Լույսի ուղարկում հազարավոր մղոնների վրայով՝ բարձրավոլտ մալուխների գաղտնիքի և նորարարության ուսումնասիրություն

Ժամանակակից էներգետիկ համակարգերում բարձրավոլտ մալուխները կարևոր դեր են խաղում: Քաղաքների ստորգետնյա էլեկտրացանցերից մինչև լեռների և գետերի վրայով անցնող երկար հեռավորության փոխանցման գծերը, բարձրավոլտ մալուխները ապահովում են էլեկտրաէներգիայի արդյունավետ, կայուն և անվտանգ փոխանցում: Այս հոդվածը մանրամասն կուսումնասիրի բարձրավոլտ մալուխների հետ կապված տարբեր տեխնոլոգիաները, ներառյալ դրանց կառուցվածքը, դասակարգումը, արտադրական գործընթացը, աշխատանքային բնութագրերը, տեղադրումը և սպասարկումը:
1. Բարձր լարման մալուխների հիմնական կառուցվածքը

Բարձրավոլտ մալուխները հիմնականում կազմված են հաղորդիչներից, մեկուսացման շերտերից, պաշտպանիչ շերտերից և պաշտպանիչ շերտերից։

Հաղորդիչը հոսանքի փոխանցման ուղին է և սովորաբար պատրաստված է պղնձից կամ ալյումինից: Պղինձն ունի լավ հաղորդունակություն և ճկունություն, մինչդեռ ալյումինը համեմատաբար էժան է և թեթև քաշ ունի: Այս հաղորդիչները սովորաբար բազմաշերտ ոլորված լարերի տեսքով են՝ ճկունությունը մեծացնելու համար:

Մեկուսիչ շերտը բարձրավոլտ մալուխի հիմնական մասն է, որը դեր է խաղում հոսանքի արտահոսքը կանխելու և հաղորդիչը արտաքին աշխարհից մեկուսացնելու գործում: Տարածված մեկուսիչ նյութերից են խաչաձև կապված պոլիէթիլենը (XLPE), յուղաթուղթը և այլն: XLPE-ն ունի գերազանց էլեկտրական հատկություններ, ջերմակայունություն և մեխանիկական ամրություն, և լայնորեն օգտագործվում է ժամանակակից բարձրավոլտ մալուխներում:

Պաշտպանիչ շերտը բաժանված է ներքին և արտաքին պաշտպանիչների։ Ներքին պաշտպանիչ շերտը օգտագործվում է էլեկտրական դաշտը միատարր դարձնելու և տեղային լիցքաթափման կողմից մեկուսացման շերտը վնասելուց խուսափելու համար։ Արտաքին պաշտպանիչ շերտը կարող է նվազեցնել արտաքին էլեկտրամագնիսական դաշտի միջամտությունը մալուխի վրա, ինչպես նաև կանխել մալուխի էլեկտրամագնիսական ազդեցությունը արտաքին աշխարհի վրա։

Պաշտպանիչ շերտը հիմնականում պաշտպանում է մալուխը արտաքին գործոններից, ինչպիսիք են մեխանիկական վնասը, քիմիական կոռոզիան և ջրի ներթափանցումը, առաջացող վնասներից: Այն սովորաբար կազմված է մետաղական զրահից և արտաքին թաղանթից: Մետաղական զրահը կարող է ապահովել մեխանիկական ամրություն, իսկ արտաքին թաղանթն ունի ջրակայուն և հակակոռոզիոն գործառույթներ:

2. Բարձր լարման մալուխների դասակարգում

Ըստ լարման մակարդակի, բարձր լարման մալուխները կարելի է բաժանել միջին լարման մալուխների (սովորաբար 3-35 կՎ), բարձր լարման մալուխների (35-110 կՎ), գերբարձր լարման մալուխների (110-500 կՎ) և գերբարձր լարման մալուխների (500 կՎ-ից բարձր): Տարբեր լարման մակարդակների մալուխները տարբերվում են կառուցվածքային նախագծմամբ, մեկուսացման պահանջներով և այլն:

Մեկուսիչ նյութերի տեսանկյունից, վերը նշված XLPE մալուխներից և յուղաթղթե մալուխներից բացի, կան նաև էթիլեն-պրոպիլենային ռետինե մալուխներ: Յուղաթղթե մալուխներն ունեն երկար պատմություն, բայց բարձր սպասարկման ծախսերի և այլ պատճառների պատճառով դրանք աստիճանաբար փոխարինվել են XLPE մալուխներով: Էթիլեն-պրոպիլենային ռետինե մալուխն ունի լավ ճկունություն և եղանակային դիմադրություն, և հարմար է որոշ հատուկ առիթների համար:
3. Բարձրավոլտ մալուխի արտադրության գործընթաց

Բարձրավոլտ մալուխի արտադրությունը բարդ և նուրբ գործընթաց է։

Հաղորդիչների արտադրությունը նախ պահանջում է պղնձի կամ ալյումինի հումքի ձգում, ոլորում և այլ գործընթացներ՝ հաղորդչի չափերի ճշգրտությունն ու մեխանիկական հատկություններն ապահովելու համար: Պտտման գործընթացում թելերի թելերը պետք է մոտիկից դասավորված լինեն՝ հաղորդչի հաղորդականությունը բարելավելու համար:

Մեկուսիչ շերտի արտամղումը հիմնական քայլերից մեկն է: XLPE մեկուսիչ շերտի համար XLPE նյութը արտամղվում է բարձր ջերմաստիճանում և հավասարաչափ փաթաթվում հաղորդչի վրա: Արտամղման գործընթացի ընթացքում պետք է խստորեն վերահսկվեն այնպիսի պարամետրեր, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը, ճնշումը և արտամղման արագությունը՝ մեկուսիչ շերտի որակը և հաստության միատարրությունն ապահովելու համար:

Պաշտպանիչ շերտը սովորաբար պատրաստվում է մետաղական մետաղալարով հյուսելու կամ մետաղական ժապավենով փաթաթելու միջոցով: Ներքին և արտաքին պաշտպանիչների արտադրական գործընթացները մի փոքր տարբեր են, բայց երկուսն էլ պետք է ապահովեն պաշտպանիչ շերտի ամբողջականությունը և լավ էլեկտրական միացումը:

Վերջապես, պաշտպանիչ շերտի արտադրությունը ներառում է մետաղական զրահի տեղադրումը և արտաքին թաղանթի արտամղումը: Մետաղական զրահը պետք է ամուր տեղավորվի մալուխի վրա, իսկ արտաքին թաղանթի արտամղումը պետք է ապահովի հարթ տեսք՝ առանց այնպիսի թերությունների, ինչպիսիք են փուչիկները և ճաքերը:
4. Բարձրավոլտ մալուխների աշխատանքային բնութագրերը

Էլեկտրական կատարողականության առումով, բարձր լարման մալուխները պետք է ունենան բարձր մեկուսացման դիմադրություն, ցածր դիէլեկտրիկ կորուստներ և լավ լարման դիմադրություն: Բարձր մեկուսացման դիմադրությունը կարող է արդյունավետորեն կանխել հոսանքի արտահոսքը, ցածր դիէլեկտրիկ կորուստը նվազեցնում է էլեկտրաէներգիայի կորուստը փոխանցման ընթացքում, իսկ լավ լարման դիմադրությունը ապահովում է, որ մալուխը կարողանա անվտանգ աշխատել բարձր լարման միջավայրում:

Մեխանիկական հատկությունների առումով, մալուխը պետք է ունենա բավարար ձգման ամրություն, ծռման շառավիղ և հարվածային դիմադրություն: Տեղադրման և շահագործման ընթացքում մալուխը կարող է ենթարկվել ձգման, ծռման և արտաքին ուժի ազդեցության: Եթե մեխանիկական հատկությունները անբավարար են, մալուխը կարող է վնասվել:

Ջերմային կատարողականությունը նույնպես կարևոր ասպեկտ է: Մալուխը ջերմություն կարտադրի շահագործման ընթացքում, հատկապես բարձր բեռի տակ աշխատելիս: Հետևաբար, մալուխը պետք է ունենա լավ ջերմակայունություն և կարողանա նորմալ աշխատել որոշակի ջերմաստիճանային միջակայքում՝ առանց որևէ խնդրի, ինչպիսին է մեկուսացման ծերացումը: XLPE մալուխը համեմատաբար լավ ջերմակայունություն ունի և կարող է երկար ժամանակ աշխատել ավելի բարձր ջերմաստիճաններում:
5. Բարձրավոլտ մալուխների տեղադրում և սպասարկում

Մոնտաժման առումով առաջին հերթին պետք է պլանավորել մալուխի տեղադրման ուղին՝ ապահովելու համար, որ այն լինի ողջամիտ և անվտանգ: Տեղադրման ընթացքում պետք է զգույշ լինել՝ մալուխի չափազանց ձգումից, ծռումից և արտամղումից խուսափելու համար: Երկար հեռավորության վրա մալուխի տեղադրման համար սովորաբար օգտագործվում են այնպիսի սարքավորումներ, ինչպիսիք են մալուխային փոխադրիչները՝ շինարարությանը օժանդակելու համար:

Մալուխային միացումների արտադրությունը տեղադրման գործընթացի հիմնական օղակն է: Միացման որակը անմիջականորեն ազդում է մալուխի շահագործման հուսալիության վրա: Միացումներ պատրաստելիս մալուխը պետք է մաքրվի, միացվի և մեկուսացվի: Յուրաքանչյուր քայլ պետք է իրականացվի խստորեն համաձայն գործընթացի պահանջների՝ ապահովելու համար, որ միացման էլեկտրական և մեխանիկական հատկությունները համապատասխանեն պահանջներին:

