Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
ElectricalSchool.info - большой образовательный проект на тему электричества и его использования. С помощью нашего сайта вы не только поймете, но и полюбите электротехнику, электронику и автоматику!
Электрические и магнитные явления в природе, науке и технике. Современная электроэнергетика, устройство электрических приборов, аппаратов и установок, промышленное электрооборудование и системы электроснабжения, электрический привод, альтернативные источники энергии и многое другое.
 
Школа для электрика | Правила электробезопасности | Электротехника | Электроника | Электрические аппараты | Электрические машины
Автоматизация | Робототехника | Возобновляемая энергетика | Тренды, актуальные вопросы | Научно-популярные статьи | Контакты



 

База знаний | Избранные статьи | Эксплуатация электрооборудования | Электроснабжение
Электрические аппараты | Электрические машины | Электропривод | Электрическое освещение

 Школа для электрика / База знаний / Провода и кабели / Как устроены подводные кабели высокого напряжения


 Школа для электрика в Telegram

Как устроены подводные кабели высокого напряжения


Для передачи электроэнергии на большие расстояния через реки, крупные озера, проливы, моря и океаны, применяют подводные кабели высокого напряжения. Пример такого кабеля — подводный кабель постоянного тока «North Sea Link», введенный в эксплуатацию в октябре 2021 года.

При помощи данного кабеля протяженностью в 720 километров, от Норвегии к Великобритании через воды Северного моря подается электрическая мощность в 1400 МВт при постоянном напряжении ±515 кВ. Это самый длинный кабель такого рода в мире (смотрите - Кабели-рекордсмены).

Монтаж силового подводного кабеля

Жила такого кабеля представляет собой многокомпонентную сборку концентрического типа, включающую проводники, изоляторы, внутренние и наружный защитные слои.

Кабели, предназначенные для передачи энергии от ветряных турбин, обычно содержат не только проводящие жилы, но и оптоволоконные вставки, назначение которых - передача информации о текущих метеоусловиях.

Главные силовые проводники кабеля традиционно изготавливаются из меди, реже — из алюминия. Их обычное сечение не превышает 1200 кв.мм, однако встречаются отдельные представители с сечением более 2400 кв.мм.

Когда рабочее напряжение кабеля 12 кВ и выше, проводники обязательно имеют круглую форму, дабы обеспечить равномерный градиент электрического поля в толще изоляции. Что касается структуры проводника, то он может быть как цельным, так и многопроволочным.

Говоря об изоляции кабеля, стоит отметить, что ее исполнение зависит от класса напряжения линии. Так, при рабочих напряжениях до 420 кВ в качестве изоляции жил применяется сшитый экструдированный полиэтилен с теплоизолирующим материалом толщиной 30 мм, тогда как изоляция кабелей рассчитанных на 36 кВ имеет толщину всего до 8 мм. Для линий постоянного тока состав изоляции специально подбирается и может быть различным.

Конструкция силового кабеля для подводной прокладки

Существуют маслонаполненные кабели низкого давления, бумажная изоляция в которых уложена внахлест. В этом случае жила пропитывается минеральным или синтетическим маслом.

Изредка в центре жилы у кабеля на напряжение до 525 кВ может быть предусмотрен масляный канал, чтобы масло могло легче двигаться при разогреве кабеля. Но такое решение используется редко, поскольку в случае повреждения кабеля оно грозит загрязнением вод.

Массивные кабели постоянного тока на напряжение до 525 кВ обычно имеют изоляцию пропитанную маслом.

Безусловно, подводный кабель нуждается и во внешней механической защите. Так, для защиты кабелей с классом от 52 кВ от проникновения воды внутрь, применяется оболочка из экструдированного свинца.

Отрезки свинца протяженностью по несколько десятков километров напрессовываются поверх полимерной изоляции жил. Так получается сердечник кабеля, который далее бронируется.

Если кабель одножильный, то броня концентрическая, однако чаще кабель все таки многожильный, поэтому жилы укладываются по спирали. Армируются жилы кабеля пропитанными битумом стальными проволоками. Битум защищает сталь брони от коррозии.

Кабели переменного тока требуют особого подхода к броне, ведь переменное магнитное поле порождает потери на вихревые токи, поэтому броня должна быть в этом случае немагнитной (латунной, медной или из нержавеющей стали).

При подводной передаче электроэнергии на большие расстояния, выгоднее использовать постоянный ток, ведь тогда потери будут меньше. Дело в том, что проводники кабеля образуют друг с другом пластины конденсатора, и емкость кабеля требует дополнительных, лишних затрат энергии при передаче на переменном токе. Линии постоянного тока этой проблемы лишены.

Смотрите также: Как устроены трансокеанические подводные кабели связи