По чему се подморски каблови средњег напона разликују од других типова
Подморски каблови средњег напона су посебно дизајнирани за подводни пренос енергије. У поређењу са стандардним копненим кабловима, подморски каблови морају издржати хидростатички притисак, корозију, механички утицај и дуготрајно излагање влази.
СН подморски каблови се обично пројектују у једножилној или трожилној конструкцији у зависности од захтева за инсталацију и услова пројекта.
Кључне структурне карактеристике
Подморски каблови средњег напона обично укључују следеће слојеве:
Проводник (бакар или алуминијум, класа 2 или компактни проводник према ИЕЦ 60228)
Екран проводника
КСЛПЕ изолација (успоривач воденог дрвета)
Изолациони екран
Метални екран (бакарне жице или бакарна трака)
Уздужни слојеви који блокирају воду
Радијална водена баријера (оловни омотач или валовити алуминијумски омотач)
Слој постељине
Оклоп од једне или двоструке челичне жице
Спољни слој за сервирање (ПЕ или ПП)
Сваки слој служи специфичној техничкој сврси, осигуравајући електричну поузданост и механичку заштиту у подморским условима.
Дизајн са три језгра против једног језгра
Трожилни подморски каблови се обично користе за средњенапонске трофазне дистрибутивне системе. Ова конфигурација смањује сложеност инсталације и погодна је за апликације у близини обале или на краћим рутама.
За веће вредности струје или веће удаљености преноса, једножилни подморски каблови инсталирани у тролисној формацији су често пожељнији због боље топлотне дисипације и смањене електромагнетне интеракције.
Избор изолације
КСЛПЕ отпоран на воду је најчешће коришћени изолациони материјал за СН подморске каблове. Нуди:
Висока диелектрична чврстоћа
Одличне термичке перформансе
Дуг радни век
Добра отпорност на старење воденог дрвета
ЕПР изолација се може користити тамо где је потребна већа флексибилност, али КСЛПЕ остаје доминантан избор за већину подморских енергетских апликација.
Систем за заштиту вода
За разлику од копнених каблова, подморски каблови захтевају вишеслојну заштиту од воде:
Уздужно блокирање воде (траке или прах за бубрење воде)
Радијална водена баријера (оловни омотач или валовити алуминијумски омотач)
Спољни служи за додатну заштиту животне средине
Ова структура спречава продирање влаге и обезбеђује дугорочну оперативну поузданост.
Механичка заштита
Оклоп од челичне жице обезбеђује затезну чврстоћу за операције полагања и штити од спољашњих механичких оштећења као што су сидра, риболовачка опрема или хабање морског дна.
Двоструки оклоп се често користи у плитким водама или зонама високог ризика.
Поређење изолације: ТР-КСЛПЕ наспрам ЕПР
Подморски каблови средњег напона првенствено користе два система изолације: ТР-КСЛПЕ (Трее-Ретардант Цросс-Линкед Полиетхилене) и ЕПР (Етилен пропилен гума).
Оба материјала су погодна за подморска окружења када се комбинују са одговарајућим системима за блокирање воде.
Тип изолације |
Предности |
Разматрања |
ТР-КСЛПЕ |
Ниски диелектрични губици, висока диелектрична чврстоћа, одличне топлотне перформансе, јака отпорност на старење воденог дрвета |
Нешто мања флексибилност у поређењу са ЕПР |
ЕПР |
Већа флексибилност, добра отпорност на механичка напрезања, добре диелектричне перформансе |
Већи диелектрични губици у поређењу са КСЛПЕ |
У савременом дизајну подморских каблова средњег напона, ТР-КСЛПЕ је широко прихваћен због нижих диелектричних губитака и одличних перформанси дуготрајног старења.
Важно је напоменути да се заштита од продора воде постиже преко наменских система за блокирање воде и металних омотача, а не само помоћу изолационог материјала.
Цондуцтор Материалс
Подморски каблови средњег напона могу користити или бакарне или алуминијумске проводнике, у зависности од захтева пројекта.
