سرکابل خشک فضای باز فشارقوی؛ کنترل میدان خازنی و بدنه خودایستا
شماتیک اختصاصی پارس مفصل آسیا بر اساس موضوع مقاله IEEE/PES T&D 2020؛ این تصویر، شکل اصلی مقاله IEEE نیست.
۲۰ شهریور ۱۴۰۵
واحد فنی و مهندسی پارس مفصل آسیا
این مطلب خلاصه فنی مقاله «Advances in High Voltage Outdoor Dry Type Cable Terminations: An Easy to Install Cable Termination Design that Combines Capacitive Graded Stress Control with a Robust Self-Supporting Termination Body» نوشته Eric Euvrard، Robert Middleton و Haizhen Wang است که در کنفرانس IEEE/PES Transmission and Distribution سال ۲۰۲۰ ارائه شد.
ایده اصلی مقاله، ترکیب دو نیاز مهم در سرکابل‌های فضای باز فشارقوی است: نخست کنترل مؤثر تنش الکتریکی در انتهای لایه نیمه‌هادی کابل و دوم ایجاد یک ساختار مکانیکی پایدار که بتواند بدون سامانه عایقی مایع، به‌صورت خودایستا کار کند.
کنترل میدان خازنی یا capacitive grading به‌جای اتکا صرف به شکل هندسی یک stress cone، از توزیع کنترل‌شده ظرفیت الکتریکی برای شکل‌دهی گرادیان پتانسیل استفاده می‌کند. هدف این رویکرد، کاهش تمرکز میدان و یکنواخت‌ترکردن توزیع تنش در ناحیه انتهایی کابل است.
بخش دوم مفهوم طراحی، بدنه خشک و خودایستاست. حذف روغن یا سیال عایقی می‌تواند الزامات آب‌بندی و نگهداری مرتبط با سامانه‌های مایع را کاهش دهد و نصب را ساده‌تر کند؛ در عین حال بدنه باید تحمل مکانیکی کافی برای شرایط فضای باز، وزن اجزا و نیروهای بهره‌برداری را داشته باشد.
اهمیت این مقاله برای مهندسی متعلقات کابل در این است که طراحی سرکابل فشارقوی را یک مسئله صرفاً الکتریکی نمی‌بیند؛ بلکه عملکرد قابل اعتماد به هماهنگی کنترل میدان، عایق خارجی، استحکام مکانیکی و سهولت نصب وابسته است.
بر اساس اطلاعات عمومی قابل دسترس از مرجع IEEE، مقاله یک طراحی سرکابل خشک فضای باز را معرفی می‌کند که capacitive graded stress control را با termination body مقاوم و self-supporting ترکیب می‌کند. در این خلاصه از نسبت‌دادن مقادیر آزمون یا ادعاهای عددی که در متن عمومی مرجع قابل تأیید نیستند خودداری شده است.
برای پروژه‌های واقعی، انتخاب سرکابل خشک فشارقوی همچنان باید بر اساس ولتاژ نامی و Um، سطح عایقی، فاصله خزشی، آلودگی محیط، ارتفاع از سطح دریا، مشخصات کابل و آزمون‌های نوع معتبر انجام شود. ساختار خشک به‌تنهایی جایگزین بررسی هماهنگی عایقی و الزامات استاندارد پروژه نیست.
جمع‌بندی: مسیر توسعه سرکابل‌های خشک HV به سمت کاهش وابستگی به سیالات عایقی، ساده‌سازی نصب و ادغام کنترل میدان در یک بدنه مکانیکی پایدار حرکت کرده است. مقاله Euvrard و همکاران نمونه‌ای از این رویکرد مهندسی یکپارچه است.