إجابة قصيرة: يحكم قسم المسار الأكثر تقييدًا نظام الكابلات تحت الأرض عالي الجهد. لا يمكن للشروط على طول معظم المحاذاة أن تتجاوز هذا الحد. معبر عميق قصير, بنك القناة المزدحمة, منطقة التربة الجافة, أو يمكن للخليج المشترك أن يحد من سعة الدائرة. يمكن أيضًا أن يؤدي الانتقال الحاد أو قسم الغلاف المنسق بشكل سيئ إلى جعل التثبيت غير عملي. يجب على فرق التصميم تقسيم المسار إلى كهربائي, الحرارية, ميكانيكية, مدني, ومناطق الصيانة أولا. يمكنهم بعد ذلك تجميد حجم الموصل, بناء الكابلات, مواقف مشتركة, الترابط, وأطوال الطبل.
يمتد سؤال التصميم العملي إلى ما هو أبعد من إمكانية الدفن. ويتساءل عما إذا كان بإمكان الطاقم تثبيت نظام الكابلات والملحقات بالكامل دون حدوث أي ضرر. يجب أن يحمل النظام بعد ذلك الحمولة المطلوبة خلال كل حالة مسار, تحمل العيوب والعابرين, ويظل متاحًا للفحص والإصلاح.
يحدد الجزء الأضعف من المسار تصنيف الدائرة المفيد
إن التقييم المعتمد على تربة موحدة وعمق دفن ثابت يمكن أن يكون مضللاً. قد تحتوي المحاذاة الحقيقية على معابر طرق, ازدحام المرافق, بنوك القنوات الخرسانية, ثقوب الأقراص الصلبة, الأنفاق, أقسام الجسر, الخلجان المشتركة, والتحولات. تتبع الحرارة المسار المتاح في كل موقع. الجزء الذي يتمتع بأعلى مقاومة حرارية فعالة يمكن أن يصبح عنق الزجاجة في الدائرة, حتى عندما تشغل القليل من الطريق.
وينطبق نفس المبدأ ميكانيكيا. قد يمثل الخندق الطويل المستقيم صعوبة قليلة في التثبيت, بينما يتحكم تغيير ارتفاع أو انحناء قناة واحدة في سحب التوتر وضغط الجدار الجانبي. كهربائيا, يمكن لموضع المفصل التحكم في طول قسم الغمد, الجهد المستحث, توازن الترابط المتبادل, وتخطيط مربع الارتباط. لا يمكن للفرق إطلاق سراح المدنية, كابل, والرسومات الكهربائية بشكل منفصل وتسويتها بعد التصنيع.
XWA مجموعة كابلات الطاقة ذات الجهد العالي يوفر سياق بناء الكابلات. منطقة الموصل النهائي, غمد معدني, فائض, حواجز المياه, طول الطبل, وتعتمد الواجهات الملحقة على نموذج المسار المعتمد.
قم ببناء نموذج طريق قبل اختيار بناء الكابل
يقوم نموذج المسار المفيد بتقسيم المحاذاة كلما تغير الشرط. قد يؤثر التغيير على التصنيف, سحب, الترابط, حماية, أو الصيانة. التسلسل الجغرافي وحده لا يكفي. يجب أن يحدد كل مقطع البيئة المثبتة والواجهة عند كلا الطرفين.
