کابل های فشار قوی با عایق (XLPE)

چکیده: تجدید نظر در بازار ذخیره الکتریکی و رشد گسترده آگاهی، اجیاد بازار جدید جالب برای راه حل‌های مقدماتی انتقال قدرت در تکنولوژی کابل‌ها قالب‌ریزی شده‌است. در همین اثناء پیشرفت در همه زمینه‌ها، توسعه استفاده از ( XLPE ) (رد شدن از پلی اتیلن وصل شده)، سیستم‌هیا عایقی کابل‌ها را تا مرز 500 kv را فراهم کرده است. کاربرد سیستم کابل‌های امروزی اغلب نسبت به خطوط هوایی مناسب‌تر است. در حالی‌که روش‌های صنعتی جدید قادر هستند کابل‌های زیردریایی ها را با فیبر‌های نوری هماهنگ کرده و مفصل انعطاف‌پذیری با طول‌های بیشتر از قبل ارائه بدهند.پیشرفت بیشتر سیستم های عایقی فشار قوی موقعیت خلاقانه ABB را در مورد ولتاژهای بالای DC ارائه می‌دهد.

سیستم کابل‌های با ولتاژ 220 kv  و بالاتر قسمتی ازتوان بالای زیر بنای ترانسفورماتورهای قدرت مدرن روزهستند. این همه حاوی این است،‌ اگر چه یک وظیفه مهم تأمین کننده این است، به سیستم های نمایشی با قابلیت اطمینان بالا به خاطر فشارهای الکتریکی بالا در چنین سطح ولتاژی که کابل و لوازم جانبی کلاً هماهنگ شده‌اند، اطمینان کامل را بدهد.

رفع محدودیت – تغییر قانون‌ها

سیستم کابل‌های فشار قوی یک قسمت اساسی دارد که در محیطی مناسب، جدید، ویژه قرار می‌گیرد؛ هنگامیکه می‌آید و جایگزین خطوط هوایی می‌شود؛ با کابل‌های زیر زمینی. هزینه سیستم کابل‌های فشار قوی در طول دهه اخیر کاهش یافته و احتمالاً بیشتر هم پایین می‌آید. در همین زمان عملکرد کابل XLPE شدیداً افزایش پیدا کرده است. پیام جدید وجود دارد که سیستم کابل‌های XLPE قادر است با خطوط هوایی، به طورتکنیکی، محیطی و به صورت اقتصادی رقابت کند. این یک اصل ویژه است در رنج ولتاژ 12 الی 170 کیلو ولت.

این ویژگی کابل‌های XLPE را از طرح انتقال خطوط هوایی در یک منظر جدید متمایز کرده‌است. در جاهایی کهپاسخ کابل‌ها اغلب چایگزین گیرایی داشته باشد.

 *عایق فشار قوی – عملکرد و پیشرفت

روند برقرار شده خوب به سمت یک عایق ضخیم کوچکتر ادامه خواهد داشت نتایج یک کابل باریک‌تر با امتیازاتبیشتر، طول خطی طولانی‌تر در اطراف آن، نصب راحت‌تر، مفصل کوچکتر، انقباض و انبساط حرارتی، کاهش مواد عایقی به کاررفته. تجارب اموخته شده در طو ل توسعه کابل‌EHV_XLPE (extra high voltage XLPE)، توسعه یافتن مواد و فرایندها و خدمات فوق‌العاده XLPE، توانسته است ضخامت این کابل‌ها را تا 12-15 میلیمتر برای خطوط 132 kv کاهش دهد.

مقایسه کابل‌هی هوایی و کابل‌های XLPE زیر زمینی از نظر نرخ هزینه بین سال‌های1986 تا 2000

 *کابل‌های زیرزمینی با خطوط هوایی متمایزند

البته، امنیت، زیست محیطی، قابلیت اطمینان وپارامترهای اقتصادی عملیاتی سیستم‌کابل‌های XLPE را از خطوط هوایی متمایز می‌سازد. برای سیستم کابل XLPE مدرن، نسبت هزینه کاهش یافته و فواید زیست‌محیطی و قابلیت اطمینان اغلب از مسایل روشن و مهم هستند. به خاطر گذشتن بزرگشان  از مناطق تکه‌تکه، کابل‌ها معمولاً کمتر نشان داده می‌شوند. در مقایسه با خطوط هوایی MVA تلفات را از دست می‌دهند. چکیده‌ای از فواید سیستم کابل XLPE در جدول زیر داده شده است.

