Применение экранированного гибкого кабеля сверхбольшого сечения

В этой статье в основном описывается структурная конструкция и процесс производства сверхбольшого экранированного гибкого кабеля TST CABLES.
Сверхбольшие кабели относятся к специальным кабелям, площадь поперечного сечения проводника которых намного больше, чем у обычных кабелей. Они в основном используются в приложениях, где передаются большие токи или высокие напряжения. Из-за их особых размеров и требований к производительности эти кабели требуют специальной технической обработки при проектировании, производстве и установке. Ниже приведена некоторая ключевая информация о сверхбольших кабелях:
Поперечное сечение кабеля относится к площади поперечного сечения проводника в кабеле. Существует три общепринятых представления на международном уровне: CWG моей страны, американский AWG и британский SWG. Как правило, при напряжении сети 220 В медный кабель с жилой сечением 1 мм2 может передавать рабочую мощность 1–1,5 кВт. Например, кабель с поперечным сечением 50 мм2 можно выбрать для рабочей мощности 40 кВт.
Характеристики экранированных кабелей сверхбольшого сечения

1. Высокая пропускная способность по току: кабели сверхбольшого сечения могут проводить более сильные токи и подходят для применений, где требуется передача большой мощности.
2. Низкое сопротивление: большая площадь поперечного сечения проводника может уменьшить сопротивление кабеля и сократить потери энергии.
3. Хорошие показатели рассеивания тепла: большая площадь поперечного сечения помогает улучшить показатели рассеивания тепла кабеля, обеспечивая безопасную работу в условиях высоких нагрузок.
4. Механическая прочность: Для повышения механической прочности и гибкости кабеля обычно используется многожильная скрутка.
5. Долговечность: Чтобы выдерживать сложные рабочие условия, кабели сверхбольшого сечения обычно имеют более высокую прочность и срок службы.

Области применения экранированных кабелей сверхбольшого сечения
Кабели сверхбольшого сечения широко применяются в следующих областях:

1. Передача электроэнергии: используется в линиях электропередачи высокого напряжения для обеспечения эффективной передачи электроэнергии.
2. Промышленное оборудование: подходит для подключения крупных двигателей, трансформаторов и другого оборудования, а также для электропитания мощного оборудования внутри заводов.
3. Железнодорожный транспорт: используется для тягового электроснабжения в городских рельсовых транспортных системах, таких как метрополитен и высокоскоростные железные дороги.
4. Ветряные электростанции: подключение ветряных турбин к электросети для обеспечения эффективной передачи электроэнергии.
5. Судостроение и морская техника: используются для передачи электроэнергии на крупных судах, морских буровых платформах и других объектах.
6. Центры обработки данных: обеспечивают стабильную поддержку электропитания для кластеров серверов высокой плотности в центрах обработки данных.

Проектирование и производство экранированных кабелей сверхбольшого сечения

1. Материал проводника: В качестве материала проводника обычно используется медь или посеребренная медь для улучшения проводимости и коррозионной стойкости.
2. Изоляционный слой: используйте материалы с высокими изоляционными характеристиками, такие как кабель из сшитого полиэтилена (XLPE), поливинилхлоридный кабель (ПВХ) или кабель из этиленпропиленовой резины (EPR), чтобы обеспечить безопасную эксплуатацию кабеля в условиях высокого напряжения.
3. Слой оболочки: используйте износостойкие и устойчивые к атмосферным воздействиям материалы, такие как поливинилхлоридный кабель (ПВХ), полиэтиленовый кабель (ПЭ) или полиуретановый кабель (ПУ), чтобы защитить кабель от внешней среды.
4. Экранирующий слой: В приложениях, где необходимо снизить электромагнитные помехи, кабель будет оснащен металлическим экранирующим слоем для улучшения электромагнитной совместимости.
   Монтаж и обслуживание экранированных кабелей сверхбольшого поперечного сечения
5. Монтажные инструменты: Для монтажа кабелей сверхбольшого сечения требуются профессиональные инструменты и оборудование, такие как высокопроизводительные зачистные машины, обжимные клещи и т. д.
6. Обработка соединений: Для обеспечения электрических характеристик и механической прочности соединения соединениям требуется специальная обработка.
7. Путь прокладки: Необходимо спланировать разумный путь прокладки, чтобы исключить механические повреждения кабеля и облегчить последующее обслуживание.

Руководство по выбору экранированного кабеля сверхбольшого сечения
При выборе кабелей сверхбольшого сечения необходимо учитывать следующие факторы:

• Потребляемый ток: выберите подходящий размер поперечного сечения в соответствии с фактическим потребляемым током.
• Условия окружающей среды: Примите во внимание условия эксплуатации кабеля и выберите подходящие материалы изоляции и оболочки.
• Стандарты безопасности: убедитесь, что кабель соответствует действующим национальным и отраслевым стандартам.
• Экономическая эффективность: всесторонне рассмотрите цену и срок службы кабеля и выберите наиболее экономически эффективное решение.

Предыстория сверхбольшого сечения экранированного кабеля
В последние годы на угольных шахтах неоднократно происходили крупные злокачественные аварии, и безопасность угольных шахт была включена в список национальных приоритетов безопасности производства. Поэтому качеству угольных кабелей уделяется все больше внимания. Сверхбольшие сечения мобильных металлических экранированных мягких кабелей для угольных шахт разрабатываются и исследуются в ответ на требования рынка. В 2016 году угледобывающая компания в провинции Шаньси безуспешно консультировалась с несколькими производителями и вела переговоры с нашим заводом о производстве угольных шахтных кабелей большой длины, уровня напряжения 3,6/6 кВ и сверхвысокой мощности для соединения между трансформаторами и подземными электроприборами. В зависимости от мощности электроприбора требуется кабель с поперечным сечением 185 см. Мы установили спецификацию модели кабеля как: MYPTJ-3,6/6 кВ 3×185+3×70/3+2×25+1×2,5 и подписали договор заказа после согласия пользователя. Этот кабель имеет три основные характеристики: во-первых, поперечное сечение кабеля очень большое, с внешним диаметром 80~89 мм; во-вторых, структура кабеля сложная и количество жил большое; в-третьих, длина большая и вес большой, что превышает производственные мощности существующего оборудования. В настоящее время отечественные кабельные заводы все еще не могут производить этот тип кабельной продукции. Если они будут полагаться на импорт, цена будет слишком высокой. Поэтому наш завод решил провести пробное производство этого продукта, чтобы удовлетворить потребности рынка. В то же время он также может расширить ассортимент отечественных кабелей и подготовиться к выходу на международный рынок.

Анализ конструкции и материалов экранированного кабеля сверхбольшого сечения

2.1 Проектирование и анализ кабельной конструкции

Рисунок 1. Конструкция мобильного металлического экранированного мягкого кабеля сверхбольшого сечения для угольных шахт

Согласно заказанным спецификациям модели кабеля была спроектирована соответствующая структура кабеля (см. рисунок 1) и проанализирована следующим образом:

(1) Проводник. Проводник изготовлен из мягкой медной проволоки, и его характеристики должны соответствовать требованиям пятого типа мягкого проводника в GB/T3956-1997. Поверхность должна быть гладкой, без масла, острых выступов или других дефектов, которые повреждают изоляцию.
(2) Экранирование проводника. Чтобы предотвратить явление разряда кончика, вызванное неровной поверхностью и неровной округлостью проводника, а также из-за слишком большого поперечного сечения сердечника линии электропередачи, чтобы предотвратить ослабление проводника сердечника линии электропередачи при экструдировании изоляционного слоя и экранирующего слоя, экранирование проводника принимает комбинированную форму экранирования, сначала наматывая полупроводящую тканевую ленту, а затем экструдируя полупроводящий экранирующий слой.
(3) Изоляционный слой. В соответствии с номинальным напряжением кабеля в качестве изоляционного материала кабеля выбирается этиленпропиленовый каучук, подходящий для высокого уровня напряжения, а толщина изоляции кабеля и сопротивление изоляции при 20. C определяются в соответствии со стандартом MT 818.6-1999, чтобы гарантировать, что готовый кабель может выдержать испытание напряжением промышленной частоты 11 кВ в течение 5 минут без пробоя кабеля.
(4) Изоляционный экранирующий слой. Экранирующий слой кабельного проводника и изоляционный экранирующий слой играют роль однородного электрического поля, адсорбируя свободные примеси и экранируя внешнее электрическое поле. В процессе проектирования, после рассмотрения вышеуказанных факторов, изоляционный экранирующий слой силового сердечника проектируется как экранирующая форма, которая объединяет обернутую полупроводящую тканевую ленту и металлический/волоконный плетеный экран. Металлический плетеный слой также может служить заземляющим проводом.
(5) Вспомогательный сердечник. Он состоит из следующего:
1) Вспомогательный заземляющий провод. Кабель принимает форму металлической оплетки в качестве заземляющего провода. Если общее поперечное сечение слоя металлической оплетки не соответствует требованиям поперечного сечения заземляющего провода кабеля, допускается использование вспомогательного заземляющего провода. Поэтому для увеличения поперечного сечения заземляющего провода добавляется вспомогательный неизолированный медный провод с площадью поперечного сечения 10 мм2.
2) Контрольный сердечник. Контрольный сердечник изолируется луженым проводником, а затем обматывается полиэфирной пленочной лентой для увеличения относительного скольжения между жилами.
3) Контрольный сердечник. После того, как контрольный сердечник экструдирован с изоляционным слоем, он обматывается слоем полиэфирной пленочной ленты, чтобы предотвратить прокалывание изоляции медным проводом во время оплетки; для предотвращения внешних помех сигнала экранирование изоляции принимает металлическую/волоконную оплетку, а покрытие оплеткой должно достигать 88.
(6) Оболочка. В зависимости от среды и условий использования, для того чтобы кабель обладал превосходными механическими свойствами и огнестойкими свойствами, кабель принимает комбинированную структуру оболочки из внутренней оболочки из красного огнестойкого хлоропрена и внешней оболочки из полиуретана.
2.2 Расположение сердечника кабеля
В расположении сердечника кабеля вспомогательный заземляющий провод расположен в центре сердечника кабеля, а две контрольные жилы и одна контрольная жила размещены в зазорах трех силовых жил. Такая структура кабеля является разумной и стабильной, а распределение электрического поля равномерным. Шесть заполняющих полос добавляются в зазоры трех силовых жил. Использование заполняющих полос может не только сделать сердечник кабеля круглым и улучшить внешний вид кабеля, но и сэкономить количество клея для оболочки, тем самым снижая себестоимость продукции и улучшая экономические выгоды.
2.3 Выбор основных материалов
(1) Изоляционный слой. В соответствии с уровнем напряжения кабеля и требованиями соответствующих стандартов к сопротивлению изоляции кабеля необходимо выбирать материалы с объемным сопротивлением не менее 1O13~1O14Ω·м, и в то же время необходимо учитывать 9O. Для проводника C при длительной рабочей температуре материал должен обладать отличной стойкостью к тепловому старению. Поэтому выбирается резиновая изоляция EPDM с отличными электрическими свойствами, а ее эксплуатационные характеристики должны соответствовать положениям GB/T7594.
(2) Оболочка. Угольные шахтные кабели предъявляют высокие требования к механическим свойствам и огнестойким свойствам оболочки. Требуется не только, чтобы оболочка кабеля обладала огнестойкостью, износостойкостью, устойчивостью к ударам и разрывам, но также требуется, чтобы кабель имел отличные характеристики изгиба. Существует много материалов, которые можно использовать в качестве оболочек горнодобывающих кабелей, таких как хлорсульфированный полиэтилен, хлорированный полиэтилен и хлоропреновый каучук, а также полиуретан, который использовался в течение короткого времени. Путем всестороннего сравнения свойств этих четырех материалов (см. Таблицу 1) в сочетании с требованиями существующих процессов экструзии материалов, в соответствии с целью смелого использования новых материалов, была выбрана комбинированная форма оболочки из хлоропренового каучука в качестве внутренней оболочки и полиуретана в качестве внешней оболочки.

Процесс производства и обеспечение качества ключевых процессов экранированных кабелей сверхбольшого сечения
Структура кабеля сложна, а сам процесс производства и изготовления относительно громоздкий. Поэтому особое внимание следует уделять контролю качества ключевых процессов. В соответствующих работах подробно обсуждался контроль качества каждого процесса. Здесь мы лишь кратко объясним основные вопросы и не будем подробно останавливаться на других:
(1) Обмотка проводника полупроводящей лентой может не только играть роль экранирования проводника, но и предотвращать ослабление проводника. Однако после обмотки трудно выдавливать полупроводящий экранирующий слой проводника. Поэтому требуется, чтобы оберточная лента была плоской и без складок. При экструзии полупроводящего экранирующего слоя расстояние между сердечником формы и гильзой формы должно быть отрегулировано для уменьшения радиального давления и обеспечения непрерывности полупроводящего экранирующего слоя.
(2) Качество кабелирования напрямую влияет на качество кабеля. Из-за сложной структуры и большого количества жил кабеля сложность кабелирования увеличивается. В процессе кабелирования натяжение отдающего барабана должно быть равномерным, обмотка должна быть непрерывной, плоской и плотной, а коэффициент перекрытия должен составлять от 15 до 25, чтобы сердечник кабеля был круглым и исключалось возникновение дефектов качества, таких как серпантин, свободные жилы и пропущенные жилы сердечника кабеля.

Кабели сверхбольшого сечения играют важную роль в современных энергосистемах и промышленных приложениях благодаря своим превосходным характеристикам и широкой применимости. Благодаря тщательному проектированию и производству эти кабели могут обеспечить надежные решения для передачи электроэнергии в различных экстремальных условиях. Выбор правильного кабеля сверхбольшого сечения может не только повысить эффективность и безопасность системы, но и принести долгосрочные экономические выгоды предприятию. Если вашей отрасли и оборудованию требуются кабели сверхбольшого сечения, вы можете в любое время связаться с инженерами-кабелепроводами TST CABLES (электронная почта: lixiangchao@testeck.com), чтобы сообщить о своих потребностях и получить бесплатные образцы.

This post is also available in: Арабский Английский Русский