Introducere
În primul rând, Este necesar să înțelegem importanțacablu submarin 132kV în interiorul cablurilor de alimentare. Aceste componente sunt esențiale în infrastructura energetică modernă, în special pentru interconectarea reţelelor electrice între regiuni separate prin corpuri de apă.De exemplu, nivelul de tensiune al 132 kV corespunde unei categorii de înaltă tensiune (LA) Utilizat pe scară largă în sistemele de transmisie și subtransmisie.Pe lângă asta, Acest articol explorează caracteristicile tehnice, materiale de izolare, procesele de fabricație și criteriile de selecție pentru aceste cabluri.În cele din urmă, Un tabel comparativ al conductorilor este inclus în conformitate cu standardele IEC și AWG/MCM..
1. Contextul și aplicațiile cablului submarin de 132 kV
Referitor la principalele sale utilizări, Cablurile submarine de 132 kV sunt utilizate în patru zone mari:
1.1 Conectarea parcurilor eoliene offshore (offshore)
În acest caz, transporta energia generată de la turbine la stația de pe uscat.
1.2 Interconexiune între insule și continent
în plus, permit partajarea resurselor energetice între sistemele electrice izolate.
1.3 traversarea fluviului, lacuri sau fiorduri
acolo unde o companie aeriană nu este viabilă din cauza restricțiilor de mediu sau de navigație.
1.4 Alimentarea platformelor de petrol sau gaze
De asemenea, înlocuiți generarea la fața locului cu energie mai curată și mai stabilă.
Pe lângă asta, tensiunea de 132 kV este un echilibru între capacitatea de transport (mai mare decât 66 kV) și complexitatea tehnică (mai puțin decât 220 kV). în consecinţă, Distanțele tipice ajung până la 80-100 km fără stații repetoare intermediare.
2. Structura internă a unui cablu submarin de 132 kV
Înainte de a detalia fiecare strat, Trebuie amintit că un cablu submarin de această tensiune trebuie să reziste la presiuni hidrostatice, coroziunea cu apă sărată, tensiuni de întindere în timpul așezării și ciclurilor termice.Prin urmare, Designul său tipic include următoarele șapte componente:
2.1 Conductor
În general cupru sau aluminiu, compactat si rotund (clasă 2 conform IEC 60228). Acest lucru permite reduce diametrul și facilitează îmbinarea izolației.
2.2 Afișaj cu semiconductor
Ele sunt formate din straturi interne și externe care elimină golurile și uniformizează câmpul electric.
2.3 Izolație principală
Este vorba despre polietilenă reticulata (XLPE) performante ridicate, cu grosimea calculată pentru 132 kV (în mod normal 14-16 mm conform standardului IEC 60840).
2.4 Ecran metal
Se compune din benzi de cupru sau fire de oțel/cupru pentru a conduce curenții de scurtcircuit și a permite detectarea defecțiunilor.
2.5 Strat anti-umiditate (banda de umflare)
Acest strat se extinde cu apa pentru a bloca migrarea longitudinala.
2.6 Armură
Este format din fire de otel galvanizat (pentru rezistenta mecanica) cuprul (dacă este necesară o capacitate de curent mai mare). În plus, poate fi strat simplu sau dublu.
2.7 Capac exterior
În mod normal polipropilenă (PP) polietilena (PE) rezistent la abraziune și organismele marine.
O diferență cheie cu cablurile de împământare este aceea blindajul și puntea sunt proiectate pentru a rezista la tracțiune și atacurile chimice marine.
3. Reglementări de referință
Pentru a asigura calitatea, Se aplică următoarele reguli:
- IEC 60840: Cabluri de alimentare cu izolație XLPE pentru tensiuni de 30 kV a 150 kV.
- IEC 60228: Conductori de cablu izolați.
- AEIC CS9: Specificații pentru cablurile submarine (Asociația consiliilor de iluminat din SUA. UU.).
- ICEA S-111-704: Ghid pentru cablurile de alimentare submarine.
4. Factori critici în selecția șoferului
În primul rând, alegerea ariei secțiunii transversale a conductorului (exprimat în mm² conform IEC sau în kcmil/AWG conform standardului american) depinde de patru aspecte fundamentale:
4.1 Capacitate curentă (ampacitatea)
Aceasta este determinată de rezistivitatea conductorului, temperatura ambientală a fundului mării (de obicei 10-20 °C) şi rezistivitatea termică a fundului mării.
4.2 Căderea maximă admisă de tensiune
În general, este admis între 3 y 5% complet încărcat.
4.3 curent de scurtcircuit
În acest moment, secţiunea trebuie să reziste la încălzirea adiabatică pe durata defectului (tipic 1-3 secunde).
4.4 Tensiuni mecanice în timpul așezării
Trebuie remarcat faptul că un conductor mai mare este mai greu, dar și mai rezistent la tracțiune.
5. Masa conductoare pentru cablu submarin de 132kV (IEC și AWG/MCM)
Următorul, Este prezentat tabelul complet.Este important să clarificăm asta include șoferi foarte mici (nu obișnuit în 132 kV, dar util pentru serviciile auxiliare) până la secțiunile maxime pentru puteri de până la 300 MW per circuit.
Nota explicativă anterioară:
- IEC mm²: Sectiune nominala conform IEC 60228 (clasă 2 – rotund compact).