Цоппер Цондуцторс
Већа електрична проводљивост
Мањи попречни пресек проводника за исту јачину струје
Већа затезна чврстоћа
Погодно за апликације велике струје
Алуминијумски проводници
Мања густина (мања тежина)
Исплативо за пренос на велике удаљености
Уобичајено се користи у извозним кабловима и кабловима са ветроелектрана на мору
Избор између бакра и алуминијума зависи од:
Одговарајући дизајн конектора и праксе инсталације обезбеђују поуздане перформансе за оба типа проводника.
Систем за блокирање воде и оклоп
Подморски каблови захтевају свеобухватну заштиту од воде како би се осигурала дугорочна поузданост под хидростатичким притиском.
Заштита од воде у СН подморским кабловима се обично постиже кроз:
Уздужно блокирање воде
Спречава миграцију воде дуж осе кабла у случају оштећења омотача.
Уобичајене методе укључују:
Ови материјали се шире у контакту са водом и затварају оштећено подручје.
Радијална водена баријера
Спречава продирање воде споља у унутрашњост кабла.
Радијалне водене баријере се обично састоје од:
Ови метални слојеви обезбеђују потпуну радијалну водонепропусност и отпорност на корозију.
Армоуринг Систем
Оклоп обезбеђује механичку чврстоћу и спољну заштиту.
Функције укључују:
Затезна чврстоћа током операција полагања
Отпорност на хабање морског дна
Заштита од риболовних активности и сидра
Отпорност на ударце и гњечење
Врсте оклопа:
Двоструки оклоп се обично користи у плитким водама или зонама високог ризика.
Изградња подморских каблова (МВ)
Подморски каблови средњег напона су вишеслојни пројектовани системи. Сваки слој обавља одређену електричну или механичку функцију.
Лаиер |
Техничка функција |
Диригент |
Бакарни или алуминијумски проводник (ИЕЦ 60228), носи називну струју |
Цондуцтор Сцреен |
Полупроводни слој који контролише дистрибуцију електричног поља и елиминише концентрацију напона |
Изолација |
ТР-КСЛПЕ или ЕПР изолација пружа диелектричну чврстоћу и отпорност на напон |
Изолациони екран |
Полупроводни слој који обезбеђује униформно електрично поље и интерфејс са металним екраном |
Металлиц Сцреен |
Бакарне жице или бакарна трака обезбеђују путању струје квара и електромагнетну заштиту |
Слој за блокирање воде |
Спречава уздужну миграцију воде |
Радијална водена баријера |
Оловни или валовити алуминијумски омотач који обезбеђује радијалну водонепропусност |
Беддинг Лаиер |
Пружа механичко одвајање и заштиту пре оклопа |
Оклоп |
Оклоп од челичне жице пружа затезну чврстоћу и механичку заштиту |
Оутер Сервинг |
ХДПЕ или ПП спољни слој за заштиту животне средине |
Додатна структурална разматрања
Подморски каблови обично садрже додатне структуралне и заштитне слојеве у поређењу са копненим кабловима како би издржали:
Хидростатички притисак
Механички удар
Абразија морског дна
Затезне силе инсталације
У неким пројектима, подморски каблови за напајање могу интегрисати оптичке јединице за потребе комуникације и надзора.
Спољни пречници каблова варирају у зависности од нивоа напона, величине проводника и типа арматуре и могу да пређу 50 мм за СН апликације.
Заштитни елементи у СН подморским кабловима
Подморски каблови захтевају свеобухватне системе заштите како би се обезбедио дуг радни век у морском окружењу.
Заштитни елемент |
Техничка функција |
Систем изолације |
ТР-КСЛПЕ или ЕПР пружа диелектричну чврстоћу и термичке перформансе |
Металлиц Сцреен |
Обезбеђује путању струје квара и електромагнетну заштиту |
Уздужно блокирање воде |
Спречава миграцију воде дуж дужине кабла |
Радијална водена баријера |
Оловни или валовити алуминијумски омотач који обезбеђује радијалну водонепропусност |
Беддинг Лаиер |
Механичко одвајање пре армирања |
Оклоп |
Оклоп од челичне жице пружа затезну чврстоћу и спољну механичку заштиту |
Оутер Сервинг |
ХДПЕ спољни слој пружа заштиту животне средине и хабања |
Заштита подморских каблова је знатно робуснија од стандардне копнене конструкције каблова због суровог морског окружења.
