Ni Nini Hufanya Nyambizi za Voltage ya Kati kuwa tofauti na Aina Nyingine
Nyaya za nyambizi za voltage ya kati zimeundwa mahsusi kwa upitishaji wa nguvu chini ya maji. Ikilinganishwa na nyaya za kawaida za nchi kavu, nyaya za nyambizi lazima zistahimili shinikizo la hydrostatic, kutu, athari ya mitambo na kukabiliwa na unyevu kwa muda mrefu.
Nyaya za nyambizi za MV kwa kawaida hutengenezwa katika ujenzi wa msingi mmoja au wa msingi tatu kulingana na mahitaji ya usakinishaji na hali ya mradi.
Sifa Muhimu za Kimuundo
Nyaya za nyambizi za voltage ya wastani kawaida hujumuisha tabaka zifuatazo:
Kondakta (shaba au alumini, darasa la 2 au kondokta iliyounganishwa kwa IEC 60228)
Skrini ya kondakta
Insulation ya XLPE (aina inayorudisha nyuma mti wa maji)
Skrini ya insulation
Skrini ya metali (waya za shaba au mkanda wa shaba)
Safu za kuzuia maji ya longitudinal
Kizuizi cha maji ya radi (kifuniko cha risasi au shea ya alumini bati)
Safu ya kitanda
Silaha za waya za chuma moja au mbili
Safu ya huduma ya nje (PE au PP)
Kila safu hutumikia madhumuni maalum ya kiufundi, kuhakikisha uaminifu wa umeme na ulinzi wa mitambo chini ya hali ya manowari.
Muundo wa Msingi-Tatu dhidi ya Muundo wa Msingi Mmoja
Nyaya tatu za msingi za manowari hutumiwa kwa kawaida kwa mifumo ya usambazaji ya awamu ya tatu ya voltage ya kati. Usanidi huu hupunguza utata wa usakinishaji na unafaa kwa programu za ufuo au fupi za njia.
Kwa ukadiriaji wa juu wa sasa au umbali mrefu wa upitishaji, nyaya za nyambizi zenye msingi mmoja zilizowekwa kwenye uundaji wa trefoil mara nyingi hupendelewa kwa sababu ya utengano bora wa joto na kupunguzwa kwa mwingiliano wa sumakuumeme.
Uteuzi wa insulation
Kizuia miti ya maji XLPE ndicho nyenzo ya kuhami joto inayotumika zaidi kwa nyaya za nyambizi ya MV. Inatoa:
Nguvu ya juu ya dielectric
Utendaji bora wa joto
Maisha ya huduma ya muda mrefu
Upinzani mzuri kwa kuzeeka kwa miti ya maji
Insulation ya EPR inaweza kutumika pale ambapo unyumbulifu wa juu zaidi unahitajika, lakini XLPE inasalia kuwa chaguo kuu kwa matumizi mengi ya nishati ya manowari.
Mfumo wa Ulinzi wa Maji
Tofauti na nyaya za ardhini, nyaya za manowari zinahitaji ulinzi wa maji wa tabaka nyingi:
Kuzuia maji kwa muda mrefu (tepi za uvimbe wa maji au poda)
Kizuizi cha maji ya radi (kifuniko cha risasi au shea ya alumini bati)
Huduma ya nje kwa ulinzi wa ziada wa mazingira
Muundo huu huzuia kupenya kwa unyevu na kuhakikisha uaminifu wa uendeshaji wa muda mrefu.
Ulinzi wa Mitambo
Uwekaji silaha wa waya za chuma hutoa nguvu ya mvutano kwa shughuli za uwekaji na hulinda dhidi ya uharibifu wa nje wa mitambo kama vile nanga, zana za uvuvi au mikwaruzo ya bahari.
Kuweka silaha mara mbili mara nyingi hutumiwa katika maji ya kina au maeneo yenye hatari kubwa.
Ulinganisho wa insulation: TR-XLPE dhidi ya EPR
Kebo za nyambizi za voltage ya wastani hutumia mifumo miwili ya kuhami joto: TR-XLPE (Polyethilini Iliyounganishwa kwa Mti-Retardant) na EPR (Mpira wa Ethylene Propylene).
Nyenzo zote mbili zinafaa kwa mazingira ya manowari wakati zinajumuishwa na mifumo sahihi ya kuzuia maji.