| بيانات منطقة الطريق | ما يتغير | الأدلة المطلوبة قبل تجميد التصميم |
|---|---|---|
| عمق الدفن, تشكيل, وتباعد المرحلة | المقاومة الحرارية, المجال المغنطيسي, خسائر غمد, حماية الحفر, وعرض الطريق. | المقاطع العرضية للطريق وقيود المرافق التي تم مسحها. |
| التربة الأصلية والردم الهندسي | تبديد الحرارة, خطر التجفيف, واستقرار التصنيف على المدى الطويل. | بيانات المقاومة الحرارية الميدانية أو المختبرية مع الموقع وأساس الرطوبة. |
| مادة القناة, القطر, ترتيب, وملء | المسار الحراري, سحب التخليص, احتكاك, هندسة الانحناء, والوصول إلى الاستبدال. | رسومات بنك القناة, تتحمل البيانات, متطلبات مغزل, والنموذج الحراري. |
| المعابر ومصادر الحرارة المجاورة | ارتفاع درجة الحرارة المحلية والتدفئة المتبادلة. | مسح المرافق, الانفصال, افتراضات التحميل, والدراسة العددية عند الحاجة. |
| الخلجان المشتركة ومواضع صندوق الارتباط | أطوال الطبل, أقسام غمد, الترابط المتقاطع, وصول, الصرف, وتسلسل التثبيت. | تنسيق التخطيط المدني والكهربائي. |
| المياه الجوفية, الفيضانات, والتلوث | حاجز الماء, فائض, ختم, التحكم في التآكل, والبيئة الملحقة. | المعلومات الجيوتقنية والصرف الصحي مع أسوأ الظروف ذات مصداقية. |
| الانتقال إلى النفق, كوبري, رمح, أو محطة فرعية | تصنيف الهواء, يدعم, استراتيجية النار, الحركة الحرارية الميكانيكية, وتقييد الكابل. | رسم الواجهة وحساب الحركة/ضبط النفس. |
يجب أن يحمل جدول المسار هذا التحكم في المراجعة. يمكن أن يؤدي التغيير المدني المتأخر إلى إبطال التصنيف الحالي, دراسة سحب, الجدول الزمني المشترك, أو حساب رابطة الغلاف حتى عندما تظل ورقة بيانات الكابل دون تغيير.
السعة تحت الأرض هي حساب نقل الحرارة
التيار ينتج فقدان الموصل, خسارة عازلة, والغلاف المعدني أو فقدان الشاشة. يجب أن تمر هذه الحرارة من خلال العزل, طبقات معدنية, فائض, القناة أو الردم المحيطة بها, الأرض الأصلية, وأخيرا الحدود المحيطة. السعة هي التيار الذي يحافظ على حدود درجة الحرارة المحددة في ظل التحميل المحدد والافتراضات البيئية.
اللجنة الانتخابية المستقلة 60287 يوفر طرقًا لحسابات التصنيف الحالي للحالة المستقرة. اللجنة الانتخابية المستقلة 60853 يعالج الظروف الدورية والطارئة. تتطلب هذه الأساليب مدخلات المشروع; أنها لا توفر تصنيفًا عالميًا واحدًا تحت الأرض لحجم الكابل. إيك تر 62095 يشرح أيضًا متى قد تمثل الطرق العددية هندسة أو حدودًا معقدة بشكل أفضل.
قياس وتحديد المقاومة الحرارية للتربة
أسماء التربة مثل الرمال, فخار, أو التعبئة ليست مدخلات حرارية موثوقة في حد ذاتها. المقاومة الحرارية تعتمد على التكوين, كثافة, رُطُوبَة, درجة حرارة, وسلوك التجفيف. IEEE 442 يغطي قياسات التربة ومواد الردم المستخدمة حول أنظمة الكابلات تحت الأرض.
يمكن لقيمة متوسطة واحدة أن تخفي قسمًا سيئًا قصيرًا. يجب أن يحدد المسح التغييرات في المواد, الصرف, المياه الجوفية, غطاء السطح, والقرب من مصادر الحرارة الأخرى. تحتاج نتائج الاختبار إلى مواقع المسار وأساس رطوبة متفق عليه حتى يتمكن النموذج الحراري من التمييز بين الطبيعي, موسم الجفاف, وشروط موثوقة على المدى الطويل.
يعد الردم الهندسي جزءًا من نظام التصنيف
يمكن أن يؤدي الردم ذو المقاومة المنخفضة إلى إنشاء منطقة نقل حرارة يمكن التحكم فيها حول الكابل أو بنك القناة. قيمتها تعتمد على الكثافة المثبتة, استقرار الرطوبة, أبعاد, التنسيب, ومراقبة الجودة. لا تضمن النتيجة المخبرية الأداء الميداني في حالة الفصل, الفراغات, تلوث, أو التجفيف يغير المادة.
ولذلك يجب أن تحدد مواصفات البناء غلاف الردم, القبول المادي, طريقة التنسيب, متطلبات الضغط أو التدفق, أخذ العينات, السجلات, والمسؤولية عن الانحرافات. يجب أن يؤدي التغيير في عرض الخندق أو سمك الردم إلى تشغيل نموذج حراري جديد.
