A kábelek létfontosságú szerepet játszanak a modern villamosenergia-rendszerekben, különösen a középfeszültségű áramelosztásban. Az energiaátvitel központi elemeként a középfeszültségű kábeleket sok helyen széles körben használják az alállomásoktól az ipari létesítményekig, kereskedelmi épületekig és lakónegyedekig. Ausztráliában a középfeszültségű kábeleket széles körben használják városi és vidéki áramelosztó rendszerekben. Ez a cikk az Ausztráliában használt középfeszültségű kábelek specifikációira, alkalmazási területeire és általános kábeltípusaira összpontosít, különös tekintettel a 11 kV-os rézkábelekre, az 5 kV-os középfeszültségű kábelekre és a 35 kV-os középfeszültségű kábelekre.
1. Mi az a középfeszültségű kábel?
A középfeszültségű kábelek elektromos áram átvitelére és elosztására szolgáló kábelek, és általában 1kV és 36kV közötti feszültségszintű villamosenergia-rendszerekhez alkalmasak. Ezeket a kábeleket főként arra használják, hogy áramot továbbítsanak az alállomásokról a végfelhasználókhoz, például ipari létesítményekhez, kereskedelmi épületekhez és lakóterületekhez. A feszültségszinttől függően a középfeszültségű kábelek kisfeszültségű kábelekre (1kV alatti), középfeszültségű kábelekre (1kV-36kV) és nagyfeszültségű kábelekre (36kV felett) oszthatók. Ausztráliában a középfeszültségű kábelek feszültségszintje általában 5 kV, 11 kV és 35 kV.
A középfeszültségű kábelek kialakítása és specifikációi általában a felhasználási forgatókönyvek különböző igényei szerint változnak. Például a 11 kV-os rézkábeleket általában közepes méretű áramelosztó rendszerekben használják, míg a 35 kV-os középfeszültségű kábeleket nagyobb léptékű áramátviteli és ipari alkalmazásokhoz.
2. Középfeszültségű kábelek előírásai Ausztráliában
1. Középfeszültségű kábelek műszaki adatai
A középfeszültségű kábelek specifikációi tartalmazzák a vezetőanyagokat, a szigetelőrétegeket, az árnyékoló rétegeket és a külső burkolatokat. A speciális specifikációkat olyan tényezők alapján határozzák meg, mint a feszültségszint, az alkalmazási környezet, a mechanikai védelem és a vegyszerállóság. Íme néhány jellemző specifikáció a középfeszültségű kábelekre:
Vezetőanyag: A középfeszültségű kábelek vezetőanyaga általában réz vagy alumínium. A réznek jobb a vezetőképessége és nagyobb a szilárdsága, ezért bizonyos nagy terhelési körülmények között a 11 kV-os rézkábelek gyakoribbak, mint az alumíniumkábelek. A rézkábelek előnyei a stabil elektromos teljesítmény és az erős oxidációállóság, így jobban megfelelnek a hosszú távú stabil működést igénylő villamosenergia-rendszerekhez.
Szigetelőanyag: A középfeszültségű kábelek szigetelőrétege általában térhálós polietilén (XLPE) vagy papírba csomagolt olajszigetelés. Az XLPE szigetelőanyag jó elektromos szigetelési teljesítménnyel és hőállósággal rendelkezik, amely hatékonyan megakadályozza az elektromos meghibásodást a kábelen belül.
Árnyékoló réteg: A külső elektromágneses interferencia csökkentése és az energiaátvitel biztonsága érdekében a középfeszültségű kábeleket általában árnyékoló réteggel látják el. Az árnyékoló réteg általában rézből vagy alumíniumfóliából áll, amely hatékonyan megakadályozza az elektromos tér interferenciáját és növeli a kábel nyomószilárdságát.
Külső burkolat: A külső köpeny megvédi a kábelt a mechanikai sérülésektől és a környezeti tényezőktől. A gyakori külső burkolat anyagok közé tartozik a polivinil-klorid (PVC) és a polietilén (PE). Kíméletlen környezetben UV-álló és korrózióálló burkolatanyagokra is szükség lehet.
2. 11kV-os rézkábel
A 11 kV-os rézkábel az egyik legelterjedtebb középfeszültségű kábel Ausztrália áramelosztó rendszerében, és alkalmas különféle középfeszültségű villamosenergia-átviteli és -elosztó hálózatokhoz. A réz magas vezetőképességének és oxidációs ellenállásának köszönhetően a 11 kV-os rézkábel stabil energiaátvitelt tud biztosítani a legtöbb energiarendszerben.