Aina ya insulation |
Faida |
Mazingatio |
TR-XLPE |
Hasara ya chini ya dielectric, nguvu ya juu ya dielectric, utendaji bora wa mafuta, upinzani mkali kwa kuzeeka kwa miti ya maji |
Unyumbulifu wa chini kidogo ikilinganishwa na EPR |
EPR |
Kubadilika kwa juu, upinzani mzuri kwa matatizo ya mitambo, utendaji mzuri wa dielectric |
Hasara za juu za dielectric ikilinganishwa na XLPE |
Katika muundo wa kisasa wa kebo ya manowari ya MV, TR-XLPE inakubaliwa sana kwa sababu ya hasara zake za chini za dielectri na utendaji bora wa kuzeeka wa muda mrefu.
Ni muhimu kutambua kwamba ulinzi wa ingress ya maji hupatikana kwa njia ya mifumo ya kujitolea ya kuzuia maji na sheaths za metali badala ya nyenzo za insulation pekee.
Nyenzo za Kondakta
Nyaya za nyambizi za voltage ya wastani zinaweza kutumia vikondakta vya shaba au alumini, kulingana na mahitaji ya mradi.
Makondakta wa Shaba
Conductivity ya juu ya umeme
Sehemu ya kondakta ndogo kwa ukadiriaji sawa wa sasa
Nguvu ya juu ya mvutano
Inafaa kwa programu za sasa za juu
Makondakta ya Alumini
Msongamano wa chini (uzito mwepesi)
Gharama nafuu kwa usafirishaji wa umbali mrefu
Inatumika sana katika usafirishaji wa shamba la upepo wa pwani na nyaya za safu
Uchaguzi kati ya shaba na alumini inategemea:
Ubunifu sahihi wa kiunganishi na mazoea ya usakinishaji huhakikisha utendaji wa kuaminika kwa aina zote mbili za kondakta.
Mfumo wa Kuzuia Maji na Silaha
Kebo za chini ya bahari zinahitaji ulinzi wa kina wa maji ili kuhakikisha kuegemea kwa muda mrefu chini ya shinikizo la hydrostatic.
Ulinzi wa maji katika nyaya za manowari ya MV kwa kawaida hupatikana kupitia:
Kuzuia Maji kwa Longitudinal
Huzuia uhamaji wa maji kwenye mhimili wa kebo iwapo kuna uharibifu wa ala.
Mbinu za kawaida ni pamoja na:
Nyenzo hizi hupanua wakati wa kuwasiliana na maji na kuziba eneo lililoharibiwa.
Kizuizi cha Maji cha Radi
Huzuia maji kupenya kutoka nje hadi ndani ya kebo.
Vizuizi vya maji ya radi kawaida hujumuisha:
Tabaka hizi za metali hutoa kuzuia maji kamili ya radial na upinzani wa kutu.
Mfumo wa Kivita
Silaha hutoa nguvu ya mitambo na ulinzi wa nje.
Kazi ni pamoja na:
Nguvu ya mvutano wakati wa shughuli za kuwekewa
Upinzani wa abrasion ya baharini
Ulinzi dhidi ya shughuli za uvuvi na nanga
Athari na upinzani wa kuponda
Aina za silaha:
Kuweka silaha mara mbili kwa kawaida hutumiwa katika maji ya kina kifupi au maeneo yenye hatari kubwa.
Ujenzi wa Kebo ya Nyambizi (MV)
Nyaya za nyambizi za voltage ya wastani ni mifumo ya uhandisi ya tabaka nyingi. Kila safu hufanya kazi maalum ya umeme au mitambo.
Tabaka |
Kazi ya Kiufundi |
Kondakta |
Kondakta ya shaba au alumini (IEC 60228), hubeba sasa iliyopimwa |
Skrini ya Kondakta |
Safu ya nusu-conductive inayodhibiti usambazaji wa uwanja wa umeme na kuondoa mkusanyiko wa dhiki |
Uhamishaji joto |
TR-XLPE au insulation ya EPR hutoa nguvu ya dielectric na uwezo wa kuhimili voltage |
Skrini ya insulation |
Safu ya nusu conductive inayohakikisha uga sare wa umeme na kiolesura cha skrini ya metali |
Skrini ya Metali |
Waya za shaba au mkanda wa shaba unaotoa njia ya sasa ya hitilafu na kinga ya sumakuumeme |
Safu ya Kuzuia Maji |
Inazuia uhamaji wa maji wa longitudinal |
Kizuizi cha Maji cha Radi |
Ala ya risasi au shea ya alumini bati inayohakikisha kuzuia maji kwa radial |
Tabaka la Matandiko |
Hutoa utengano wa mitambo na ulinzi kabla ya silaha |
Kuweka silaha |
Silaha za waya za chuma hutoa nguvu isiyo na nguvu na ulinzi wa kiufundi |
Huduma ya Nje |
Tabaka la nje la HDPE au PP kwa ulinzi wa mazingira |
Mazingatio ya Ziada ya Muundo
Kebo za nyambizi kwa kawaida hujumuisha tabaka za ziada za kimuundo na kinga ikilinganishwa na nyaya za nchi kavu ili kuhimili:
Katika baadhi ya miradi, nyaya za nguvu za chini ya bahari zinaweza kuunganisha vitengo vya macho ya nyuzi kwa madhumuni ya mawasiliano na ufuatiliaji.
