Энергия тарату жүйелеріне арналған кабель өндірісінің процесі
Кабельдер электр энергиясын тарату жүйелеріндегі маңызды құрамдас бөлік болып табылады. Сенімді кабельдерсіз электр станцияларынан қосалқы станцияларға, өнеркәсіптерге және тіпті үйлерге қуат тарату тұрақсыз болады. Сондықтан энергия таратуға арналған кабельдерді өндіру процесін ретсіз жүргізу мүмкін емес. Ол кабельдердің қауіпсіз, тиімді және берік болуын қамтамасыз ету үшін материалды таңдауды, техникалық жобалауды, дәл өндіріс кезеңдерін және қатаң сапа сынақтарын қамтиды. Бұл мақалада электр кабельдерін, атап айтқанда энергия тарату жүйелеріне арналған кабельдерді басынан аяғына дейін өндіру процесі талқыланады.
1. Кабельді жоспарлау және сипаттамалары
Бірінші қадам - жоба қажеттіліктері мен қолданыстағы стандарттарға сәйкес техникалық сипаттамаларды анықтау. Кабель өндірушілері әдетте SNI, IEC немесе ASTM сияқты ұлттық/халықаралық стандарттарға сілтеме жасайды. Бұл қадам мыналарды анықтайды:
– Жұмыс кернеуі (мысалы, төмен кернеу үшін 0,6/1 кВ, орташа кернеу үшін 12/20 кВ немесе беріліс үшін жоғары).
– Өткізгіш түрі (мыс немесе алюминий).
– Ток өткізу қабілетіне әсер ететін өткізгіштің көлденең қимасының ауданы (мм²).
– Оқшаулау түрі (ПВХ, XLPE, EPR және т.б.).
– Орнату қолданбалары (әуеде, жер астында, ауа өткізгіштерде, панельдерде немесе өнеркәсіптік ортада).
– Брондау (болат/алюминий сауыт) немесе арнайы қаптамалар сияқты механикалық қорғаныс қажеттілігі.
Бұл жоспарлау өте маңызды, себебі бастапқы қателіктер кабельдердің тез қызып кетуіне, қуаттың жоғары шығындарына немесе тіпті өрт пен желінің үзілуіне әкелуі мүмкін.
2. Шикізатты таңдау және дайындау
Энергия тарату кабельдері әдетте бірнеше қабаттан тұрады: өткізгіш, оқшаулағыш, экрандау, толтырғыш, қабық және кейбір түрлерінде брондау. Негізгі шикізатқа мыналар жатады:
1. Өткізгіш (мыс/алюминий өзекше)
– Мыстың өткізгіштігі жоғары, сондықтан бірдей ток үшін өлшемі кішірек болуы мүмкін, бірақ қымбатырақ.
– Алюминий жеңілірек және үнемді, көбінесе белгілі бір тарату желілері үшін қолданылады.
2. Оқшаулау материалы
– ПВХ (поливинилхлорид): төмен кернеу үшін кеңінен қолданылады, икемді және салыстырмалы түрде арзан.
– XLPE (айқас байланысқан полиэтилен): жақсы жылу өнімділігін, ыстыққа төзімділігін және төмен диэлектрлік шығынды қажет ететін орташа және төмен кернеулер үшін кең таралған.
3. Қаптама/куртка материалы
– Кабельдерді ылғалдан, химиялық заттардан, абразиядан және ультракүлгін сәулелерден қорғау функциялары.
– Талаптарға байланысты ПВХ, ПЭ немесе белгілі бір отқа төзімді материалдардан жасалуы мүмкін.
4. Сауыт (қажет болса)
– Мысалы, механикалық қорғаныс үшін, әсіресе тікелей көмілген кабельдер үшін болат таспа немесе болат сым (SWA/STA).
Бұл материалдар тазалық, механикалық беріктік және электрлік сипаттамалардың белгіленген стандарттарына сәйкес келуі керек.
3. Сым тарту процесі
Өткізгіш материалы шыбық түрінде болған кезде, бірінші қадам - сым тарту, ол қажетті сым диаметріне жеткенше шыбықты бірнеше қалыптар арқылы тартуды қамтиды. Бұл процесс сымның жарылуын немесе беткі ақаулардың пайда болуын болдырмау үшін кезең-кезеңмен жүзеге асырылады.
Мыс көбінесе созылғаннан кейін икемділікті қалпына келтіру және механикалық деформациядан туындаған қалдық кернеулерді азайту үшін күйдіріледі (бақыланатын қыздыру). Нәтижесінде дәл диаметрі, тегіс беті және стандартты механикалық қасиеттері бар сым алынады.
4. Өткізгішті қалыптастыру процесі (жіппен жалғау)
Тарату кабельдері үлкен өлшемдер үшін сирек бір сымды пайдаланады. Әдетте, бірнеше кішірек сымдар икемді өткізгішті қалыптастыру үшін бір-біріне бұралған. Бұл процесс жіптеу деп аталады.
Тігістердің бірнеше түрлері бар:
– Концентрлік жіптеу: сым қабаттары концентрлік шеңберлерде орналасқан.
– Ықшам көпіршікті өткізгіш: кабельдің жалпы диаметрін азайту үшін тығыздалған.
– Сектор тәрізді өткізгіш: кеңістікті тиімді пайдалану үшін көп өзекті кабельдерде жиі кездеседі.
Бұл кезеңде қатаң бақылау мыналарға да жүргізіледі:
– бұралудың тығыздығы,
– диаметрдің біркелкілігі,
– және ұзындыққа шаққандағы электр кедергісі.
5. Жартылай өткізгіш және оқшаулағыш қабаттарды қолдану (экструзия)
Тарату кабельдерін өндірудегі ең маңызды қадам - экструзия, яғни экструдерді пайдаланып оқшаулағыш материалды жабу процесі. Өткізгіш экструзия басы (крест бас) арқылы бағытталады, онда оқшаулағыш материал балқытылып, өткізгішті біркелкі жабу үшін қалыптастырылады.
Орташа және жоғары кернеулі кабельдер үшін негізгі оқшаулағыштан басқа, әдетте:
– Электр өрісін теңестіру үшін өткізгіш экран (өткізгіштің үстіндегі жартылай өткізгіш қабат).
– Кернеу жақсы таралатын және ішінара разрядтың алдын алатын оқшаулағыш экран (оқшаулағыштың үстіндегі жартылай өткізгіш қабат).
– Кедергі токтары мен электромагниттік қорғаныс үшін мыс таспа/сым түріндегі металл экран.
XLPE оқшаулағышы үшін экструзиядан кейін, әдетте CV (үздіксіз вулканизация) жүйесін пайдаланып, қыздыру және қысым арқылы көлденең байланыстыру процесі (молекулалық көлденең байланыстыру) жүзеге асырылады. Бұл жылуға төзімділікті және диэлектрлік беріктікті жақсартады.
6. Салқындату және өлшемді реттеу
Экструдерден шыққаннан кейін, кабель пішіні мен өлшемдерін тұрақтандыру үшін салқындату науасы немесе арнайы салқындату жүйесі арқылы өтеді. Бұл кезеңде сапаны бақылау келесіні қамтамасыз ету үшін жүзеге асырылады:
– стандарттарға сәйкес оқшаулау қалыңдығы,
– көпіршіктер, бос орындар немесе ластаушы заттар жоқ,
– тегіс беті және жақсы концентрлілігі (оқшаулау бір жаққа «ағып кетпейді».
Бұл кезеңдегі шағын ақау кабельдің қызмет ету мерзіміне, әсіресе жартылай разряд қаупі артатын орташа кернеулер үшін үлкен әсер етуі мүмкін.
7. Көп ядролы кабель өзегін қалыптастыру (кабельдеу)
Бірнеше өзегі бар кабельдер үшін (мысалы, төмен/орташа кернеулі таралудағы 3-өзекті немесе 4-өзекті), әрбір оқшауланған өзек кабельдеу процесі арқылы біріктіріледі (бірнеше өзекті айналдыру).
Кабельді дөңгелек және тұрақты ету үшін мыналарды қосыңыз:
– толтырғыш: қуыстарды толтыруға арналған гигроскопиялық емес материал.
– байланыстырушы таспа: негізгі құрылымның ығысуына жол бермеу үшін байланыстырушы таспа.
Аралық кабельдерде бұрылыстардың орналасуы мен бағыты индуктивті әсерлерді азайту және механикалық тепе-теңдікті сақтау үшін де қарастырылады.