غالبًا ما تصبح المعابر القصيرة بمثابة عنق الزجاجة الحراري
الطرق, السكك الحديدية, الأنهار, المرافق المزدحمة, والمناطق المقيدة بيئيًا غالبًا ما تتطلب دفنًا أعمق, القنوات, غلاف الصلب, التغليف الخرساني, الأقراص الصلبة, نفق صغير, أو أقسام الأنابيب. تحل هذه الطرق مشاكل الوصول المدني أو الحماية ولكنها يمكن أن تضيف مقاومة حرارية.
يجب أن تصمم دراسة المعبر عمقها الفعلي, تباعد تتحمل, غلاف أو مادة القناة, الحشو, المياه الجوفية, الدوائر المجاورة, والطول. إن الانتقال من وإلى المعبر مهم أيضًا. قد يتغير تباعد الكابل, قد تتقارب القنوات, وقد تجبر هندسة السحب مواقع المفاصل أو الطبلة المختلفة.
هناك خطأ شائع يستخدم تصنيف الخندق المفتوح ويتعامل مع المعبر كتفاصيل ميكانيكية فقط. قم بإجراء الفحص العكسي. تحديد ما إذا كان المعبر يحدد التصنيف المستمر أو الطارئ. ثم تقرر ما إذا كان التباعد, موصل المنطقة, الردم, تبريد, ترتيب الدائرة, أو يجب أن يتغير التحميل التشغيلي.
تتغير طريقة الطريق أكثر من الحماية الميكانيكية
| طريقة التثبيت | القوة الرئيسية | قيود التصميم التي تسيطر عليها عادة |
|---|---|---|
| الدفن المباشر | مسار الحرارة المباشر والبناء البسيط نسبيا حيث يتوفر الحفر. | تقلب التربة, الضرر الخارجي, الصرف, جودة الردم, والحفريات المستقبلية. |
| القناة أو بنك القناة | الممر المحدد والوصول البديل المحتمل. | المقاومة الحرارية للقناة, تجميع الدوائر, هندسة السحب, تنظيف, والتباعد المشترك. |
| حوض أو خندق يمكن الوصول إليه | التفتيش وترتيب الكابلات التي تسيطر عليها. | تهوية, فصل النار, إدارة المياه, يغطي, وصول, ودعم التحولات. |
| النفق أو العمود | البنية التحتية المشتركة والوصول عبر المناطق الكثيفة. | درجة حرارة الهواء, تهوية, استراتيجية النار, قوات الدعم, ضبط النفس العمودي, وقيود الإخلاء. |
| الأقراص الصلبة أو النفق الصغير | العبور دون حفريات سطحية مستمرة. | طول, عمق, انحناء التجويف, احتكاك, سحب التوتر, سلوك القناة, الحشو, والوصول إلى الإصلاح. |
الكتيب الفني لـ CIGRE 889 ينظم العمل تحت الأرض عالي الجهد حول كل من البناء المدني وتصميم التركيب. إنه سيجر السل 889 ملخص يغطي الدفن المباشر, القنوات, الأنفاق, مهاوي, طرق بدون خنادق, المعابر, سحب, التصميم الحراري الميكانيكي, ربط غمد, والخلجان المشتركة. والدرس المفيد هنا هو أن اختيار المسار لا يمكن أن يعتمد على الحماية الميكانيكية وحدها.
تحتاج كابلات الجهد العالي الكبيرة إلى حساب سحب خاص بالمسار
يمكن أن تحتوي الكابلات أحادية النواة ذات الجهد العالي على مناطق موصلات كبيرة, أنظمة العزل السميكة, أغلفة معدنية مستمرة, وكتلة كبيرة. أنها لا تتصرف مثل سلك التثبيت المرن. يجب أن تتحقق دراسة التثبيت من الكابل والمسار الفعليين. وتشمل مدخلاتها نصف قطر الانحناء, سحب التوتر, الضغط الجانبي, حدود سحب الجهاز, تخليص القناة, احتكاك, ارتفاع, تسلسل الانحناء, ودرجة حرارة التثبيت.
الحد الأقصى للتوتر عند طرف السحب ليس معيار القبول الوحيد. يمكن أن يتجاوز الضغط عند الانحناء حد الكابل أو القناة قبل أن يصل التوتر الكلي إلى الحد الأقصى. يمكن أن تنتج التجاويف الطويلة أيضًا قدرًا كبيرًا من عدم اليقين بسبب الاحتكاك, مواد التشحيم, حالة القناة, ماء, والسحب المتزامن لكابلات متعددة يغير النتيجة.
تسجل خطة التثبيت العملية افتراضات الحساب, اتجاه السحب, مواقف المعدات, طريقة السحب, تواصل, التحكم في السرعة, الحد الأقصى للقيم المسموح بها, معايير التوقف, الطوارئ لسحب المتوقفة, وسجل القوة المقاسة. يجب على الطاقم إثبات وتنظيف القناة, ثم تأكد من هندستها قبل تثبيت الأسطوانة على السحب.
تستمر الحركة الحرارية بعد التثبيت
تقوم دورات التحميل بتسخين وتبريد الموصل وهيكل الكابل. يمكن لأنظمة XLPE ذات الموصلات الكبيرة تطوير قوة محورية, توتر, والحركة الدورية. يتغير السلوك بين الكابل المقيد في القناة, كابل مرتبة بمرونة في النفق, رمح عمودي, والانتقال بين الدعم الصارم والمرن.
دعم التباعد وحده لا يكمل التصميم. الصلابة المحورية الفعالة, صلابة الانحناء, التمدد الحراري, احتكاك, هندسة الكابلات, بناء الموصل, تغير درجة الحرارة, تخطيط الانحناء, المرابط, ويمكن لقوى الصدع أن تكون ذات أهمية. تشير إرشادات CIGRE إلى أن مدخلات الكابلات هذه قد تحتاج إلى بيانات الشركة المصنعة أو قياسات بالحجم الكامل.
تستحق التحولات حسابات واضحة لأن القوة والحركة يمكن أن تتركز بالقرب من النهايات, المفاصل, الناهضون, نقاط ثابتة, ودعم التغييرات. يجب أن يوضح التصميم المكان الذي يمكن أن تحدث فيه الحركة وأين تعمل القيود. ويجب أن يوضح أيضًا كيف يحمي ترتيب الدعم الملحقات من الحمل المنقول.
الغلاف المعدني عبارة عن نظام كهربائي على طول الطريق
يساهم الغلاف المعدني أو الشاشة في التحكم في المجال الكهربائي, واجب خطأ الأرض, حماية المياه في بعض المنشآت, ونظام الترابط. لا تحدد المادة والمساحة بشكل مستقل عن طول المسار, تشكيل, حاضِر, التأريض, ووقت إزالة الأخطاء.
في الفولتية الإرسال, نقطة واحدة, صلب, أو تؤثر الترتيبات المتقاطعة على جهد الغمد, التيار المتداول, خسائر, صناديق الارتباط, محددات الجهد غمد, استمرارية الأرض, والتكوين المشترك. يتعامل CIGRE B1.50 مع كل نظام كابل نقل التيار المتردد وما فوق 66 كيلو فولت على أنها تتطلب نظام ربط غمد مصمم بشكل فريد.
وبالتالي فإن المواقع المشتركة تخدم عدة قيود في وقت واحد:
- طول الكابل القابل للتصنيع والنقل;
- الوصول إلى الطبل, سحب الطريق, والتوتر المسموح به;
- غمد الجهد الدائم وتوازن قسم الترابط;
- مساحة الخليج المشترك, نظافة, الصرف, والوصول الآمن للعمل;
- موقع مربع الارتباط, اتصالات الأرض, SVLs, والتفتيش;
- موقع الخطأ في المستقبل, بصلح, واللوجستيات البديلة.
يمكن أن يؤثر نقل حجرة مشتركة واحدة بعد قيام الفرق بتجميد الكابل وتصميم الربط على كل عنصر في تلك القائمة. التغيير يجب أن يؤدي إلى الكهرباء, الحرارية, ميكانيكية, مدني, ومراجعة سلسلة التوريد.
حماية المياه لها عدة حدود مستقلة
تحت الأرض لا يعني الجفاف الدائم. يمكن أن يكون الماء موجودًا في التربة, القنوات, غرف التفتيش, الخلجان المشتركة, وأقبية الكابلات. يمكن أن ينتقل على طول الغلاف التالف, من خلال نهاية مغلقة بشكل غير كاف, أو على طول المسارات الداخلية إذا كان بناء الكابل وختم الملحقات لا يعيقه.
يجب أن تميز المواصفات:
- حاجز الماء الشعاعي: الطبقة المخصصة للحد من دخول الماء عبر جدار الكابل.
- حجب المياه الطولي: المواد المخصصة للحد من انتقال المياه على طول الموصل أو منطقة الشاشة المعدنية بعد حدوث ضرر محلي.
- الحماية الزائدة: الطبقة البوليمرية الخارجية التي تحمي المكونات المعدنية من الرطوبة, تآكل, والأضرار الميكانيكية.
- ختم الملحقات: واجهات في المفاصل, الإنهاءات, صناديق الارتباط, وينتهي الكابل المؤقت.
- إدارة المياه المدنية: الصرف, ضخ, ختم القناة, تفاصيل الخليج المشترك, وافتراضات مستوى الفيضان.
لا توجد طبقة واحدة تحل محل الطبقات الأخرى. يمكن أن يوفر الغلاف المعدني حاجزًا نصف قطري ولكنه لا يزال يتطلب وصلات سليمة, فائض سليمة, تقييم التآكل, وختم نهاية الكابل المتحكم فيه. يجب على الفرق التحقق من حماية المياه من خلال اختيار المواد, ضوابط التصنيع, التعامل مع التثبيت, اختبارات غمد, صنعة التبعي, والتفتيش كما بنيت.
يجب أن تشترك الكابلات والملحقات في مظروف تأهيل واحد
اللجنة الانتخابية المستقلة 60840 يغطي أنظمة الكابلات المبثوقة أعلاه 30 كيلو فولت حتى 150 كيلو فولت الجهد المقنن, بما في ذلك 110 فئة كيلو فولت ضمن تعريفات الجهد المعلنة. اللجنة الانتخابية المستقلة 62067 يغطي الأنظمة أعلاه 150 كيلو فولت حتى 500 كيلو فولت الجهد المقنن. يتناول كلا المعيارين الكابلات والملحقات الخاصة بالتركيبات الثابتة ضمن نطاقهما, ليس كابل وحده.
XWA 110 صفحة كابل كيلو فولت يعطي سياق المنتج الخاص بالجهد. يجب أن تحدد مواصفات المشروع الإصدار القياسي المعمول به, تصاميم الكابلات والملحقات, نطاق التأهيل المسبق, اختبارات النوع, الاختبارات الروتينية والعينية, اختبارات ما بعد التثبيت, وأي طريق خاص أو متطلبات المرافق.
تقدم المفاصل والإنهاءات واجهات حيث الهندسة, التوافق المادي, تصنيف المجال الكهربائي, نظافة, مهارة التثبيت, والسلوك الحراري يجتمع. سيجر السل 968 يحدد هذه الواجهات كأجزاء مهمة من نظام الكابلات الكامل. وبالتالي فإن اختيار الملحقات حسب الجهد الاسمي وحجم الموصل وحده غير مكتمل.
قم بتجميد التصميم من خلال تسلسل متحكم فيه
- تحديد الواجب الكهربائي. سجل الجهد, تكرار, التحميل المستمر والطارئ, واجب ماس كهربائى, التأريض, التبديل, ومعايير الموثوقية.
- تقسيم الطريق. التعرف على كل تغيير في الدفن, تربة, قناة, معبر, نفق, رمح, ماء, مصدر الحرارة, وصول, وحالة الدعم.
- حساب الأداء الحراري. تقييم ثابت, دوري, طارئ, التدفئة المتبادلة, معبر, والظروف الانتقالية باستخدام البيانات البيئية التي تم التحقق منها.
- حساب جدوى التثبيت. تأكيد أبعاد الكابل, كتلة, الانحناء, توتر, الضغط الجانبي, الوصول إلى الطبل, اتجاه السحب, والمعدات.
- تنسيق المفاصل والترابط. إصلاح أطوال القسم الأساسي, الخلجان المشتركة, صناديق الارتباط, SVLs, استمرارية الأرض, واختبارات غمد.
- تأكيد البناء والتأهيل. محاذاة الموصل, العزل, غمد معدني, حجب المياه, فائض, مُكَمِّلات, المعايير, الاختبارات, والسجلات.
- إغلاق الواجهات. قم بإصدار جدول زمني واحد يتم التحكم فيه لربط تسلسل المسار, الرسم المدني, المنطقة الحرارية, طول الكابل, مشترك, قسم الترابط, طريقة التثبيت, وسجل التفتيش.
يقلل هذا التسلسل من مخاطر تصنيع كابل متوافق تقنيًا لا يمكنه تحقيق أداء الدائرة المطلوب بعد التثبيت. الأوسع توقعات سوق الكابلات ذات الجهد العالي والجهد العالي (EHV). يفسر سبب تزايد الطلب على النقل, بينما يظل جدول المسار هو الوثيقة التي تحول الطلب إلى نظام تحت الأرض قابل للتنفيذ.
أسئلة ما قبل التصنيع
هل يمكن لقيمة سعة واحدة أن تغطي المسار الكامل?
فقط عندما تتحقق الدراسة من كل قسم طريق مختلف ماديًا ولا تجد أي حد أدنى. في الممارسة العملية, المعابر, القنوات المجمعة, الآبار العميقة, المناطق المشتركة, وغالبًا ما تحتاج التحولات إلى حسابات منفصلة.
هل الدفن الأعمق يوفر دائمًا حماية أفضل؟?
قد يؤدي العمق الأكبر إلى تقليل بعض المخاطر السطحية, ولكنه عادةً ما يؤدي إلى إطالة مسار الحرارة ويمكن أن يزيد من صعوبة السحب والإصلاح. تقييم الحماية والأداء الحراري معًا.
هل يحتاج كل كابل جهد عالي تحت الأرض إلى درع؟?
ليس تلقائيا. يمكن أن تأتي الحماية الميكانيكية من الكابل, القنوات, أسمنت, يغطي, التحكم في الطريق, أو مزيج منها. يؤثر الدرع أيضًا على الخسائر, القطر, وزن, سحب, الترابط, والسلوك الخاطئ. يحدد خطر المسار وتصميم النظام المتطلبات.
لماذا تعتبر الخلجان المشتركة جزءًا من هندسة الكابلات?
إنهم يتحكمون في أقسام الطبلة التي يمكن الوصول إليها, اتجاه السحب, بيئة ملحقة, أقسام ربط الغمد, وضع مربع الارتباط, الصرف, صنعة, اختبار, وإصلاح المستقبل. موقفهم هو قرار مدني وكهربائي.
متى يتم تبرير النموذج الحراري العددي?
يصبح مفيدًا عند الهندسة, الحدود المادية, مصادر الحرارة القريبة, ظروف السطح, أو أن انتقالات المسار تقع خارج افتراضات الأساليب التحليلية القياسية. لا يزال النموذج يتطلب بيانات إدخال تم التحقق منها وأساس التحقق المتفق عليه.
الاستنتاج الهندسي
تصميم نظام كابلات تحت الأرض عالي الجهد من المسار إلى الداخل. تحدد المنطقة الحرارية المحددة تيارًا قابلاً للتحويل. أصعب أشكال السحب هي أوضاع الطبل والمفاصل. تشكل دراسة الغمد أقسام الترابط. تشكل ظروف الماء والتآكل الحواجز والختم. تشكل قيود الوصول استراتيجية التثبيت والإصلاح.
تربط المواصفات التي يمكن الدفاع عنها كل متطلبات الكابلات والملحقات بحالة المسار, واجب الكهربائية, حساب, أو اختبار. إن فئة الجهد وحجم الموصل ليست سوى بداية تعريف النظام.
إرسال أساس الطريق والنظام
للتوافق الفني, توفير جهد النظام, تكرار, الحمل المستمر والطارئ, واجب ماس كهربائى, طول الطريق والسلسلة, المقاطع العرضية للدفن والقناة, بيانات التربة والردم, المعابر, أقسام الأقراص الصلبة أو النفق, ظروف المياه الجوفية, الدوائر المجاورة, مواقع الخليج المشترك, مفهوم رابطة الغلاف, حدود التثبيت, المعايير المعمول بها, توقعات الاختبار, كمية, والوجهة. قوة XWA & يمكن للكابل محاذاة بناء الكابل, أطوال القسم, واجهات الملحقات, وتوثيق الجداول الزمنية مع أساس المسار المعتمد.