Ausztráliában a városi és ipari áramelosztásban gyakran 11 kV-os rézkábeleket használnak az alállomások és a különböző terhelési központok közötti áramátvitelre. Ezeket a kábeleket általában a föld alatt vagy a föld felett helyezik el, és hatékonyan ellenállnak a különféle környezeti feltételeknek, beleértve a nedvességet, a vegyszereket és a mechanikai nyomást.
3. 5kV-os középfeszültségű kábel
Az 5kV-os középfeszültségű kábeleket elsősorban kisebb áramelosztó rendszerekben használják. Általában energiaátvitelre használják kis lakott területeken, kereskedelmi területeken és néhány kisebb ipari területen a városokban. Az alacsonyabb feszültség miatt ezek a kábelek alkalmasabbak olyan alkalmazásokhoz, amelyek nem igényelnek nagy teljesítményátvitelt.
A magasabb feszültségű középfeszültségű kábelekkel összehasonlítva az 5 kV-os középfeszültségű kábelek viszonylag alacsony követelményeket támasztanak a vezető anyagokkal és a szigetelőrétegekkel szemben. Az ilyen típusú kábelek általában réz- vagy alumíniumot használnak vezetőként, XLPE-t szigetelőanyagként, és rézfóliát vagy alumíniumfóliát árnyékoló rétegként.
4. 35kV MV kábel
A 35 kV-os középfeszültségű kábeleket általában nagy ipari projektekben, városi elektromos hálózatokban és egyes nagyfeszültségű villamosenergia-átviteli rendszerekben használják. A 35 kV-os kábelek nagy mennyiségű energiát képesek nagy távolságra továbbítani, és alkalmasak nagy terhelésű és nagy teljesítményigényű áramelosztó hálózatokhoz.
Az ilyen típusú kábelek tervezési követelményei magasak, és általában jó minőségű vezetőanyagokat, térhálósított polietilén (XLPE) szigetelőrétegeket és többrétegű árnyékolásvédelmet alkalmaznak a stabil erőátvitel és az elektromos biztonság érdekében. A 35 kV-os kábelek felhasználási környezete általában föld alatti kábelárok, ipari területek és belső erőművek.
3. A középfeszültségű kábelek alkalmazási területei Ausztráliában
Ausztrália áramelosztó rendszere az energiatermeléstől a felhasználói terminálokig minden szempontot lefed. A középfeszültségű kábelek az alállomásokat és az elosztó berendezéseket összekötő mag részét képezik. A következő fő alkalmazási területeken játszanak fontos szerepet:
1. Városi áramelosztó rendszer
A városi áramelosztó rendszerekben a középfeszültségű kábeleket főként az alállomásoktól különböző épületek, gyárak és más végfelhasználók felé történő áramátvitelre használják. Különösen az 5 kV-os középfeszültségű kábeleket és a 11 kV-os rézkábeleket használják széles körben a városi villamosenergia-hálózatokban. Általában a föld alá helyezik őket, hogy biztosítsák a stabil energiaátvitelt, miközben elkerülik a külső környezet által okozott esetleges károkat.
2. Ipari villamosenergia-rendszer
A nagy ipari létesítmények esetében a 35 kV-os középfeszültségű kábelek az áramelosztás kulcsfontosságú elemei. Ezeket a kábeleket a nagyfeszültségű áram továbbítására használják a gyár különböző termelési területeire a gyártósorok és berendezések normál működésének biztosítása érdekében. Az ipari környezet nagy terhelése miatt a 35 kV-os középfeszültségű kábelek alkalmazása kielégíti a nagy teljesítmény és a nagy terhelés igényeit.
3. Erőátviteli rendszer
A középfeszültségű kábeleket nem csak helyi áramelosztásra használják, hanem a 11 kV-os rézkábeleket és a 35 kV-os középfeszültségű kábeleket is széles körben használják az energiaátviteli rendszerekben az erőművektől a nagyobb erőművek felé történő átvitelre. Erőátvitel során a nagyobb feszültségű kábelek biztosíthatják a távolsági átvitel stabilitását és biztonságát.
4. Megújuló energiarendszerek
A megújuló energia térnyerésével egyre több középfeszültségű kábelt használnak Ausztráliában a megújuló energiaforrások, például a nap- és szélenergia energiaelosztó rendszereiben. Ezeknek a rendszereknek a napelemekből vagy szélturbinákból nyert energiát középfeszültségű kábeleken kell továbbítaniuk az elektromos hálózathoz vagy a végfelhasználókhoz. Az 5kV-os középfeszültségű kábelek és a 11kV-os rézkábelek jól teljesítenek ebben az alkalmazásban.