Vipenyo vya nje vya kebo hutofautiana kulingana na kiwango cha volteji, saizi ya kondakta, na aina ya silaha, na inaweza kuzidi milimita 50 kwa programu za MV.
Vipengele vya Kinga katika Kebo za Nyambizi ya MV
Kebo za chini ya bahari zinahitaji mifumo ya ulinzi wa kina ili kuhakikisha maisha marefu ya huduma katika mazingira ya baharini.
Kipengele cha Kinga |
Kazi ya Kiufundi |
Mfumo wa insulation |
TR-XLPE au EPR hutoa nguvu ya dielectric na utendaji wa joto |
Skrini ya Metali |
Hutoa njia ya sasa ya hitilafu na kinga ya sumakuumeme |
Kuzuia Maji kwa Longitudinal |
Huzuia uhamaji wa maji kwa urefu wa kebo |
Kizuizi cha Maji cha Radi |
Ala ya risasi au shea ya alumini bati inayohakikisha kuzuia maji kwa radial |
Tabaka la Matandiko |
Mgawanyiko wa mitambo kabla ya kuweka silaha |
Kuweka silaha |
Silaha za waya za chuma hutoa nguvu ya mkazo na ulinzi wa nje wa mitambo |
Huduma ya Nje |
Tabaka la nje la HDPE linalotoa ulinzi wa mazingira na mikwaruzo |
Ulinzi wa kebo za chini ya bahari ni thabiti zaidi kuliko ujenzi wa kawaida wa nyaya za ardhini kwa sababu ya mazingira magumu ya baharini.
Teknolojia ya Utengenezaji na Uunganishaji
Nyaya za nyambizi hutengenezwa kwa kutumia njia zinazodhibitiwa za upanuzi na uunganishaji mtambuka ili kuhakikisha ubora wa insulation moja.
Viungo vya Kiwanda (FJ) au Viungio Vilivyoathiriwa vya Kiwanda (FVJ) hutumiwa kuunganisha urefu wa uzalishaji. Viungo hivi vinadumisha:
Uadilifu wa umeme
Nguvu ya mitambo
Kukaza kwa maji
Taratibu za kuunganisha kawaida ni pamoja na:
Kulehemu kwa kondakta
Uundaji upya wa skrini ya kondakta
Kuunganisha tena kwa insulation ya XLPE
Marejesho ya skrini ya insulation
Utumiaji tena wa shea ya chuma na vizuizi vya maji
Upimaji wa kawaida wa umeme kwa mujibu wa viwango vya IEC
Udhibiti wa Ubora na Upimaji
Uhakikisho wa ubora ni muhimu katika utengenezaji wa nyaya za manowari. Uzalishaji hufuata taratibu kali za ukaguzi na majaribio kwa mujibu wa viwango vya IEC kama vile IEC 60502-2 (kwa nyaya za MV).
Mtihani kawaida hujumuisha:
Kipimo cha upinzani wa kondakta
Jaribio la Utoaji wa Sehemu (PD).
AC voltage kuhimili majaribio
Mtihani wa uadilifu wa sheath
Ukaguzi wa dimensional
Uchunguzi wa X-ray kwa sheaths za metali zilizo svetsade au viungo vya kiwanda
Kebo za chini ya bahari hupitia udhibiti mkali zaidi wa ubora ikilinganishwa na nyaya za ardhini kwa sababu ya ufikiaji wao mdogo baada ya kusakinishwa.