Технологија производње и спајања
Подморски каблови се производе коришћењем контролисаних процеса екструзије и унакрсног повезивања како би се обезбедио уједначен квалитет изолације.
Фабрички спојеви (ФЈ) или фабрички вулканизовани спојеви (ФВЈ) се користе за повезивање дугих производних дужина. Ови зглобови одржавају:
Електрични интегритет
Механичка чврстоћа
Водонепропусност
Процедуре спајања обично укључују:
Заваривање проводника
Реконструкција проводничког екрана
Поновно умрежавање КСЛПЕ изолације
Рестаурација изолационог екрана
Поновна примена металног омотача и водених баријера
Рутинска електрична испитивања у складу са ИЕЦ стандардима
Контрола и испитивање квалитета
Осигурање квалитета је кључно у производњи подморских каблова. Производња прати строге процедуре инспекције и испитивања у складу са ИЕЦ стандардима као што је ИЕЦ 60502-2 (за СН каблове).
Тестирање обично укључује:
Мерење отпора проводника
Испитивање делимичног пражњења (ПД).
Испитивање отпорности на наизменични напон
Испитивање интегритета омотача
Провера димензија
Рендгенски преглед заварених металних омотача или фабричких спојева
Подморски каблови подлежу строжијим контролама квалитета у поређењу са копненим кабловима због њихове ограничене доступности након инсталације.
Поређење: подморнички вс копнени каблови
Аспецт |
Субмарине Цаблес |
Ланд Цаблес |
Десигн Енвиронмент |
Дизајниран за морске и подводне услове |
Дизајниран за земаљску инсталацију |
Производни процес |
Укључује системе за блокирање воде, металне омоте, тешке оклопе |
Обично нема радијалне водене баријере |
Механичка снага |
Дизајниран за велика затезна оптерећења током полагања |
Ограничени захтеви за затезањем |
Инсталација |
Положено посудама за полагање каблова са контролисаним затезањем |
Поставља се у ровове или канале |
Оклоп |
Оклоп од једне или двоструке челичне жице у зависности од услова на морском дну |
Често неоклопни или лако оклопљени |
Захтеви за перформансе у подморском окружењу
Хидростатички притисак и дубина
Хидростатички притисак се повећава за приближно 0,1 МПа на 10 метара дубине воде. Подморски каблови морају одржавати структурални интегритет и електричне перформансе под овим спољним притисцима.
Радијалне водене баријере и робусни оклоп осигуравају дугорочну поузданост чак и на значајним дубинама.
Флексибилност и механичка чврстоћа
Подморски каблови морају да уравнотеже флексибилност и механичку снагу да би издржали:
Савијање инсталације током полагања
Неправилности морског дна
Топлотно ширење током рада
Спољна механичка агресија
Правилан дизајн кабла обезбеђује усклађеност са минималним радијусом савијања и максималним дозвољеним захтевима за затезно оптерећење.
Отпорност на животну средину
Морско окружење излаже каблове:
ХДПЕ спољни носач и оклоп отпоран на корозију штите систем каблова током дугог века трајања.
Заштита од корозије подморских каблова
Подморски каблови за напајање раде у агресивном морском окружењу где слана вода, хидростатички притисак и механички утицај могу озбиљно да утичу на животни век. Због тога су заштита од корозије и дизајн блокирања воде критични за дугорочну поузданост.
Типичан подморски кабл за напајање укључује следеће заштитне елементе:
1. Метална водена баријера
Подморски каблови су обично опремљени непрекидном металном воденом баријером, као што су:
Овај слој обезбеђује:
За разлику од текстилних слојева за сервирање, метални омотач је примарна баријера која спречава продор воде у изолациони систем.
2. Радијално и уздужно блокирање воде
Да би се спречила миграција воде дуж дужине кабла у случају спољашњег оштећења, подморски каблови садрже:
Ово осигурава да свако локално оштећење не доведе до прогресивног квара дуж кабла.