 میزان خطوط هوایی بعضی اوقات محدو می‌شود به وسیله زمستانی بالا که شامل تعدادی زیادی وسایل گرمایی الکتریکی است. ددر طول روزهای گرم تابستان خطوط هوایی 50% الکتریسیته کمتری نسبت به زمستان حمل می‌کنند. این گیرایی کمتر مجبور است در آینده حل شود. در مناطقی که محدودیت‌های هوایی وجود داردبرای مثال فواید کابل‌XLPE زیر زمینی آن‌ها را یک جذب کننده خالص می‌سازد.خطوط زیرزمینی انتقال تقریباً ظرفیت بالا وبهتری برای دوره‌های زمانی کوتاه‌تر از 90دقیقه را  به خاطر مقدار زیاد حرارت بالای اطراف خاک دارد.

*قابلیت سیستم کابل 400-500 kv

IEC تاکید می‌کند که قابلیت اطمینان و هماهنگی مهم کابل‌ها و لوازم جانبی با توصیف عملکرد کلی سیستم،مقاومت کابل، اتصالات و ترمینال‌ها ثابت شده است. برنامه آزمون فراگیری شامل یک جفت آزمون صلاحیت در جزئیات IEC 62067 توضیح داده شده است.

ABB به عنوان تأمین کننده سیستم کابل‌های 400 kv   در سال 1995 واجد شرایط شده است.

*کیفیت مواد و تولید

تنها تأمین کننده‌های تأئید شده رسانیدن(تحویل داده) مواد لازم را بنا نهاده‌اند. همه تولیدات ABB برایکابل‌های فشارقوی و لوازم جانبی توسط ISO 9001 و ISO 14001 تأئید شده است.

هسته کابل‌های XLPE از یک مواد صنعتی خشک تولید شده‌است. سیستم عایقی کابل شامل لایه هدایت کننده در یک پروسه فشرده شده‌است. و برای عایق‌ها و مواد هدایت‌کننده در یک محل تمیز در  سه مرحله فشرده شده‌است.

 *طراحی کابل

کابل مسی هدایت کننده که یک منطقه 2500میلی‌متر مربع دارد که به پنج جزء برای کاهش اثر پوستی تقسیم بندی شده‌است. ABB از هادی‌های برش زده استفاده می‌کند. که ساخته‌ شده‌اند از عایق‌های مفتولی برای عبور با هم از 1000میلیمتر مربع پوشش براق متشکل از سیم‌های مسی درون یک بستر کاغذی کشی برای کاهش تأثیر مکانیکی و حرارتی انتقال داده شده عایق. تعداد سیم‌ها و مجموع عبوری به نایز مداری شبکهبستگی دارد. سفتی در طول سیم با هوای میانی درون پوسته سیم با پوردهای فشرده به پایان می رسد.

محافظ خارجی در مقابل تأثیر مکانیکی و پوسیدگی بوسیله یک پوشش محکم، فشرده و محدود ساخته شده است از HDPE(پلی اتیلن با دانسیته بالا). یک رشته فلزی درون قسمت داخلی غلاف به صورت افشان درون کابل نگه داشته‌شده‌است.

نتایج وزن پایین و لاغر کابل چندین استفاده دارد: طول بزرگتری از کابل می‌تواند روی قرقره‌ها پیچیده شود، از جریان‌های گردابی بالا که درون غلاف کابل افت می‌کنند جلوگیری می‌شودو همچنین ظرفیت جریان عبوری بهینه سازی می‌شود.

 *امکان قدرت هوایی

-یک لایه هدایت کننده فشرده برای اندازه‌گیری غلاف خارجی

-یک لایه عقبی سرخ رنگ فشرده برای سلامتی فوق‌العاده در اتفاقات محیطی

امکان دیگر کابل‌های طراحی شده پیشنهاد دارد که حل کند درجه حرارت کنترل شده را با کابل‌های نوری. فیبرها محصور هستند درون یک تیوپ استیلف تقریباً با همان سایز به عنوان سیم پوششی که منسجم شده درون پوشش کابل. درجه حرارت کنترل شده در این روش امکان بهینه سازی بارها را فراهم می‌سازد.

 *قسمت سیستم کابل‌های 220-500 kv

در کابل‌های ولتاژ متوسط معمول است که در مورد دور یقطعات فکر کنیم. حتی اگر این تأمین کننده‌های متفاوتبیایند، آن‌ها می‌توانند به یکدیگر ملحق شوند. و به عنوان یک سیستم کامل کار خواهند کرد. و این علت محدودیت دادن برای خیابان‌های الکتریکی در ساختمان تجهیزات در       IEC 60502  است.

کابل‌های HV و همچنین EHV و لوازم فرعی به عنوان سیستم طراحی می‌شوند. نه وجود ساختمان تجهیزات کابل‌ها و نه سطح ولتاژ ، فقط تست تجهیزات در IEC 60840 وIEC 62067 .

