ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Передача электроэнергии подземными кабелями из "Энергия " К передаче электроэнергии по подземным кабельным линиям прибегают в крайнем-случае, когда стоимость полосы отчуждения земли становится чрезмерно высокой. Подземные силовые кабели неэкономичны, их трудно прокладывать, сложно ремонтировать и почти невозможно модернизировать для повышения пропускной способности. Тем не менее в настоящее время в США насчитывается 3600 км силовых кабельных линий высокого напряжения, проложенных в густонаселенных городских районах, и много больше запроектировано на будущее. [c.235] В современной практике наиболее распространены маслонаполненные кабели под давлением, но начинают находить применение и другие типы кабелей кабели с газовой изоляцией под давлением, криопроводящие и сверхпроводящие кабели. [c.235] Последний из перечисленных типов кабелей еще не разработан и по причинам, указанным выше, вряд ли будет практически выполнен в ближайшее время. Для того чтобы определить, в каких масштабах в будущем могут распространиться кабельные линии электропередачи и какую пользу они могут принести, рассмотрим некоторые специфические проблемы подземных кабельных линий. [c.235] Первой является проблема изоляции. Из-за высокой стоимости полосы отчуждения трассы воздух как изолирующая среда не может быть использован. Проводящие жилы кабеля должны быть расположены весьма близко друг от друга, и до недавнего времени для подземных кабелей использовалась бумажная изоляция, пропитанная минеральным маслом. Тонкие, обмотанные бумагой жилы плотно укладываются в оболочку, а затем три кабеля, по одному на каждую фазу, помещаются в трубу длиной 0,9 км, которая затем наполняется маслом под давлением. Каждые такие отрезки кабеля сращиваются между собой, и поэтому вдоль трассы кабельной линни с интервалом в 900 м необходимо устраивать люки и стыковочные узлы. Характеристики кабелей на несколько уровней напряжения приводятся в табл. 9.2. [c.235] Нагрев кабельной линии происходит вследствие не только нагрева токопроводящих жил, но и нагрева изоляции от протекающего в ней тока утечки. Небольшой ток утечки может вызывать значительное выделение теплоты. При напряжениях 345 кВ и выше ток утечки в бумажной изоляции становится недопустимо большим. Поэтому для работы на повышенном напряжении требуется иная изоляция — меньшей толщины и с лучшей теплопроводностью, которая может выдерживать повышенные результирующие напряжения. Такими необходимыми изоляционными свойствами обладают новые синтетические материалы, например милар, полиэтилен или найлон, которые применяются в настоящее время. Исследуется также возможность использования некоторых газов. При применении в качестве изоляции газов потери в диэлектрике существенно снижаются и, как следствие, увеличивается критическая длина кабельных линий. Для напряжения 500 кВ она увеличивается до примерно 880 км по сравнению с 27 км для кабеля с бумажной изоляцией. Газы также лучше проводят теплоту, поскольку в них образуются потоки конвекции, а так как кабели с газовой изоляцией требуют еще и внешней оболочки большего диаметра, то у них образуется большая поверхность теплообмена, соприкасающаяся с окружающим их грунтом. Однако для труб большего диаметра требуется прокладывать и более дорогие траншеи. [c.236] Рассматривается также возможность использования явления снижения электрического сопротивления проводника по мере уменьшения его температуры с помощью искусственного охлаждения. Это явление ие связано со сверхпроводимостью, описанной выше. Оно просто объясняется тем, что с понижением температуры металла электрически заряженные частицы реже сталкиваются с атомами кристаллической решетки, поскольку чем ниже температура, тем меньше амплитуда колебательных движений атомов. Изменение сопротивления может быть очень резким, как видно из рис. 9.8, где представлена кривая зависимости сопротивления чистого алюминия от температуры. Стрелками обозначены точки кипения гелия, водорода и азота. При температуре около 40 К и ниже сопротивление сильно зависит от наличия примесей и может быть на порядок больше, чем показано. [c.236] Существует несколько проводящих метал- лов II рода, Kot Spbie при температурах, близких к точке кипения водорода, становятся сверхпроводящими. Была предложена интересная идея использовать линии электропередачи с проводниками, изготовленными из таких металлов, для передачи не только электроэнергии, но и жидкого водородного топлива. Такая двойная система передачи энергии могла бы стать высокоэффективной, если бы удалось разработать экономичные методы производства водорода совместно с выработкой электроэнергии. Однако в настоящее время таких конкретных проектов еще не существует. [c.237] Что же касается криогенной или сверхпроводящей системы передачи электроэнергии, то, несмотря на положительные результаты некоторых исследовании, мало найдётся предпринимателей, которые захотят рисковать капиталовложениями по существу в не проверенную на практике технологию. Только рост энергетических нагрузок, которые нельзя будет удовлетворить с помощью современных средств передачи электроэнергии, может привести к реализации этих технологических идей. Вряд ли такие нагрузки появятся ранее конца текущего столетия, если вообще появятся. [c.237] Вернуться к основной статье