Tại sao một dây cáp điện cần dây đồng che chắn?

Hôm nay tôi đã chứng kiến ​​chôn cáp điện 10 kilovolt trong lòng đất. Tôi lưu ý dấu cáp và làm cho nó rõ ràng. Mô tả khá thú vị. Đó là một dây dẫn duy nhất - phải mất ba dây cáp như vậy cho một đường dây ba pha. Đặc tả (bằng tiếng Nga, vì vậy tôi có thể dịch sai) liệt kê các thành phần sau:

• một bộ dây nhôm có tổng tiết diện 240 mm vuông
• Một vài lớp nhựa bao quanh bộ dây đó
• một "lớp ngăn cách" làm bằng "băng dẫn nước chặn"
• một lá chắn của dây đồng có tổng tiết diện tối thiểu 25 mm vuông
• một "lớp ngăn cách"
• thêm một lớp nhựa

Bây giờ tôi hiểu rằng ở mức 10 kilovolt cách nhiệt không phải là chuyện nhỏ - một lớp băng keo sẽ không làm được và điều đó giải thích tại sao có quá nhiều lớp nhựa. Ngoài ra, cáp phải không tầm thường để làm hỏng nên cần có lớp ngoài.

Nhưng lý do của việc che chắn dây đồng là gì? Mục đích của nó là gì?

TLDR: Shield loại trừ tổn thất điện môi và làm giảm ứng suất trên lớp điện môi bên trong.

Công cụ EE thực sự dưới đây:

Không đồng ý với câu trả lời ở trên (bên dưới) về khía cạnh an toàn. Không, nó không an toàn. Khía cạnh thống trị trong phân phối điện là tổn thất. Có điện trường xoay chiều chứa trong không gian có thể dự đoán được sẽ loại trừ các chất điện môi và dây dẫn bị mất khi tham gia tiêu tán năng lượng (tiền).

Nếu cáp không được che chắn, thì đối với 3 trong số này trong dòng 3 pha, không khí xung quanh, bê tông, đất sẽ là một phần của dòng, đóng vai trò là chất điện môi bị mất trong tụ điện AC 100 microfarad kéo dài trong vài km và có tổn thất điện môi lớn.

Trong trường hợp cực đoan, vật dẫn điện sắc cạnh cáp sẽ tập trung các đường dốc tiềm năng và điện môi peirce. Shield loại bỏ hoàn toàn loại căng thẳng này. Ứng suất tương tự cho trường gần nhất với dây dẫn trung tâm được loại trừ bằng cách sử dụng lớp bán dẫn.

Điều bí ẩn là tại sao nó là một đồng. Có thể, nếu một người làm toán, nhôm hoặc sắt sẽ không hiệu quả cho cùng một khía cạnh (mất điện môi).

Đào Firther: Nếu khiên không dẫn điện đủ tốt, thì điện áp ohmic giảm ở khiên ở điểm xa của đường dây (gây ra bởi biến áp dỗ không quay vòng + đường dây như tụ điện) có thể lên đến hàng trăm volt và gây ra những rắc rối khác. Ở đây bạn có một phần an toàn và tổn thất được bao phủ tốt hơn bằng đồng so với nhôm.

Và có lẽ tấm chắn cũng phải được nối đất và kết nối chéo cho 3 dây cáp ở một vài điểm giữa của đường dây vì cùng một "lý do mất" để giảm dòng điện cảm ứng và rút ngắn đường truyền bị cắt vì lượng giác 3 pha mang lại lợi thế như vậy (lợi thế để tạo ra mặt đất nổi ảo giữa chừng trên đường dài hoặc chỉ mặt đất thật).

Một quan sát khác: Nếu là khách hàng Nga ở Moskow, thì có lẽ không gian rất hạn chế cho các máy biến áp điện trong thành phố, vì vậy cáp như vậy là hợp lý về mặt kinh tế, khi cần cung cấp điện áp tương đối thấp với dòng điện rất cao từ các bưu kiện có ít đất Chi phí đất rất đắt.

Giới thiệu về dỗ không quay vòng: Một máy phát của nhà máy điện ở Ukraine có đầu ra 50KV / 10KA được che chắn bằng ống đồng lớn, được mở ở một đầu và nối đất với khung của máy phát. Ở đầu mở điện áp khoảng 500V. Dòng điện xoay chiều của ống không xác định, nhưng có thể gần bằng 0 hoặc vài ampe. Nếu không có ống này, thì dòng điện 3 pha mở cao hơn nhiều có thể chạy qua các thanh sắt bên trong các bức tường xây dựng, tổn thất D / E cũng sẽ làm nóng các bức tường bê tông và làm tan chảy mọi thứ.

Không có gì là không tầm thường, cáp chôn điện áp cao được thiết kế cao và có giá lên tới € 100 mét. So với cáp điện áp cao trên không (> 10kV) thường là màu nude (hoàn toàn không cách điện).

Thông thường hệ thống cáp điện áp cao sẽ bao gồm:

1. Dây dẫn (đồng / nhôm)
2. Một lớp cách điện mỏng.
3. Một lớp bán dẫn dày được thiết kế để tiến hành trong trường hợp quá điện áp.
4. Một lớp cách điện mỏng.
5. Một lá chắn dẫn điện.
6. Vật liệu cách điện hơn nhiều.

Đây là cáp 20kV, ảnh được chụp từ điện thoại của tôi nhưng bạn hiểu ý. Đường kính khoảng 5cm.

Nguyên nhân chính của việc che chắn dẫn điện là một cơ chế hoàn trả trong trường hợp có lỗi:

1. Trong trường hợp có sự cố quá điện áp, tấm chắn bán dẫn sẽ truyền dòng điện từ dây dẫn đến tấm chắn dẫn điện được nối đất.
2. Trong trường hợp cắt điện đột ngột của dòng bằng máy móc trái đất di chuyển lá chắn dẫn điện nên (về mặt lý thuyết) chạm vào dây dẫn trước khi máy móc thiết bị và cung cấp một con đường ít trở về trái đất.

Trong thực tế, chúng tôi sử dụng dòng điện thông qua việc che chắn để kiểm tra các lỗi quá điện áp. Nếu các cảm biến hiện tại tại điểm nối đất phát hiện bất kỳ dòng điện nào, chúng sẽ tự động bắn các biện pháp an toàn. Ví dụ, nếu một máy biến áp được sử dụng để cấp nguồn cho lưới điện nhận được điện áp quá mức ở đầu vào (điện áp thấp) thì đầu ra cũng sẽ quá điện áp. Phát hiện dòng rò qua tấm chắn sẽ mở bộ ngắt mạch ở đầu điện áp cao.

Tôi chắc chắn rằng có một số ứng dụng khác như bảo vệ cơ học của lớp bán dẫn, v.v.

Việc che chắn bằng đồng là cung cấp đường dẫn trở lại đã biết trong trường hợp lỗi cáp nơi cáp bị cắt. Nhưng nó không phải là để bảo vệ người cắt qua nó; đó là để giảm các vấn đề "chạm tiềm năng" khi dòng điện đi ra khỏi dây nhôm và sẽ tìm ra cách dễ nhất để trở lại trái đất, gây ra điện áp nguy hiểm có thể xảy ra bất cứ nơi nào nó chảy. Xem tăng tiềm năng trái đất .