- AWG: American Wire Gauge pentru diametre mai mici.
- MCM: mii mii circulare (1 MCM = 0.5067 mm²) pentru secțiuni ≥ 250 kcmil.
- Diametrul driverului (mm): Aproximativ pentru cuprul compactat (factor 0.92).
- Rezistenta CC 20 °C (Ω/km): Valoarea maximă pentru cuprul recoapt.
- Aplicație tipică în 132 kV: Îndrumare.
| IEC (mm²) | AWG / MCM | Diametru (mm) | Rezistenta DC (Ω/km) Cupru | Curent admisibil (A)* | Utilizare tipică în 132 kV |
|---|---|---|---|---|---|
| 25 | 3 AWG | 6,0 | 0,727 | 140 | Controla / tierra |
| 35 | 2 AWG | 7,0 | 0,524 | 175 | Controla / servicii |
| 50 | 1/0 AWG (53,5) | 8,3 | 0,387 | 215 | Putere auxiliară mai mică |
| 70 | 2/0 AWG (67,4) | 9,6 | 0,268 | 265 | Asistent |
| 95 | 3/0 AWG (85,0) | 11,0 | 0,193 | 320 | Distribuție mică |
| 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 (dublu circuit) |
| 2400 | 4800 MCM | 55,4 | 0,0072 | 2290 | Proiecte speciale |
| 2500 | 5000 MCM | 56,5 | 0,0069 | 2350 | Proiecte speciale |
| 3000 | 6000 MCM | 61,9 | 0,0058 | 2650 | Putere extremă |
*Curent indicativ pentru cablu submarin 132 kV, XLPE, 90 °C în conductor, fundul mării a 15 °C, rezistivitate termică 1,0 K·m/V.Pentru aluminiu, înmulțiți rezistența cu 1,588 si reduce curentul cu 20-25%.
6. Echivalențe practice între IEC și AWG/MCM
În primul rând, nu există o corespondență exactă.Cu toate acestea, Standardele acceptă abordări comerciale.De exemplu:
- 250 mm² IEC ≈ 500 MCM (De fapt 500 fiul MCM 253 mm²).
- 400 mm² IEC ≈ 750 MCM (750 MCM = 380 mm²).
- 1000 mm² IEC ≈ 2000 MCM (2000 MCM = 1013 mm²).
în consecinţă, În proiectele internaționale este obișnuit ca producătorul să ofere ambele denumiri în fișa tehnică.
7. Proces de fabricare si pozare a cablului submarin de 132kV
Pe de o parte, fabricarea unui cablu submarin 132 kV se realizează în linii verticale de extrudare (VCV) pentru a evita defectele de izolare.Procedura este după cum urmează: conductorul este lipit cu straturile semiconductoare, apoi XLPE este extrudat, este vulcanizat într-un tub de azot presurizat, iar în final se aplică ecranele, armuri și huse.
Pe de altă parte, Pozarea se realizează cu vase de cablu care mențin o tensiune controlată (în mod normal < 10 kN per tonă de cablu) si o curbura minima de 20 ori diametrul cablului.Pe lângă asta, se folosesc sisteme de poziţionare dinamică (DP) pentru a menține traseul exact.
8. Considerații de mediu și întreținere
În primul rând, cabluri submarine 132 kV au o durată de viață utilă de 30-40 ani.Totuşi, principalele riscuri sunt:
8.1 ancore de nave
Este Ele pot deteriora armura și pot pătrunde în izolație.De aceea, Sunt folosite hărțile nautice cu zone de excludere.
8.2 Curenți de scurgere și coroziune
În acest caz, oțelul blindat necesită protecție catodică sau acoperiri speciale.
8.3 oboseala prin vibratii
În special în zonele cu curenţi de maree puternici.
Pentru a o rezolva, monitorizarea se realizează cu ajutorul reflectometriei (OTDR) pentru a detecta punctele fierbinți sau umiditatea.
9. Tendințe viitoare
În acest moment, se cerceteaza cablurile cu izolatie termoplastica (ca HPTE) permițând temperaturi de funcționare de până la 105 °C.În acest fel, Acestea măresc capacitatea de transport fără a modifica secțiunea conductorului.În plus, sisteme de curent continuu de înaltă tensiune (HVDC) o 132 kV apar pentru distanțe > 100 km, cu pierderi mai mici.
Concluzie- Producator de cabluri submarine
În concluzie, Producator de cabluri submarine, Cablul submarin de 132 kV este un produs extrem de proiectat care combină știința materialelor, electrotehnica si mecanica solurilor marine.Prin urmare, selectarea corectă a driverului, pe baza unor tabele precum cel prezentat aici (cu echivalenţe IEC şi AWG/MCM din 25 mm² până la 3000 mm²), este esențial pentru a asigura fiabilitatea, eficienta si securitatea racordurilor subacvatice.În cele din urmă, pe măsură ce vântul offshore se extinde, Cererea pentru aceste cabluri va continua să crească, conducând inovații în materiale și tehnici de instalare.
Referințe
- IEC 60840:2020 – Cabluri de alimentare cu izolatie extrudata pt 30 kV până la 150 kV.
- IEC 60228:2004 – Conductoare de cabluri izolate.
- Sac, T. (2009). Cabluri de alimentare submarine: Proiecta, Instalare, Repara, Aspecte de mediu. Springer.