Ulinganisho: Nyambizi dhidi ya Kebo za Ardhi
Kipengele |
Nyambizi |
Nyaya za Ardhi |
Mazingira ya Kubuni |
Imeundwa kwa hali ya baharini na chini ya maji |
Iliyoundwa kwa ajili ya ufungaji wa ardhi |
Mchakato wa Uzalishaji |
Inajumuisha mifumo ya kuzuia maji, sheath za metali, silaha nzito |
Kwa kawaida hakuna kizuizi cha maji ya radial |
Nguvu ya Mitambo |
Iliyoundwa kwa ajili ya mizigo ya juu wakati wa kuwekewa |
Mahitaji machache ya mvutano |
Ufungaji |
Imewekwa na vyombo vya kuwekewa cable na mvutano uliodhibitiwa |
Imewekwa kwenye mitaro au ducts |
Kuweka silaha |
Silaha za waya za chuma moja au mbili kulingana na hali ya chini ya bahari |
Mara nyingi bila silaha au silaha nyepesi |
Mahitaji ya Utendaji katika Mazingira ya Nyambizi
Shinikizo la Hydrostatic na Kina
Shinikizo la Hydrostatic huongeza takriban 0.1 MPa kwa mita 10 za kina cha maji. Kebo za chini ya bahari lazima zidumishe uadilifu wa muundo na utendaji wa umeme chini ya shinikizo hizi za nje.
Vizuizi vya maji ya radial na silaha kali huhakikisha kuegemea kwa muda mrefu hata kwa kina kirefu.
Kubadilika na Nguvu za Mitambo
Kebo za nyambizi lazima zisawazishe kunyumbulika na nguvu ya mitambo ili kuhimili:
Ufungaji bending wakati wa kuwekewa
Ukiukwaji wa sheria za baharini
Upanuzi wa joto wakati wa operesheni
Uchokozi wa nje wa mitambo
Ubunifu sahihi wa kebo huhakikisha uzingatiaji wa kipenyo cha chini zaidi cha kupinda na mahitaji ya juu yanayoruhusiwa ya mzigo wa mvutano.
Upinzani wa Mazingira
Mazingira ya baharini huweka wazi nyaya kwa:
Huduma ya nje ya HDPE na uwekaji silaha unaostahimili kutu hulinda mfumo wa kebo katika maisha marefu ya huduma.
Ulinzi wa Kutu wa Kebo za Nyambizi
Kebo za nguvu za nyambizi hufanya kazi katika mazingira ya baharini yenye fujo ambapo maji ya chumvi, shinikizo la hydrostatic, na athari za kiufundi zinaweza kuathiri sana maisha ya huduma. Kwa hiyo, ulinzi wa kutu na muundo wa kuzuia maji ni muhimu kwa kuaminika kwa muda mrefu.
Kebo ya kawaida ya manowari ni pamoja na vitu vifuatavyo vya kinga:
1. Kizuizi cha Maji ya Metali
Kebo za nyambizi kawaida huwa na kizuizi kinachoendelea cha maji ya metali, kama vile:
Safu hii hutoa:
Tofauti na tabaka za kutumikia nguo, shea ya chuma ndio kizuizi cha msingi kinachozuia kupenya kwa maji kwenye mfumo wa insulation.
2. Kuzuia Maji ya Radi na Longitudinal
Ili kuzuia uhamaji wa maji kwenye urefu wa kebo ikiwa kuna uharibifu wa nje, nyaya za manowari zinajumuisha:
Hii inahakikisha kuwa uharibifu wowote wa ndani hauongoi kushindwa kwa kasi kwenye kebo.
3. Ala ya Nje
Ala ya nje kwa kawaida hutengenezwa kwa polyethilini yenye msongamano wa juu (HDPE) au nyenzo sawa za kiwango cha baharini. Inatoa:
Kutumika kwa uzi wa polypropen inaweza kutumika kama safu ya ziada ya kinga, lakini sio kizuizi cha msingi cha kutu.
4. Silaha za Waya za Chuma
Silaha za waya za chuma za mabati hutoa:
Nguvu ya mvutano kwa ufungaji
Ulinzi wa mitambo dhidi ya athari na shughuli za uvuvi
Upinzani kwa matatizo ya nje ya mitambo
Kulingana na kina cha ufungaji na hali ya chini ya bahari, nyaya zinaweza kutumia:
Katika utumizi wa maji ya kina kirefu, muundo wa silaha huboreshwa ili kusawazisha uzito na utendaji wa mkazo.
5. Ulinzi wa Cathodic (Maalum ya Mradi)
Mifumo ya ulinzi ya Cathodic kwa ujumla hutumiwa kwa mabomba ya pwani na miundo mikubwa ya chuma.
