Napowietrzne systemy przenoszenia mocy są szeroko stosowane na całym świecie, szczególnie na rozległych terytoriach, takich jak Australia. Jako ważna metoda przesyłania mocy, powietrzny kabel równoległy stał się nieodzowną częścią systemu elektroenergetycznego. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na moc oraz ciągłym rozwojem środowiska i technologii, projekty, materiały i zastosowania równoległych linii napowietrznych stopniowo się różnicowały i stopniowo rozwinęły się w wydajne, bezpieczne i niezawodne rozwiązanie do przesyłu mocy. W artykule omówiona zostanie rola, kierunek rozwoju, specyficzny model napięcia oraz zastosowanie równoległych linii napowietrznych w australijskim systemie elektroenergetycznym.
1. Podstawowa koncepcja równoległych linii napowietrznych
Napowietrzny kabel równoległy to napowietrzna linia elektroenergetyczna z wieloma żyłami kablowymi zainstalowanymi obok siebie. W porównaniu z pojedynczym kablem napowietrznym konstrukcja równoległych linii napowietrznych zwiększa wydajność i stabilność przesyłu energii poprzez równoległe ułożenie wielu przewodów i jest szeroko stosowana w systemach przesyłu energii na obszarach miejskich, przemysłowych i wiejskich. Równoległe linie napowietrzne mają nie tylko niższe koszty i większą trwałość, ale także potrafią dostosować się do różnych warunków klimatycznych i środowisk geograficznych, co jest szczególnie ważne na rozległym terenie Australii.
2. Rola równoległych linii napowietrznych w australijskim systemie elektroenergetycznym
2.1 Znaczenie przenoszenia mocy
W Australii równoległe linie napowietrzne są szeroko stosowane do przesyłu energii elektrycznej niskiego (0,6/1 kV) i średniego napięcia (11 kV, 33 kV). Ze względu na niski koszt instalacji i wygodną konserwację, szczególnie nadaje się do zasilania obszarów wiejskich, górskich i odległych. Proste układanie kabli napowietrznych nie tylko zmniejsza koszty układania kabli podziemnych, ale także pozwala na pokonanie terenu, który nie nadaje się do układania kabli podziemnych, zapewniając bardziej niezawodne zasilanie.
Zastosowanie równoległych linii napowietrznych koncentruje się zwykle w następujących obszarach:
Zasilanie miejskie: W miastach napowietrzne linie energetyczne są zwykle wykorzystywane do dystrybucji energii na krótkich dystansach. Równoległe kable napowietrzne można szybko ułożyć pomiędzy blokami miejskimi, aby zapewnić stabilne dostawy energii w miastach.
Obszary wiejskie i odległe: W przypadku odległych obszarów i wiosek w Australii wydajność i niski koszt kabli napowietrznych sprawiają, że są one główną metodą przesyłu energii. Przedsiębiorstwa energetyczne zazwyczaj wykorzystują na tych obszarach linie napowietrzne, aby obniżyć koszty budowy i utrzymania.
Zastosowanie przemysłowe: W niektórych obszarach przemysłu ciężkiego zapotrzebowanie na energię elektryczną jest duże, a równoległe kable napowietrzne mogą zapewnić wystarczające wsparcie zasilania, szczególnie w miejscach o dużym zużyciu energii, takich jak obszary górnicze i zakłady produkcyjne.
2.2 Stabilność systemu elektroenergetycznego
Zastosowanie równoległych linii napowietrznych zwiększa stabilność systemu elektroenergetycznego. Ze względu na równoległą strukturę ułożenia kabli, w porównaniu z tradycyjnymi kablami jednożyłowymi, równoległe linie napowietrzne mogą lepiej dzielić obciążenie i unikać ryzyka przeciążenia pojedynczego kabla. Ponadto materiały odporne na wysoką temperaturę i korozję stosowane w równoległych liniach napowietrznych umożliwiają ich ciągłą i stabilną pracę w trudnych warunkach pogodowych, zwłaszcza w klimacie gorącym i wilgotnym, zapewniając niezawodność zasilania.
3. Charakterystyka techniczna równoległych linii napowietrznych
3.1 Poziomy i modele napięć
Równoległe linie napowietrzne są zwykle podzielone na wiele modeli i specyfikacji w zależności od różnych poziomów napięcia i wymagań aplikacji. W Australii popularne modele równoległych linii napowietrznych obejmują 0.6/1 kV, 11 kV, 33 kV itp. Równoległe linie napowietrzne o różnych poziomach napięcia są odpowiednie dla różnych potrzeb w zakresie przesyłu mocy.
Równoległa linia napowietrzna {{0}}Równoległa linia napowietrzna 6/1 kV: ten kabel jest używany głównie do przesyłu energii niskiego napięcia i jest często używany w budynkach mieszkalnych, komercyjnych i miejskich systemach dystrybucji energii. W równoległych liniach napowietrznych 0,6/1 kV zazwyczaj stosuje się przewody aluminiowe lub miedziane, a ich materiałami izolacyjnymi jest zwykle polietylen (PE) lub polietylen usieciowany (XLPE). Kabel ten ma nie tylko wysoką wytrzymałość mechaniczną, ale także dobrą odporność na promieniowanie UV i wysoką temperaturę.
Równoległa linia napowietrzna 11 kV: Kabel ten jest używany głównie do przesyłu energii średniego napięcia i nadaje się do obszarów przemysłowych, miejskich sieci dystrybucyjnych i linii przesyłowych. Równoległe linie napowietrzne 11 kV muszą mieć wysoką wytrzymałość izolacji i zwykle jako materiał izolacyjny wykorzystuje się usieciowany polietylen (XLPE). W przypadku przesyłu dalekobieżnego szczególnie istotne jest zastosowanie równoległych linii napowietrznych 11 kV.
Równoległe linie napowietrzne 33 kV: Kabel ten nadaje się do przesyłu energii elektrycznej wysokiego napięcia i jest często stosowany w liniach przesyłowych elektroenergetycznych sieci szkieletowych. W równoległych liniach napowietrznych 33 kV zazwyczaj stosuje się przewody miedziane lub przewody ze stopu aluminium, które mogą spełniać wymagania dotyczące przesyłu energii na duże odległości. Warstwa izolacyjna tego kabla wykorzystuje zaawansowane materiały, aby zapewnić jego bezpieczeństwo w środowiskach wysokiego napięcia.
3.2 Materiały izolacyjne i osłonowe
Materiały izolacyjne równoległych linii napowietrznych są istotne i bezpośrednio związane z bezpieczeństwem przesyłu energii. Typowe materiały izolacyjne obejmują polichlorek winylu (PVC), polietylen (PE) i polietylen usieciowany (XLPE). Wśród nich polietylen usieciowany (XLPE) jest szeroko stosowany w systemach przesyłowych średniego i wysokiego napięcia ze względu na jego doskonałą odporność na wysoką temperaturę, promieniowanie UV i korozję chemiczną. Zewnętrzna osłona kabla jest zwykle wykonana z polichlorku winylu (PVC) lub polietylenu (PE), co może skutecznie chronić kabel przed wpływem zewnętrznych czynników środowiskowych.
3.3 Wytrzymałość mechaniczna i trwałość
Projektując równoległe linie napowietrzne, należy również wziąć pod uwagę wytrzymałość mechaniczną kabla, zwłaszcza wytrzymałość na rozciąganie w trudnych warunkach pogodowych. Na przykład w obszarach o silnym wietrze kabel musi mieć wystarczającą wytrzymałość na rozciąganie, aby zapobiec jego uszkodzeniu lub awariom zasilania spowodowanym przez wiatr. Ponadto kable napowietrzne muszą być również odporne na starzenie, promieniowanie UV i korozję chemiczną, aby zapewnić długoterminową stabilną pracę.
4. Montaż i konserwacja równoległych linii napowietrznych
4.1 Wymagania instalacyjne
W Australii instalacja równoległych linii napowietrznych musi spełniać rygorystyczne krajowe normy bezpieczeństwa elektrycznego. Po pierwsze, układanie kabli wymaga uwzględnienia takich czynników, jak ukształtowanie terenu, klimat i obciążenie energią. Kable napowietrzne należy projektować odpowiednio do długości, obciążenia i warunków środowiskowych linii, a podczas instalacji należy zapewnić ich pionowość i równoległość.
Po drugie, promień gięcia kabli napowietrznych jest ważnym parametrem podczas instalacji. Nadmierne zginanie może spowodować uszkodzenie warstwy izolacyjnej kabla lub pogorszenie jego właściwości użytkowych. Dlatego kabel należy zainstalować ściśle zgodnie z wymaganiami projektowymi, aby uniknąć zagięcia kabla poza określony minimalny promień.
4.2 Konserwacja i kontrola
Konserwacja równoległych kabli napowietrznych obejmuje głównie regularne kontrole warstwy izolacyjnej kabla, powłoki zewnętrznej i części łączących, aby upewnić się, że kabel jest wolny od pęknięć, zużycia lub korozji. Kable posiadające zewnętrzne uszkodzenia mechaniczne należy terminowo naprawić lub wymienić. Jednocześnie należy regularnie sprawdzać wsporniki i elementy zawieszenia kabli napowietrznych, aby zapewnić ich stabilność i zapobiec poluzowaniu się lub zerwaniu kabli na skutek nieprawidłowego montażu.
5. Kierunek rozwoju równoległych linii napowietrznych
Wraz ze stałym wzrostem zapotrzebowania na energię elektryczną w Australii i wzrostem wykorzystania energii odnawialnej, rozwija się również technologia i zastosowanie równoległych linii napowietrznych. W przyszłości równoległe linie napowietrzne będą rozwijać się w następujących kierunkach:
Inteligentna sieć energetyczna: wraz z rozwojem technologii inteligentnych sieci równoległe linie napowietrzne zostaną połączone z inteligentnymi czujnikami, systemami monitorowania i technologią automatyzacji w celu poprawy poziomu inteligencji sieci energetycznej. Dzięki monitorowaniu w czasie rzeczywistym i analizie danych można realizować inteligentne operacje, takie jak ostrzeganie o awariach i planowanie obciążenia, w celu poprawy stabilności i niezawodności systemu elektroenergetycznego.
Ochrona środowiska i zrównoważony rozwój: Przyszłe kable napowietrzne będą zwracać większą uwagę na ochronę środowiska i zrównoważony rozwój, wykorzystywać materiały bardziej przyjazne dla środowiska i zmniejszać emisję dwutlenku węgla w procesie produkcji kabli. Jednocześnie poziom recyklingu kabli będzie stopniowo wzrastał, sprzyjając energetyce zmierzającej w stronę zielonego rozwoju.
Przesył energii elektrycznej wysokiego i bardzo wysokiego napięcia: Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na przesył energii elektrycznej na dużą skalę, stopniowo będzie się rozwijać technologia kabli napowietrznych wysokiego i bardzo wysokiego napięcia oraz zastosowanie równoległych linii napowietrznych w przenoszeniu mocy na dużą skalę staną się bardziej powszechne.