Als stroomkabel van industriële kwaliteit wordt de SOOW-kabel veel gebruikt in veel industriële en commerciële gebieden, vooral in zware omgevingen zoals bouwplaatsen, petrochemie, krachtoverbrenging, schepen en mijnen. De voordelen van SOOW-kabel omvatten sterke duurzaamheid, flexibiliteit en aanpassingsvermogen, vooral in omgevingsomstandigheden zoals lage temperaturen, hoge temperaturen, vocht, chemische corrosie en fysieke schade, wat de uitstekende prestaties aantoont. Het wordt meestal gebruikt voor de aansluiting van midden- en laagspanningsstroom- en stuurleidingen. Als het echter om hoogspanningstoepassingen gaat, wordt de toepasbaarheid van SOOW-kabel een belangrijk technisch probleem.
1. Basiskenmerken van SOOW-kabel
SOOW-kabel is een flexibele kabel die voornamelijk wordt gebruikt in laagspanningsstroomsystemen. Het bestaat uit verschillende hoofdonderdelen: geleider, isolatielaag, mantellaag, afschermingslaag, enz., die elk bescherming bieden voor de elektrische prestaties van de kabel.
1.1 Geleidermateriaal
Het geleidermateriaal van de SOOW-kabel maakt meestal gebruik van koper of aluminium. Koperen geleiders zijn de meest voorkomende keuze vanwege hun lage weerstand en goede geleiding. Koperen geleiders kunnen het energieverlies tijdens de stroomoverdracht effectief verminderen en de efficiënte werking van energiesystemen behouden.
1.2 Isolatielaag
De isolatielaag van de SOOW-kabel is gemaakt van hoogwaardige rubbermaterialen (zoals EPR of PVC), die hoge elektrische isolatieprestaties hebben en stroomlekken of kortsluiting kunnen voorkomen. De isolatielaag is bovendien hittebestendig, koudebestendig, waterbestendig en oliebestendig, waardoor SOOW-kabels stabiel blijven in complexe omgevingen.
1.3 Schedelaag
De mantellaag van de SOOW-kabel biedt extra mechanische bescherming om de kabel tegen externe fysieke schade te voorkomen. De mantellaag is doorgaans gemaakt van slijtvaste, chemicaliënbestendige, oliebestendige en waterdichte materialen, wat SOOW-kabels bijzonder geschikt maakt voor gebruik in zware industriële omgevingen.
2. Vereisten en kabelprestaties voor hoogspanningstoepassingen
Bij hoogspanningstoepassingen zijn doorgaans veel hogere spanningsniveaus betrokken dan bij standaard laagspanningskabels. Vergeleken met gewone laagspanningskabels moeten hoogspanningskabels sterkere elektrische isolatieprestaties, een hogere spanningstolerantie en een sterkere weerstand tegen elektrische velden en stroomschokken hebben. Hieronder volgen enkele belangrijke vereisten voor kabels in hoogspanningstoepassingen:
2.1 Hoogspanningsisolatievermogen
Kabels voor hoogspanningstoepassingen moeten hogere spanningen kunnen weerstaan, anders kan de isolatielaag van de kabel kapot gaan, wat kortsluiting, brand of andere ernstige veiligheidsongevallen kan veroorzaken. Voor de isolatielaag van hoogspanningskabels worden doorgaans speciale hoogspanningsisolatiematerialen gebruikt, zoals vernet polyethyleen (XLPE) of met olie geïmpregneerd papier. Deze materialen hebben een extreem hoge diëlektrische sterkte, die de stroom effectief kan isoleren en de stabiele werking van hoogspanningskabels in hoogspanningsomgevingen kan garanderen.
2.2 Elektrische veldsterkte
In hoogspanningsomgevingen moet de buitenste isolatielaag van de kabel bestand zijn tegen grote elektrische veldsterktes. Voor hoogspanningskabels moet de isolatielaag niet alleen een hoge isolatieweerstand hebben, maar ook een uitstekende elektrische velduniformiteit hebben om te voorkomen dat elektrische veldconcentraties elektrische storingen veroorzaken.
2.3 Stroombelastbaarheid
Hoogspanningstransmissie stelt zeer hoge eisen aan de stroombelastbaarheid. Hoogspanningskabels moeten grote hoeveelheden stroom kunnen verwerken om een efficiënte krachtoverdracht zonder oververhitting te garanderen. Daarom moet de geleider van de kabel een groot dwarsdoorsnedeoppervlak en een uitstekende geleidbaarheid hebben.
2.4 Mechanische sterkte en externe bescherming
Hoogspanningskabels moeten doorgaans grotere druk en impact van buitenaf kunnen weerstaan, dus de mantellaag moet extreem sterke mechanische beschermingsprestaties hebben. Dit betekent meestal het gebruik van dikkere metalen omhulsels of versterkte isolatiematerialen om ervoor te zorgen dat de kabel niet wordt beschadigd door externe krachten in ruwe omgevingen.
3. Verschillen tussen elektrische prestaties en hoogspanningsvereisten van SOOW-kabels
SOOW-kabels zijn oorspronkelijk ontworpen voor krachtoverdracht in laagspanningsomgevingen, vooral in sommige elektrische midden- en laagspanningsapparatuur, industriële automatiseringssystemen, elektrische systemen voor gebouwen en andere gebieden. Hoewel SOOW-kabels goed presteren in deze scenario's, voldoen hun elektrische prestaties en structurele kenmerken niet volledig aan de eisen van hoogspanningstoepassingen.
3.1 Isolatieprestaties
Hoewel de isolatielaag van de SOOW-kabel goede elektrische isolatieprestaties kan bieden, is de diëlektrische sterkte van het isolatiemateriaal niet voldoende om de elektrische veldsterkte in een hoogspanningsomgeving te weerstaan. De isolatiematerialen van SOOW-kabels (zoals EPR of PVC) zijn vooral geschikt voor laagspanningssystemen met een maximale spanning van 600V, terwijl hoogspanningssystemen meestal het gebruik van materialen vereisen zoals cross-linked polyethyleen (XLPE). , wat voor een sterkere isolatie en een hogere spanningstolerantie kan zorgen.
3.2 Spanningstolerantie
De ontwerpspanning van SOOW-kabels is over het algemeen 600 V, dus de spanningstolerantie is veel lager dan de vereisten van hoogspanningstoepassingen. Voor hoogspanningstransmissie moet de kabel hogere werkspanningen kunnen weerstaan (meestal meer dan 1000 V, of zelfs tientallen kilovolts), waarvoor de isolatielaag, geleider en buitenmantel van de kabel aan hogere normen moeten voldoen.
3.3 Mechanische bescherming en elektrische veldsterkte
Hoewel de mantellaag van de SOOW-kabel uitstekende beschermingsprestaties heeft en fysieke schade in algemene omgevingen kan opvangen, is het vermogen om elektrische velden te weerstaan beperkt. Bij hoogspanningskabels is de sterkte van het elektrische veld een zeer kritische factor, en er is een speciaal ontworpen omhulsel nodig om het elektrische veld te verspreiden en gelijkmatig te maken om defecten of elektrische storingen te voorkomen. De mantel van de SOOW-kabel wordt hoofdzakelijk gebruikt voor waterdichtheid, oliebestendigheid, slijtvastheid en fysieke slagvastheid, enz., en is niet geoptimaliseerd voor elektrische veldsterkte.
4. Toepasselijk spanningsbereik van SOOW-kabel en selectie van hoogspanningstoepassingen
SOOW-kabel is voornamelijk geschikt voor laagspannings- en middenspanningstransmissie. Bij standaard SOOW-kabels is het spanningsniveau meestal 600 V, dus niet geschikt voor hoogspanningstransmissie. Voor hoogspanningstoepassingen, zoals hoogspanningslijnen, onderstations, industriële apparatuur voor energieopwekking, enz., moeten speciaal ontworpen hoogspanningskabels worden geselecteerd.
De isolatiematerialen die gewoonlijk in hoogspanningskabels worden gebruikt, zijn verknoopt polyethyleen (XLPE), papier geïmpregneerd met olie, enz. Deze materialen hebben een sterker isolatievermogen en een hoger spanningsdraagvermogen. Het ontwerp van hoogspanningskabels omvat meestal isolatie met een meerlaagse structuur, metalen afscherming en een waterdicht ontwerp, dat bestand is tegen hogere spanning, temperatuur en mechanische druk.
5. Alternatieven voor SOOW-kabels voor hoogspanningstoepassingen
Voor toepassingen die hoogspanningstransmissie vereisen, kunnen de volgende kabeltypen worden geselecteerd als alternatief voor SOOW-kabels:
5.1 Vernet polyethyleen (XLPE) kabel
XLPE-kabels worden veel gebruikt bij hoogspanningstransmissie vanwege hun uitstekende elektrische isolatie-eigenschappen en hoge temperatuurbestendigheid. XLPE-kabels zijn bestand tegen hogere spanningen en zijn geschikt voor gebruik in voedingssystemen van 10 kV en hoger.
5.2 Met olie geïmpregneerde papierkabels
Met olie geïmpregneerde papierkabels zijn traditionele hoogspanningskabels die veel worden gebruikt in ultrahoogspanningstransmissiesystemen. Ze hebben goede elektrische isolatie-eigenschappen en kunnen stabiel en langdurig werken onder hoogspanningsomgevingen.
5.3 Mineraal geïsoleerde kabels (MI-kabels)
Mineraal geïsoleerde kabels gebruiken anorganische materialen als isolatielagen en zijn extreem goed bestand tegen hoge temperaturen, brand en hoge spanning. MI-kabels worden veel gebruikt in hoogspanningstoepassingen voor energietransmissie, zoals olie en aardgas.