Kwa nyaya za manowari, upinzani wa kutu hupatikana kupitia:
Ulinzi wa Cathodic unaweza kuzingatiwa katika miundo maalum ya mradi, lakini sio kipengele cha kawaida cha nyaya zote za manowari.
Kwa muundo ufaao wa muundo, nyenzo za ubora wa juu, na mbinu sahihi za usakinishaji, nyaya za umeme za manowari zinaweza kufikia maisha ya huduma ya miaka 25-40 au zaidi katika mazingira magumu ya pwani.
Maombi ya Kebo ya Nyambizi
Nyaya za umeme za nyambizi hutumika ambapo njia za juu au nyaya za ardhini haziwezekani.
Zinatumika sana katika:
Viunganisho vya gridi ya shamba la upepo wa pwani
Usambazaji wa nguvu kati ya kisiwa
Miradi ya kuunganisha baharini
Majukwaa ya mafuta na gesi ya baharini
Miundombinu ya baharini na vifaa vya chini ya bahari
Kebo hizi zimeundwa kufanya kazi chini ya:
Shinikizo la juu la hydrostatic
Mikondo ya bahari yenye nguvu
Harakati ya bahari
Mfiduo wa maji ya chumvi kwa muda mrefu
Uchunguzi sahihi wa njia, tathmini ya kina cha mazishi, na muundo wa ulinzi ni muhimu ili kuhakikisha kutegemewa kwa mfumo kwa muda mrefu.
Umuhimu wa Uzingatiaji wa Viwango vya Kimataifa
Kuzingatia viwango vya IEC vinavyotambulika kimataifa huhakikisha kuwa nyaya za nishati za chini ya bahari zinakidhi mahitaji madhubuti ya utendakazi wa umeme, uimara wa mitambo na kutegemewa kwa muda mrefu.
Kila kiwango kina jukumu maalum:
IEC 60228 inahakikisha ubora wa kondakta na ufanisi wa umeme.
IEC 60502 / 60840 / 62067 inafafanua muundo wa insulation, upimaji wa aina, na mahitaji ya utendaji wa voltage.
IEC 60229 inahakikisha uadilifu wa ala ya nje na ulinzi dhidi ya kupenya kwa unyevu.
IEC 60287 inahakikisha mahesabu sahihi ya ukadiriaji wa sasa ili kuzuia joto kupita kiasi.
IEC 60853 inafafanua utendaji chini ya hali ya mzunguko na ya upakiaji wa dharura.
IEC 60092 inasaidia kufuata mahitaji ya umeme ya baharini na baharini.
Kwa kuzingatia viwango hivi, mifumo ya kebo ya manowari inafanikiwa:
Usalama wa uendeshaji ulioimarishwa
Maisha ya huduma iliyopanuliwa
Kupunguza gharama za matengenezo
Uidhinishaji wa mradi ulioboreshwa na uwezo wa benki
Utendaji wa kuaminika katika mazingira magumu ya baharini
Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara
Ni nini hufanya nyaya za chini ya bahari kuwa tofauti na nyaya za ardhini?
Nyaya za nyambizi zina tabaka zaidi kuliko nyaya za ardhini. Tabaka hizi huzuia maji na kuzuia wanyama wa baharini kuumiza kebo. Pia hulinda cable kutoka kwa shinikizo kali chini ya bahari. Nyaya za ardhi hazihitaji tabaka hizi zote. Nyaya za nyambizi hutumia nyenzo maalum ili kuzuia kutu na uharibifu.
Je, unaweza kutumia nyaya za kawaida za voltage ya wastani chini ya maji?
Hapana, huwezi kutumia nyaya za kawaida chini ya maji. Cables za kawaida hazizuii maji au kuwa na silaha kali. Watavunja haraka ikiwa watawekwa chini ya maji. Daima chagua nyaya zilizotengenezwa kwa matumizi ya manowari.
Kebo za nyambizi za volti ya wastani hudumu kwa muda gani?
Nyaya nyingi za nyambizi hudumu kati ya miaka 25 na 40. Ufungaji mzuri huwasaidia kudumu kwa muda mrefu. Nyenzo zenye nguvu pia huwafanya kudumu miaka zaidi. Unapaswa kuangalia kebo mara kwa mara ili kuiweka salama.
Kwa nini nyaya zingine za manowari hutumia alumini badala ya shaba?
Alumini hufanya cable kuwa nyepesi kuliko shaba. Hii husaidia wakati wa kuweka nyaya kwenye maji ya kina. Copper ni bora kwa kubeba umeme, lakini ni nzito na inagharimu zaidi.