 *طراحی کابل 400 kv XLPE

در سال 1996 ،ABB یک سفارش از خدمات عمومی برای تامین و نصب یک سیستم کابلXLPE 400 کیلو ولتی رد یک تونل زیرزمینی طولانی به طول 6.3 کیلومتر در مرکز برلین دریافت کرد.

تونل مطرح شده در 25 تا 35 متری زمین واقع شده‌است و یک قطر سه متری دارد.

سیستم کابل با هادی‌های مسی قطعه‌قطعه شده 1600 میلیمتر مربعی و یک خازن انتقالی 1100MVA دارد؛ و بخشی از یک خط انتقال ضربدری میان شبکه فشارقوی شرق و غرب شکل گرفته است. کابل به صورت سه فاز منسجم به صورت قائم نصب شده است. یکی بالای دیگری با طراحی خاص . 7.2 متر دور از هم و با یک مدار کوچک در وسط هر فاصله مسیر کابل تقسیم شده به 9 قسمت که تقریباً 730 متر طولانی‌تر است. انتهایGIS روی دو پست فرعی و اتصال ABB جدید نصب شده و برای اتصال کابل‌های طولانی مورد استفاده قرار گرفته است. کابل نصب شده تشکیل شده از سه قطعه اصلی با سه قطعه کوچکتر میان هر قطعه اصلی. مدار کابل در دساکبر سال 1998 به درون خدمات عمومی رفت.

*پروژه‌های کابل‌های زیر آبی جدید

در سال 1998 پروژه کانال جزایر الکترونیکی را تحویل داد که توان تولید از فرانسه به جرسی را تقویت می‌کند که برای اولین بار جرسی را به شبکه میانی اروپا متصل کرد. بخش زیردریایی این پروژه در ژول 2000 تکمیل شد.

اجزاء اصللی تحویل داده شده برای این پروژه عبارتند از:

-ابل‌های زیردریایی میان فرانسه و جرسی و میان جرسی و گیونرسی(تقریباً به طول 70 کیلومتر)

-پست‌های فرعی GIS

-ترانسفورماتورهای جدید و راکتورها

دوتا از کابل‌های زیر آبی از همان شیوه طراحی شده‌اند. به عبارت دیگر سه هسته جدا شده از پوشش با عایق XLPE می‌باشد ک ههر کدام یک فیبر نوری با 24 فیبر مجتمع در آن برای ارتباط سیستم و قطع داخلی را شامل می‌شود. کالب‌ها سیم‌های لاکی دوبل دارند.( به عبارت دیگر یک لایه داخلی از لاک کش نشان و یک لایه خارجی که لاک سنگی نامیده می‌شود)برای حفاظت آزاد از آسیب‌هایی که می‌تواند سبب جریان جزر ومدی شود.

کابل یک قطر تقریباً 250 میلیمتری و وزنی در حدود 58 کیلوگرم بر متر را در هوا دارد. همچنین هر دو کابل‌هابوسیله کارخانه در طول کاملشان تحویل داده می‌شوند.

سیستم‌های کنترلی جدا از هم در عملیات کامپیوتری اتصال کابل‌ها نصب شده‌اند. که در سال 2003 کامل شده‌است.

*برق فشار قوی DC  (HVDC)

برق DC فشار قوی که از سال 1997 به جریان انداخته شد. نوآوری دیگر ABB در زیر زمین است. که تکنولوژیکابل‌های فشار قوی پیشرفته را متحد کرد. کابل‌ها جریان مستقیم فشار قوی را برای انتقال قدرت حجیم د رفواصل طولانی و عنمدتاً زیر آب بکار برده می‌شوند.

تکنولوژی کابل‌های قدیمی بر پایه سیستم عایقی کاغذ آغشته به روغن چسپنده سبک بنا نهاده شده است. چرا که این کابل‌ها فواید تکنیکی زیادی دارند. ساخت پروسه آهسته و تولید آخر از نظر مکانیکی حساس است.  صنعت نیز زمان زیادی خود به دنبال یک کابل HVDC فشاری از نوع مورد استفاده در سیستم ACمی‌باشد.

با برق HVDC شرکت ABB سیستم کابل فشار قوی همراه با ترانزیستورهای جدید، مبدل‌ها را وارد بازار می‌کند، که با ساخت کابلHVDC میزان انتقال قدرت راحتتر می‌شود.

*کاربردهای برق  HVDC

-تغذیه کننده‌های ایزوله شده

-شبکه‌های اتصال AC

-انتقال قدرت از واحد ژنراتور کوچک

-ایجاد شبکه DC با اتصال نقطه ضربدری

-قابلیت اطمینان شبکه توسط ولتاژ پایدار و شروع‌های سیاه

منبع:-------------