Cáp điện ngầm cao thế ruột dẫn đồng được dùng để truyền tải điện áp từ 69 kV đến 345 kV. Đối với các hệ thống lắp đặt trên 345 kV (thường lên đến 735 kV), chúng được gọi là cáp đồng ngầm truyền tải điện siêu cao thế.
Việc lắp đặt các loại cáp này là giữa nhà máy phát điện và phân phối, chẳng hạn như giữa các trạm biến áp, để truyền tải điện năng chính. Hệ thống truyền tải điện bằng cáp đồng ngầm sẽ cung cấp điện cho mạng lưới phân phối, sau đó mạng lưới phân phối sẽ cấp điện cho các nhà máy công nghiệp, cao ốc văn phòng, chiếu sáng đường phố, khu dân cư, v.v.
1. Lịch sử cáp đồng ngầm cao thế
Trong lĩnh vực đi dây điện ngầm, vào thời điểm hệ thống điện xoay chiều nhiều pha được ứng dụng vào năm 1886, một số nghiên cứu quan trọng đã được thực hiện để cáp đồng có thể trở thành một hệ thống truyền tải điện ngầm thực tế.
- Một là phát minh của Borel về máy đùn ép chì vào năm 1879;
- Hai là phát kiến của MacCracken về băng cách điện bằng giấy xoắn vào năm 1884.
- Cuối cùng, vào năm 1890, Vincent de Ferranti đã sản xuất cáp đồng tâm 10kV được lắp đặt ở London, Anh.
Sự tiến bộ liên tục trong phát triển truyền tải điện ngầm đã diễn ra kể từ thời điểm đó.
- Cáp 25 kV 3 lõi đầu tiên được lắp đặt ở Montreal vào năm 1902, và chúng đã hoạt động thành công trong hơn 50 năm sau đó.
- Vào năm 1917, Emanueli đã trình làng một thiết kế cho dây cáp chứa đầy dầu trong lõi rỗng ở ruột dẫn, một bước đột phá cho phép truyền tải điện ở điện áp cao thế và siêu cao thế.
- Dần dần, cấp điện áp của cáp điện ngầm tăng lên, lên 66 kV vào năm 1926 ở Montreal và Philadelphia, 220 kV vào năm 1936 ở Paris, và trong những năm gần đây, đạt 525 kV ở Canada và 535 kV ở Hoa Kỳ.
- Công nghệ hiện tại ngày nay cho phép các hệ thống đường dây cáp ngầm có thể truyền tải tới 1.100 kV.
2. Ưu điểm của cáp đồng ngầm
Các yêu cầu về điện đối với các nhóm tiêu dùng điện ở các thành phố, thị trấn và khu vực nông thôn được sản xuất từ các nhà máy thủy điện, hạt nhân và nhiên liệu hóa thạch… Nhiều nhà máy phát điện này được đặt ở những khoảng cách rất xa so với nơi tiêu thụ điện.
Trên những khoảng cách xa như vậy, đường dây trên cao được sử dụng để truyền tải điện. Tuy nhiên, khi đến gần khu vực đã xây dựng hoặc nếu nhà máy điện ở gần thành phố hoặc thị xã, sẽ có nhiều lợi thế khi lắp đặt cáp ngầm trong khu đô thị.
Ngoài những ưu điểm rõ ràng về mặt thẩm mỹ là cải thiện cảnh quan và duy trì giá trị tài sản, hệ thống truyền tải điện bằng cáp ngầm còn có nhiều ưu điểm vượt trội so với đường dây trên không như:
- Tuổi thọ dài hơn: Hệ thống ngầm thường có tuổi thọ cao hơn nhiều so với hệ thống dây điện trên cao.
- Giảm Chi phí bảo trì: Các thành phần của hệ thống ngầm, không lộ ra ngoài, ít phải bảo trì hơn.
- Truyền tải không bị gián đoạn bởi bão: Hệ thống ngầm được bảo vệ khỏi bão băng, sét và gió lớn.
- Giảm thách thức cho phòng chữa cháy: Đơn vị PCCC không bị cản trở hoặc gây nguy hiểm bởi cột và dây điện trên cao, khi lắp dựng thiết bị chữa cháy.
- Phòng ngừa Tai nạn: Các nguy cơ đối với người từ khả năng tiếp cận của nguồn điện cao thế, hoặc từ các cột điện trở nên nguy hiểm đối với xe cộ, và từ các cột điện và dây điện bị đổ trong khi với cáp ngầm thì không.
Đồng có độ dẫn điện cao nhất trong số các kim loại dẫn điện được sử dụng, ngoại trừ bạc. Độ dẫn điện của đồng được ủ ở 20°C (68°F) là tiêu chuẩn để so sánh tất cả các kim loại và hợp kim khác. Nó được đặt là 100% IACS (Tiêu chuẩn đồng ủ quốc tế) và tương ứng với điện trở 1.7241 microhm/cm.
Trong điều kiện được ủ hoàn toàn, đồng dẫn điện cao hiện đại thường có độ dẫn điện IACS 101%, hoặc thậm chí 102%.
Độ dẫn điện cao của đồng không phải là lý do duy nhất khiến nó trở thành vật liệu ruột dẫn được ưu tiên. Một điều quan trọng không kém là các đặc tính đi kèm như độ bền, tính định hình, tính dễ gia công, khả năng chống rão, độ dẫn nhiệt cao và khả năng chống ăn mòn.
Như với tất cả các kim loại nguyên chất khác, độ dẫn điện thay đổi theo nhiệt độ. Nếu một kim loại trở nên quá nóng do vô tình bị quá tải điện, thì độ dẫn điện của nó bị giảm, điều này làm trầm trọng thêm tình hình nhiệt độ. Đồng nổi tiếng với hiệu suất tuyệt vời của nó trong những trường hợp bất lợi như vậy.
- Quan điểm khác: Cáp nhôm ngầm có thể tốt hơn cáp đồng ngầm.
Tóm lại, những ưu điểm quan trọng của việc lắp đặt bằng đồng là bảo trì thấp có thể được dự đoán trước, hiệu suất và độ tin cậy cao.
Tham khảo Arnold Knapp