3. Спољни омотач
Спољашњи омотач је обично направљен од полиетилена високе густине (ХДПЕ) или сличних материјала за море. Она обезбеђује:
Одлична отпорност на корозију морске воде
Висока механичка чврстоћа
Отпорност на хабање током полагања и контакта са морским дном
Полипропиленско предиво служи као додатни заштитни слој, али није примарна баријера од корозије.
4. Оклоп челичне жице
Оклоп од поцинковане челичне жице обезбеђује:
Затезна чврстоћа за уградњу
Механичка заштита од удара и риболовних активности
Отпорност на спољашња механичка напрезања
У зависности од дубине уградње и услова морског дна, каблови могу да користе:
Једножилни оклоп (СВА)
Двожилни оклоп (ДВА)
У апликацијама у дубокој води, дизајн оклопа је оптимизован да уравнотежи тежину и затезне перформансе.
5. Катодска заштита (специфично за пројекат)
Системи катодне заштите се углавном користе за цевоводе на мору и велике челичне конструкције.
За подморске каблове, отпорност на корозију се првенствено постиже кроз:
Поцинковани оклоп
Заштитни спољни омотач
Метална водена баријера
Катодна заштита се може узети у обзир у специфичним пројектима, али то није стандардна карактеристика свих подморских каблова.
Уз правилан структурални дизајн, висококвалитетне материјале и исправне методе уградње, подморски каблови за напајање могу постићи век трајања од 25–40 година или више у тешким окружењима на мору.
Примене подморских каблова
Подморски каблови за напајање се користе тамо где надземни водови или подземни копнени каблови нису изводљиви.
Они се широко примењују у:
Мрежне везе са ветроелектранама на мору
Пренос струје између острва
Пројекти прекоморске интерконекције
Нафтне и гасне платформе на мору
Поморска инфраструктура и подморски објекти
Ови каблови су пројектовани да раде под:
Правилно испитивање руте, процена дубине закопавања и дизајн заштите су од суштинског значаја да би се обезбедила дугорочна поузданост система.
Значај усклађености са међународним стандардима
Усклађеност са међународно признатим ИЕЦ стандардима осигурава да подморски каблови за напајање испуњавају строге захтеве за електричне перформансе, механичку чврстоћу и дугорочну поузданост.
Сваки стандард игра одређену улогу:
ИЕЦ 60228 обезбеђује квалитет проводника и електричну ефикасност.
ИЕЦ 60502 / 60840 / 62067 дефинишу изолациону структуру, испитивање типа и захтеве за перформансе напона.
ИЕЦ 60229 гарантује интегритет спољашњег омотача и заштиту од продирања влаге.
ИЕЦ 60287 обезбеђује прецизне прорачуне јачине струје како би се спречило прегревање.
ИЕЦ 60853 дефинише перформансе под условима цикличког и ванредног оптерећења.
ИЕЦ 60092 подржава усаглашеност са морским и морским електричним захтевима.
Усклађивањем са овим стандардима, подморски кабловски системи постижу:
Повећана оперативна сигурност
Продужени радни век
Смањени трошкови одржавања
Побољшано одобравање пројекта и банковност
Поуздане перформансе у тешким морским окружењима
ФАК
По чему се подморски каблови разликују од копнених каблова?
Подморски каблови имају више слојева од копнених каблова. Ови слојеви спречавају продор воде и спречавају морске животиње да повреде кабл. Они такође штите кабл од јаког притиска испод мора. Копнени каблови не требају све ове слојеве. Подморски каблови користе посебне материјале за заустављање рђе и оштећења.
Да ли можете да користите обичне средњенапонске каблове под водом?
Не, не можете користити обичне каблове под водом. Обични каблови не блокирају воду нити имају јак оклоп. Брзо ће се сломити ако се ставе под воду. Увек бирајте каблове направљене за подморску употребу.
Колико дуго трају средњенапонски подморски каблови?
Већина подморских каблова траје између 25 и 40 година. Добра инсталација им помаже да трају дуже. Јаки материјали такође чине да трају више година. Требало би често да проверавате кабл да бисте га заштитили.
Зашто неки подморски каблови користе алуминијум уместо бакра?
Алуминијум чини кабл лакшим од бакра. Ово помаже када се каблови стављају у дубоку воду. Бакар је бољи за ношење струје, али је тежи и кошта више.