8. Броньды орнату (қажет болса)
Қосымша қорғанысты қажет ететін қолданбалар үшін — мысалы, тікелей көмілген кабельдер, соққыға бейім аймақтар немесе өнеркәсіптік орталар үшін — сауыт орнатылады. Процесс мыналарды қамтуы мүмкін:
– Болат таспамен қаптау (STA): болат таспа кабельге оралған.
– Болат сыммен қаптау (SWA): шеңбер түрінде орналасқан болат сым.
Сауыт кабельді тарту кезінде қысымға, жануарлардың шағуына және зақымдануға төзімділікті арттырады. Дегенмен, ол салмақ пен диаметрді арттырады, сондықтан орнатуды жоспарлау кезінде иілу радиусы мен тарту қабілетін ескеру қажет.
9. Сыртқы қабықты қамтамасыз ету
Соңғы қабат - кабельдің бүкіл құрылымын жабу үшін экструзияланған сыртқы қабық/қаптама. Сыртқы қабықтың негізгі қызметі мыналардан қорғау болып табылады:
– ылғалдылық және су,
– коррозия,
– үйкеліс,
– УК сәулеленуі (сыртқы кабельдер үшін),
- белгілі бір химиялық заттар.
Орнату және техникалық қызмет көрсету кезінде анықтауды жеңілдету үшін корпус әдетте бренд, өлшем, кернеу, стандарт, шығарылған жылы және есептегіш белгісімен белгіленеді.
10. Сапаны бақылау және тексеру
Энергияны таратуға арналған кабельдер бірқатар сынақтардан өтуі керек, олар процесс барысында (процесс барысында) және аяқталғаннан кейін (қорытынды сынақ) жүзеге асырылады. Жалпы сынақтарға мыналар кіреді:
– Қуат шығыны стандарттарға сәйкес келетініне көз жеткізу үшін өткізгіштің кедергісін сынау.
– Оқшаулау беріктігін тексеру үшін жоғары кернеу сынағы (гипотекалық сынақ).
– Оқшаулағыш пен қабықтың қалыңдығын микрометр/оптикалық құрал арқылы тексеріңіз.
– Ішінара разряд сынағы (әсіресе орташа/жоғары кернеулі кабельдер үшін).
– Оқшаулау/қаптау материалдарының созылу және созылу сынақтары.
– Қажет болса, отқа төзімділік сынағы.
– Беткі ақауларды, сопақшалықты немесе кедір-бұдырлықты анықтау үшін визуалды тексеру.
Барлық талаптарға сай келетін кабельдер ғана тұтынушыларға жеткізілуі мүмкін. Ірі жобалар үшін куәгерлік сынақ жиі жүргізіледі, мұнда пайдаланушы немесе тексеру агенттігі сынақтың куәгері болады.
11. Қаптау және тарату
Сынақтан өткеннен кейін, кабель өлшеміне сәйкес ағаш/болат барабандарға немесе катушкаларға оралады. Қаптамада мыналар ескеріледі:
– барабанның ұзындығы,
- жалпы салмағы,
– судың кіруіне жол бермеу үшін кабель ұшын (соңғы қақпағын) қорғау,
– және тасымалдау әдістері, осылайша кабельді пайдалану кезінде зақымдалмайды.
Соңғы кезеңде сапаны қамтамасыз етудің бөлігі ретінде сынақ сертификаттары, техникалық деректер және стандартқа сәйкестік сияқты құжаттама енгізіледі.
Жабу
Энергия тарату жүйелеріне арналған кабель өндірісі процесі жоғары дәлдікті талап ететін бірқатар техникалық әрекеттер болып табылады. Өткізгіш пен оқшаулағышты таңдаудан бастап, тарту және жіптеу, экструзия және салқындату арқылы сапаны сынауға дейін, барлығы ондаған жылдар бойы кабельдің сенімділігін анықтауда маңызды рөл атқарады. Тиісті өндіріс процестері мен қатаң сапаны бақылау арқылы кабельдер электр энергиясын қауіпсіз, тиімді және минималды үзілістермен бере алады, осылайша әртүрлі салалардағы энергия тарату жүйелерінің тұрақтылығын қолдайды.
Қаласаңыз, мен бұл мақаланы белгілі бір кабель түріне (мысалы, ортаны таратуға арналған 20 кВ XLPE кабелі, оқшауланған үстіңгі кабель немесе брондалған жер асты кабелі) бейімдей аламын, оның ішінде қабат диаграммалары мен техникалық сипаттамалардың мысалдарын қоса аламын.
