperti HPTE) membenarkan suhu operasi sehingga 105 °C.Dengan cara ini, Mereka meningkatkan kapasiti pengangkutan tanpa mengubah bahagian konduktor.Selain itu, sistem arus terus voltan tinggi (HVDC) a 132 kV muncul untuk jarak > 100 km, dengan kerugian yang lebih rendah.
Kesimpulan- Pengilang kabel dasar laut
Secara ringkasnya, Pengilang kabel dasar laut, Kabel dasar selam 132kV ialah produk kejuruteraan tinggi yang menggabungkan sains bahan, elektroteknikal dan mekanik tanah marin.Oleh itu, pemilihan pemandu yang betul, berdasarkan jadual seperti yang dibentangkan di sini (dengan kesetaraan IEC dan AWG/MCM daripada 25 mm² sehingga 3000 mm²), adalah penting untuk memastikan kebolehpercayaan, kecekapan dan keselamatan sambungan bawah air.Akhirnya, apabila angin luar pesisir mengembang, Permintaan untuk kabel ini akan terus meningkat, memacu inovasi dalam bahan dan teknik pemasangan.
Rujukan
- IEC 60840:2020 – Kabel kuasa dengan penebat tersemperit untuk 30 kV sehingga 150 kV.
- IEC 60228:2004 – Konduktor kabel berpenebat.
- guni, T. (2009). Kabel Kuasa Kapal Selam: Reka bentuk, Pemasangan, baiki, Aspek Alam Sekitar. Springer.