तेल आणि वायूने ​​भरलेल्या उच्च व्होल्टेज केबल्सची रचना आणि वापर

अंडरग्राउंड हाय व्होल्टेज केबल्सचा वापर अनेक वर्षांपासून वीज प्रसारित करण्यासाठी केला जात आहे आणि अनेक वर्षांपासून विविध तंत्रज्ञान विकसित केले गेले आहेत.

इन्सुलेटेड गॅस आणि ऑइल पाइपलाइनमध्ये तांत्रिक, पर्यावरणीय आणि ऑपरेशनल वैशिष्ट्ये आहेत जी त्यांना एक चांगला पर्याय बनवतात जेव्हा मर्यादित जागेत उच्च व्होल्टेज ट्रांसमिशन आवश्यक असते, उदाहरणार्थ जेव्हा ते वापरणे अशक्य असते. ओव्हरहेड पॉवर लाईन्स.

व्होल्टेज 400 केव्हीसाठी स्पेनमधील उच्च व्होल्टेज केबल्स

गॅस आणि ऑइल इन्सुलेटेड ट्रान्समिशन केबल्स (उच्च दाब गॅस आणि ऑइल केबल्स) हे ओव्हरहेड लाईन्ससाठी सुरक्षित आणि लवचिक पर्याय आहेत आणि समान पॉवर ट्रान्समिशन प्रदान करताना खूप कमी जागा घेतात.

त्यांचा लँडस्केपवर थोडा किंवा कोणताही प्रभाव नसल्यामुळे आणि त्यांच्या किमान इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक उत्सर्जनाचा अर्थ असा आहे की ते इमारतींच्या जवळ किंवा अगदी जवळ वापरले जाऊ शकतात, तेल आणि वायूने ​​भरलेल्या उच्च व्होल्टेज केबल्सचा विचार विस्तृत अनुप्रयोगांसाठी केला जाऊ शकतो.

अशा संरचनेजवळ मोजता येणारे चुंबकीय संकेत B हे समतुल्य ओव्हरहेड लाइनपेक्षा खूपच कमी आहे. पाईप्सपासून 5 मीटरच्या अंतरावर ते 1 μT पेक्षा कमी आहे.

ते भूमिगत ओव्हरहेड लाईन्स चालू ठेवण्यासाठी, पॉवर स्टेशनला पॉवर ग्रिडशी जोडण्यासाठी किंवा मोठ्या औद्योगिक संयंत्रांना सामान्य ग्रीडशी जोडण्याचा एक संक्षिप्त मार्ग म्हणून योग्य आहेत.

वाढत्या दाबासह केबल्समध्ये वापरल्यास, केबल इन्सुलेशनची डायलेक्ट्रिक सामर्थ्य लक्षणीयरीत्या वाढते आणि त्याची जाडी आणि त्यानुसार, खर्च कमी केला जातो. तेल-किंवा गॅसने भरलेल्या केबल्समधील वाढलेला दाब एका पोकळ कोर किंवा केबलच्या बाजूने असलेल्या इतर नाल्यांद्वारे इन्सुलेशनच्या आत निर्माण होतो आणि जर केबल स्टीलच्या नाल्यात ठेवली असेल तर ती इन्सुलेशनच्या बाहेर लागू केली जाते.

उच्च-व्होल्टेज गॅस-भरलेल्या केबल्ससह केबल लाइनचे बांधकाम

गॅसने भरलेल्या केबल्स कमी झालेल्या लेयरसह पाणी-अंमलबजावणी केलेल्या इन्सुलेशनचा वापर करतात, ज्याच्या लेयरमध्ये दबावाखाली एक अक्रिय वायू असतो, ज्यामध्ये चांगली विद्युत वैशिष्ट्ये आणि उच्च थर्मल चालकता (नायट्रोजन, एसएफ 6 गॅस इ.) असते. नायट्रोजन किंवा SF6 वायूने ​​हवा बदलल्याने इन्सुलेशनचे ऑक्सीकरण टाळले जाते.

दाबाच्या परिमाणानुसार, केबल्स कमी (0.7 - 1.5 एटीएम), मध्यम (3 एटीएम पर्यंत) आणि उच्च (12 - 15 एटीएम) दाबाने ओळखल्या जातात. पहिल्या दोन प्रकारच्या केबल्स प्रामुख्याने 10 — 35 kV साठी थ्री-फेज आणि उच्च-दाब केबल्स — 110 — 330 kV साठी सिंगल-फेज बनविल्या जातात.

110 केव्हीसाठी सिंगल-कोर तेलाने भरलेल्या केबल्स पोकळ कोरच्या मध्यभागी एका तेल-संवाहक वाहिनीसह आणि व्होल्टेज 500 केव्हीसाठी - कोरमध्ये मध्यवर्ती वाहिनी आणि संरक्षक आवरणाखाली चॅनेलसह बनविल्या जातात.

तीन-चरण तेलाने भरलेले डिझाइन

दाब वाढण्यासाठी संरक्षक कवच मजबूत करणे आवश्यक आहे आणि त्यावर मजबूत धातूच्या पट्ट्या लागू करणे आवश्यक आहे, जे योग्य कोटिंग्जद्वारे गंजण्यापासून संरक्षित आहेत, तसेच गॅल्वनाइज्ड स्टील वायरचे चिलखत.

तेलाने भरलेल्या केबलने बनवलेल्या आधुनिक उच्च व्होल्टेज लाइनचा एक मोठा तोटा म्हणजे अतिशय महागड्या आणि जटिल सहायक उपकरणांची आवश्यकता आहे, जसे की: पुरवठा टाक्या, दाब टाक्या, स्टॉप, कपलर आणि एंड कनेक्टर.

पुरवठा टाक्या आणि प्रेशर टाकी असलेल्या पुरवठा उपकरणांचा वापर करून गर्भधारणेच्या रचनेच्या खंडांमधील बदलांची भरपाई केली जाते. फीड टँक हे सुनिश्चित करतात की दाबामध्ये थोडासा बदल करून केबलमध्ये किंवा बाहेर मोठ्या प्रमाणात तेल दिले जाते आणि प्रेशर टँक तेलाच्या आवाजात कोणत्याही बदलासह केबलमधील दबाव कायम ठेवते.

तेल वर्तमान-वाहक वायरच्या मध्यवर्ती वाहिनीसह केबलच्या बाजूने फिरते. केबल लाइन बुशिंगला स्वतंत्र मेक-अप भागांमध्ये मर्यादित करून विभागली जाते.

तेलाने भरलेल्या केबलचा सर्वात मजबूत प्रतिस्पर्धी म्हणजे प्रेशराइज्ड गॅस केबल. तेलाने भरलेल्या उच्च व्होल्टेज गॅसने भरलेल्या केबलच्या तुलनेत, त्यासाठी कमी ओळीच्या बांधकाम खर्चाची आवश्यकता असते, जटिल सहाय्यक उपकरणांची आवश्यकता नसते आणि स्थापना आणि ऑपरेशन दोन्हीमध्ये अगदी सोपी असते.

गॅसने भरलेल्या केबल्ससह तीन-फेज लाइनची स्थापना

तेलाने भरलेल्या केबल्सच्या तुलनेत गॅसने भरलेल्या केबल्सचा मुख्य फायदा म्हणजे गॅससह केबल लाइन पुरवण्याची साधेपणा, सरळ झुकलेल्या आणि उभ्या मार्गांवर केबल टाकण्याची शक्यता.

गॅसने भरलेल्या केबल्स 10 - 35 kV व्होल्टेजसाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जातात.110 kV आणि त्याहून अधिक व्होल्टेजवर, तेलाने भरलेल्या केबल्सच्या तुलनेत गॅसने भरलेल्या केबल्समध्ये आवेग शक्ती कमी असते आणि थर्मल प्रतिरोधकता जास्त असते. म्हणून, या केबल्स आपल्या देशात क्वचितच 110 kV आणि त्याहून अधिक व्होल्टेजवर वापरल्या जातात.

युरोपीय देशांमध्ये, याउलट, तेलाने भरलेल्या केबल्स (तेल भरलेल्या केबल) गॅस-भरलेल्या केबल्स (गॅस-इन्सुलेटेड ट्रान्समिशन लाइन्स, जीआयएल) पेक्षा कमी वेळा वापरल्या जातात.

हे तंत्रज्ञान अंदाजे 70 च्या दशकात युरोपमध्ये लागू केले जाऊ लागले. हे विशेषतः शहरी वातावरणात उच्च व्होल्टेज नेटवर्क पुरण्याची शक्यता प्रदान करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे. सध्या, 500 kV पर्यंतच्या व्होल्टेजसाठी गॅसने भरलेल्या केबल्सचा वापर करून अनेक पूर्ण झालेले प्रकल्प आहेत.

गॅसने भरलेल्या केबल्सचा फायदा म्हणजे आपत्कालीन दबाव कमी झाल्यास सुरक्षिततेचे तुलनेने मोठे मार्जिन आहे, ज्यामुळे दबाव कमी झाल्यावर ते त्वरित डिस्कनेक्ट होऊ शकत नाहीत.

गॅस भरलेले केबल डिझाइन

प्रेशर ऑइल अंतर्गत स्टील पाइपलाइनमधील केबल्स म्हणजे तीन सिंगल-कोर केबल्स ज्यामध्ये मिनरल किंवा सिंथेटिक ऑइल (लीड शीथ शिवाय) सह इंप्रेग्नेटेड पेपर इन्सुलेशन असते, जे 15 एटीएम पर्यंत प्रेशर ऑइल असलेल्या स्टील पाइपलाइनमध्ये असतात.

सामान्यतः, इन्सुलेशन गर्भित करण्यासाठी अधिक चिकट तेल वापरले जातात आणि पाइपलाइन भरण्यासाठी कमी चिकट तेल वापरले जातात. प्रेशराइज्ड ऑइल असलेल्या स्टील पाइपलाइनमधील अशा केबल लाईन्स 110 - 220 kV च्या व्होल्टेजसाठी वापरल्या जातात.

इन्सुलेशन मेटलाइज्ड पेपर किंवा छिद्रित तांब्याच्या पट्ट्यांपासून बनवलेल्या स्क्रीनने झाकलेले असते, ज्यावर सीलिंग कोटिंग लावले जाते - एक पॉलिथिलीन आवरण जे वाहतुकीदरम्यान केबलमध्ये ओलावा जाण्यापासून प्रतिबंधित करते.

सीलिंग कोटिंगवर दोन किंवा तीन अर्धवर्तुळाकार कांस्य किंवा तांब्याच्या तारा सर्पिलपणे लावल्या जातात, ज्याची रचना केबलला वाहिनीमध्ये खेचणे सुलभ करण्यासाठी केली जाते, त्याव्यतिरिक्त, ते टप्प्याटप्प्याने एकमेकांपासून विशिष्ट अंतरावर ठेवतात, जे सुधारते. तेलाचे परिसंचरण आणि पाइपलाइनसह केबल स्क्रीनचा विद्युत संपर्क सुनिश्चित करते.

स्टील ट्यूब, जी केबलमध्ये दाब राखते, यांत्रिक नुकसानाविरूद्ध एक विश्वसनीय संरक्षण आहे. इन्सुलेशनवरील तेलाचा दाब पॉलीथिलीन शीथद्वारे हस्तांतरित केला जातो.

ओव्हरहेड ते केबल संक्रमण

उच्च-व्होल्टेज केबलचा कमकुवत बिंदू सहसा कनेक्टर असतो. उच्च-व्होल्टेज केबल लाईन्सच्या विकासातील मुख्य कार्यांपैकी एक कनेक्टरची निर्मिती आहे जी स्थापनेसाठी सोयीस्कर आहे आणि ज्याची विद्युत शक्ती केबलपेक्षा कमी नाही.

केबल लाइनच्या शेवटी एंड कनेक्टर स्थापित केले जातात आणि सेमी-स्टॉप कनेक्टर प्रत्येक 1 - 1.5 किमी ओळीवर स्थापित केले जातात (ते पाइपलाइनच्या समीप भागांमध्ये तेलाची मुक्त देवाणघेवाण रोखतात).

पाइपलाइनमधील प्रीसेट ऑइल प्रेशर स्वयंचलित ऑपरेटिंग युनिटद्वारे राखले जाते जे दाब कमी झाल्यावर पाइपलाइनला तेल पुरवठा करते आणि दबाव वाढल्यावर जास्तीचे तेल काढून टाकते.

तेलाने भरलेल्या केबल्सच्या कनेक्टरमध्ये, वर्तमान-वाहक तारांचे विद्युत कनेक्शन आणि केबलच्या तेल वाहिन्यांचे कनेक्शन घडते.

कोर एकत्र दाबले जातात आणि पोकळ स्टील ट्यूबद्वारे तेल वाहिनीची सातत्य सुनिश्चित केली जाते (तेलाच्या उपस्थितीमुळे वेल्डिंग किंवा ब्रेझिंगला परवानगी नाही).

बुशिंगच्या संपूर्ण लांबीवर ग्राउंड शील्ड (टिन केलेली तांब्याची वेणी) लावली जाते आणि बुशिंगच्या बाहेरील बाजू धातूच्या घरामध्ये बंद केली जाते.

तेलाने भरलेल्या उच्च व्होल्टेज केबलचे केबल बुशिंग

प्रेशराइज्ड गॅस स्टील पाइपलाइनमधील केबल्स पूर्वीच्या डिझाइनपेक्षा भिन्न असतात फक्त खनिज किंवा सिंथेटिक तेलाऐवजी, पाइपलाइन संकुचित अक्रिय वायूने ​​भरलेली असते, साधारणतः 12-15 एटीएमच्या दाबाने नायट्रोजन. अशा केबल्सचा फायदा म्हणजे लाइन पुरवठा प्रणालीचे महत्त्वपूर्ण सरलीकरण आणि खर्च कमी करणे.

केबल इन्सुलेशन केवळ औद्योगिक फ्रिक्वेंसी व्होल्टेजच्या सतत संपर्कात नाही तर आवेग व्होल्टेजच्या संपर्कात आहे, कारण केबल्स थेट ओव्हरहेड लाईन्सशी किंवा ओपन सबस्टेशन्स आणि स्विचगियर्सच्या इलेक्ट्रिकल उपकरणांशी जोडलेले असतात जे प्रभाव ओळखतात. वातावरणीय लाटा. 

तेलाने भरलेल्या केबलची आवेग शक्ती गॅसने भरलेल्या केबलपेक्षा जास्त असते, त्यातील तेल किंवा वायू दाब मूल्यांकडे दुर्लक्ष करून. कोणत्याही प्रकारच्या केबलसाठी, आवेग ब्रेकडाउन व्होल्टेज कागदाच्या पट्ट्यांची जाडी कमी करून वाढवता येते, म्हणजे. त्यांच्यातील अंतर कमी करून. तेलाने भरलेल्या केबल्स किंवा बाह्य वायूच्या दाबाखाली असलेल्या केबल्स, जेथे इन्सुलेशनमधील अंतर गर्भाधानकारक कंपाऊंडने भरलेले असते, तेथे सर्वात जास्त ब्रेकडाउन व्होल्टेज असतात.

भूमिगत मॅनिफोल्ड (बोगद्या) मध्ये गॅसने भरलेल्या हाय-व्होल्टेज केबल्स सहजपणे केबल्समध्ये हलवल्या जाऊ शकतात, परंतु या प्रकारच्या स्थापनेसाठी जवळजवळ कोणतीही देखभाल आवश्यक नसते

उच्च-दाब वायू आणि तेल-इन्सुलेटेड केबल पाइपलाइनने अनेक दशकांपासून त्यांची तांत्रिक विश्वासार्हता आधीच सिद्ध केली आहे, कारण ते त्यांच्या उत्कृष्ट प्रसारण वैशिष्ट्यांव्यतिरिक्त ऑपरेशनमध्ये आणि ब्रेकडाउनच्या परिस्थितीतही अपवादात्मक सुरक्षा प्रदान करतात.

ऑपरेशन दरम्यान केबल लाईन्सच्या इन्सुलेशनची स्थिती प्रतिबंधात्मक चाचण्यांद्वारे तपासली जाते, ज्यामुळे इन्सुलेशनच्या अखंडतेचे गंभीर उल्लंघन आणि त्यातील दोष (फेज ग्राउंडिंग, वायर तुटणे इ.) ओळखणे शक्य होते. इन्सुलेशन प्रतिरोध, गळती करंट्स, डायलेक्ट्रिक लॉस अँगल इ. मोजा.

हे नोंद घ्यावे की केबल लाईन्सच्या इन्सुलेशनसाठी, प्रतिबंधात्मक चाचण्या ही इन्सुलेशनमधील दोषपूर्ण स्पॉट्स शोधण्याची एकमेव पद्धत आहे, कारण केबल लाइन तपासणी आणि प्रतिबंधात्मक दुरुस्तीसाठी प्रवेशयोग्य नाही. म्हणून, केबल लाईन्सच्या इन्सुलेशनच्या प्रतिबंधात्मक चाचणीने केबल्सच्या इन्सुलेशनमधील दोष त्वरीत ओळखले पाहिजेत आणि त्यामुळे नेटवर्कची आपत्कालीन स्थिती कमी केली पाहिजे.

लेखाव्यतिरिक्त - सीमेन्स गॅस ट्रान्समिशन लाइन विकसित करत आहे

नवीन लाईन प्रति सिस्टम पाच गिगावॅट (GW) पर्यंत वीज प्रसारित करण्यासाठी डिझाइन केलेली आहे. जर्मनीचे फेडरल आर्थिक व्यवहार आणि ऊर्जा मंत्रालय या विकास प्रकल्पासाठी 3.78 दशलक्ष युरो अनुदान देत आहे.

थेट चालू विद्युत तारा विद्यमान गॅस-इन्सुलेटेड ट्रान्समिशन लाइन (TL) च्या तंत्रज्ञानावर आधारित असेल, ज्यामध्ये दोन केंद्रित अॅल्युमिनियम पाईप्स असतात. वायूंचे मिश्रण इन्सुलेटिंग माध्यम म्हणून वापरले जाते. आत्तापर्यंत, गॅस-इन्सुलेट केबल लाइन फक्त पर्यायी प्रवाहासाठी उपलब्ध होत्या.

2050 पर्यंत जर जर्मनीच्या 80% विजेच्या मागणीची पूर्तता अक्षय ऊर्जा स्त्रोतांद्वारे करायची असेल तर ट्रान्समिशन नेटवर्कचा विस्तार करणे आवश्यक आहे.

वीजनिर्मिती केली पवनचक्की देशाच्या उत्तरेकडील भागात आणि जर्मनीच्या किनारपट्टीवर, जर्मनीच्या दक्षिणेकडील भागातील मालवाहतूक केंद्रांपर्यंत शक्य तितक्या कार्यक्षमतेने वाहतूक करावी लागेल.DC ट्रांसमिशन यासाठी सर्वात योग्य आहे कारण AC ट्रांसमिशनच्या तुलनेत त्याचे कमी विद्युत नुकसान होते.

हाय व्होल्टेज डायरेक्ट करंट (HVDC) वापरून ओव्हरहेड ट्रान्समिशन लाइन्स आणि गॅस-इन्सुलेटेड डायरेक्ट करंट ट्रान्समिशन लाइन्सचा वापर करून काही भागात जमिनीखाली घातलेल्या नेटवर्कचा विकास थ्री-फेज टेक्नॉलॉजीपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी संसाधनांचा वापर करून केला जाऊ शकतो.

"भूमिगत डायरेक्ट करंट ट्रान्समिशन जर्मनीच्या नवीन विद्युत संरचनेत संक्रमणासाठी आवश्यक आहे, कारण त्याचा विकास सुरुवातीला जर्मनीमध्ये होईल. नंतर, इतर EU देश किंवा जगभरातील इतर देशांकडून चौकशी करणे शक्य होईल. कोणत्याही परिस्थितीत, थेट चालू गॅस ट्रान्समिशन लाइनच्या विकासासह, भविष्यातील ट्रान्समिशन सिस्टमच्या डिझाइनमध्ये जर्मनी अग्रगण्य भूमिका बजावेल," सीमेन्स एनर्जी मॅनेजमेंटमधील गॅस ट्रान्समिशन सिस्टमसाठी जबाबदार डेनिस इमामोविक म्हणाले.