Բարձրավոլտ մալուխների երկարատև կայուն աշխատանքի համար կարևոր է սպասարկման աշխատանքները: Կանոնավոր ստուգումները կարող են արագորեն հայտնաբերել, թե արդյոք մալուխի տեսքը վնասված է, թե պատյանը: Միևնույն ժամանակ, որոշ փորձարկման սարքավորումներ կարող են օգտագործվել նաև մալուխի մեկուսացման աշխատանքը և մասնակի լիցքաթափումը ստուգելու համար: Եթե խնդիրներ են հայտնաբերվում, դրանք պետք է ժամանակին վերանորոգվեն կամ փոխարինվեն:

6. Բարձրավոլտ մալուխների խափանում և հայտնաբերում

Բարձրավոլտ մալուխների տարածված խափանումներից են մեկուսացման խափանումը, հաղորդչի անջատումը և միացման խափանումը: Մեկուսացման խափանումը կարող է առաջանալ մեկուսացման ծերացման, մասնակի լիցքաթափման կամ արտաքին գերլարման պատճառով: Հաղորդչի անջատումը սովորաբար առաջանում է մեխանիկական արտաքին ուժի կամ երկարատև գերծանրաբեռնվածության պատճառով: Միացման խափանումը կարող է առաջանալ միացման վատ արտադրական գործընթացի կամ շահագործման ընթացքում ուժեղ տաքացման պատճառով:

Այս թերությունները հայտնաբերելու համար կան հայտնաբերման բազմաթիվ մեթոդներ: Մասնակի լիցքաթափման հայտնաբերումը լայնորեն օգտագործվող մեթոդ է: Մալուխում մասնակի լիցքաթափման հետևանքով առաջացած ազդանշանը հայտնաբերելով՝ կարելի է որոշել, թե արդյոք մալուխի ներսում կան մեկուսացման թերություններ: Դիմացկունության լարման թեստը կարող է հայտնաբերել մալուխի դիմադրողականության լարման հզորությունը և գտնել մեկուսացման հնարավոր խնդիրներ: Բացի այդ, ինֆրակարմիր ջերմային պատկերման տեխնոլոգիան կարող է հայտնաբերել ջերմաստիճանի բաշխումը մալուխի մակերեսին՝ պարզելու համար, թե արդյոք մալուխն ունի խնդիրներ, ինչպիսիք են տեղային գերտաքացումը:
7. Բարձրավոլտ մալուխների կիրառման և զարգացման միտումը էներգետիկ համակարգերում

Էներգահամակարգերում բարձրավոլտ մալուխները լայնորեն օգտագործվում են քաղաքային էլեկտրացանցերի վերափոխման, խոշոր էլեկտրակայանների ելքային գծերի, ստորջրյա մալուխային փոխանցման և այլ ոլորտներում: Քաղաքային էլեկտրացանցերում, սահմանափակ տարածքի պատճառով, ստորգետնյա մալուխների օգտագործումը կարող է խնայել տարածք և բարելավել քաղաքի գեղեցկությունը: Մեծ էլեկտրակայանների ելքային գծերը պահանջում են բարձրավոլտ մալուխների օգտագործում՝ էլեկտրաէներգիան հեռավոր ենթակայաններ փոխանցելու համար: Ստորջրյա մալուխային փոխանցումը կարող է իրականացնել ծովային էլեկտրահաղորդում և ապահովել կղզիների և ափամերձ տարածքների կայուն էլեկտրամատակարարում:

Էներգետիկայի տեխնոլոգիաների շարունակական զարգացման հետ մեկտեղ, բարձր լարման մալուխները նույնպես ցուցաբերել են որոշակի զարգացման միտումներ: Մեկը բարձր լարման մակարդակներով մալուխների հետազոտությունն ու մշակումն ու կիրառումն է: Երկար հեռավորությունների վրա էլեկտրաէներգիայի փոխանցման պահանջարկի աճին զուգընթաց, գերբարձր լարման մալուխների մշակումը կդառնա ուշադրության կենտրոնում: Երկրորդը մալուխների ինտելեկտն է: Մալուխի մեջ սենսորներ և այլ սարքավորումներ ինտեգրելով՝ կարելի է իրական ժամանակում վերահսկել մալուխի աշխատանքային կարգավիճակը և նախազգուշացնել խափանումների մասին, այդպիսով բարելավելով մալուխի շահագործման հուսալիությունը: Երրորդը էկոլոգիապես մաքուր մալուխների մշակումն է: Քանի որ մարդկանց շրջակա միջավայրի պաշտպանության պահանջարկը մեծանում է, ցածր աղտոտվածություն ունեցող, վերամշակվող մալուխային նյութերի հետազոտությունն ու մշակումը կլինի ապագա զարգացման ուղղություն: