Вся информация на сайте предназначена только для специалистов кабельной отрасли, энергетики и электротехники.
+
 

Провода с композитным сердечником соединяют будущее

27 ноября 2023, 09:00 4289 Время чтения ≈ 7 мин
Источник: RusCable.Ru

Как считает Билл Гейтс, в настоящее время ожидают одобрения проекты создания более 1000 гигаватт чистой энергии, что приблизительно равно сегодняшнему размеру всей энергосети США. Несмотря на огромный потенциал, инфраструктурные работы такого масштаба представляет собой гигантское мероприятие, поэтому интеллектуальные проектные и эффективные инженерные решения будут иметь чрезвычайно большое значение с точки зрения окупаемости инвестиций для поставщиков энергоресурсов.

В компании Exel Composites PLC (Финляндия) полагают, что провода с композитным сердечником способны обеспечить увеличение интервалов между циклами технического обслуживания, сокращение инфраструктурных расходов и повысить эффективность линий электропередачи.

Пропускная способность традиционных сталеалюмиевых проводов ACSR ограничена стальным сердечником, имеющим высокий коэффициент теплового расширения, и это означает, что тепло от тока, проходящего через провод, и температура окружающей среды приводят к расширению стали. Такое расширение в сочетании с большим весом проводов ACSR может привести к их провисанию во время жаркой погоды или во время повышенного спроса на электроэнергию, когда увеличенная токовая нагрузка генерирует тепло. Такая деформация провода может вызвать короткое замыкание, а также перебои в энергоснабжении. Например, в июле 2021 года около 6000 человек в г. Портленд, штат Оригон, США, столкнулись с аварийным отключением электроэнергии, которое было результатом провисания воздушных линий электропередачи во время аномально жаркой погоды.

Провода с композитным сердечником с использованием углеродного волокна являются альтернативой традиционным проводам ACSR со стальным сердечником. Углеродное волокно имеет намного более высокий показатель соотношения прочности к весу, чем нержавеющая сталь (2457 по сравнению с 63 кН м кг-1) и свойства прочности при растяжении, превосходящие аналогичные свойства пластика и других неметаллических материалов. Кроме того, углеродное волокно имеет более низкий коэффициент теплового расширения, чем сталь S355 (12x10-6 K-1 по сравнению с 0,8x10-6 K-1). Эти факты означают, что кабели с композитным сердечником можно сильнее натягивать для предотвращения провисания и даже, что ещё более выгодно, подвешивать на большие расстояния. Кроме того, уменьшенный прогиб провода означает возможность использования больших длин и меньшее количество опор.

В одном проекте в западном регионе США благодаря композитным сердечникам инженеры-проектировщики смогли использовать сердечник меньшего диаметра и удвоить расстояние между несущими конструкциями примерно до 1200 футов (365,76 м).

Сокращение вдвое количества опорных конструкций привело к тому, что общая стоимость проекта была снижена на 15%, что важно, поскольку сердечники из углеродного волокна стоят дороже, чем сердечники проводов ACSR. Использование композитных сердечников также снижает требования к техническому обслуживанию линий электропередачи.

Во-первых, углеродное волокно устойчиво к коррозии, в отличие от стали, а это означает, что реже требуется замена кабеля. Кроме того, относительная плотность стали примерно в четыре раза выше, чем у углеродного волокна: 7,8 против 1,8-2,2. Это означает, что кабели с композитным сердечником создают гораздо меньшую нагрузку на несущие конструкции, что снижает затраты на монтаж и упрощает требования к опорам. Несмотря на неблагоприятный баланс плюсов и минусов, связанный с использованием проводов ACSR, многие коммунальные компании неохотно производят полную замену опорной инфраструктуры, поскольку это требует огромного объёма труда, времени и материальных вложений. Это особенно актуально в районах с неровным рельефом, таких как горы, где может потребоваться дополнительное оборудование, например, вертолеты.

Вместо полной замены инфраструктуры линии на основе проводов ACSR могут быть переведены на провода с композитным сердечником. Меньший вес, меньшая степень теплового расширения и более высокая прочность углеродного волокна на растяжение означают снижение требований к поддержке воздушных проводов. Это позволяет использовать больше токопроводящего алюминия в проводе и в результате увеличить пропускную способность.

Модификация значительно дешевле, чем полная замена энергосистемы, поскольку позволяет повторно использовать существующую инфраструктуру пилонов и башен. Этот процесс также осуществляется намного быстрее, что сводит к минимуму перебои в энергоснабжении.

Кроме того, если провода с композитным сердечником используются на новом участке, где электрическую инфраструктуру в любом случае приходится создавать с нуля, высокая пропускная способность позволяет сократить число опор.

Компания Exel Composites обладает большим опытом в электротехнической промышленности и ведёт свою деятельность с 1960 года. Она производит композитные сердечники с углеродным волокном, используя экономически эффективные непрерывные технологические процессы пултрузии (технология изготовления высоконаполненных волокном композиционных деталей) и намотки с вытягиванием (pull-winding).

Изготовленные сердечники могут быть намотаны большими длинами - километрами за одну операцию, что позволяет снизить производственные затраты при обеспечении стабильно высокого качества.

Компания Exel Composites использует свой более чем 60-летний опыт для решения сложных задач и оказания помощи в экономии ресурсов клиентам в разнообразных отраслях промышленности по всему миру. Продукция компании применяется в различных областях – от ветровой энергетики и транспорта до строительства зданий и инфраструктур. Стратегия сотрудничества и глобальное присутствие отличают компанию от конкурентов. Оказывая помощь своим клиентам в снижении веса изделий, улучшении их эксплуатационных характеристик, повышении энергоэффективности и сокращении общих затрат на протяжении всего срока службы изделий, компания Exel Composites стремится быть первым поставщиком экологически чистых композитных решений по всему миру.

Вы видите часть этого материала

Зарегистрируйтесь или войдите
После этого вы сможете оформить подписку в личном кабинете и получить полный доступ к другим закрытым материалам
Я уже подписчик
Месяц

2500 ₽

81 ₽ в день
Год

11 998 ₽

33 ₽ в день
Обсудить на форуме

Подпишитесь на бесплатный еженедельный журнал RusCable Insider
Уже больше 3000+ подписчиков с нами! Главные новости и дайджест за неделю в удобном формате!

Нашли ошибку? Выделите и нажмите Ctrl + Enter

Другие новости рубрики Плюс
Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно