Чем отличается оголенный проводник от покрытого?

I. Обычно путаное понятие

При выборе кабеля и проводника ряд понятий часто используется взаимозаменяемо: голый проводник, покрытый проводник и изолированный проводник.

Многие специалисты по закупкам и техническому персоналу относятся к "покрытому проводнику" и "изолированному проводнику" как к одному и тому же, когда запрашивают цену.Эти три принципиально отличаются..

Неправильный выбор может привести к ненужным расходам или создать опасность для безопасности.

Давайте сначала проясним эти три определения.

II. Стандартные определения: в чем различия между тремя?

Голый проводникПроводящий материал без каких-либо покрытий или электрической изоляции. Это просто чисто металлический провод, подвергающийся воздействию воздуха.

Покрытый проводник ️ Покрыт диэлектрическим материалом, но этот материал не имеет номинальной диэлектрической прочности." но эта крышка не предназначена и не сертифицирована как изоляция.

Изолированный проводник - покрыт диэлектрическим материалом с определенной диэлектрической прочностью.

Это различие оказывает значительное влияние на практическую инженерию.

III. Голый проводник: самая простая форма, но не "небезопасна"
Голые проводники являются наиболее традиционной и широко используемой формой в воздушных линиях передачи.

К распространенным типам голых проводников относятся:

ACSR (Алюминиевая проволока с стальным ядром) Алюминиевая проволока обернута вокруг оцинкованного стального ядра, сочетающего высокую проводимость и высокую механическую прочность.что делает его главной опорой дальнего высоковольтного транспорта.Стальное ядро несет механическое напряжение, а алюминиевая проволока несет ток.

AAC (All-Aluminum Conductor)

AAAC (All-Aluminum Alloy Conductor) Высшая прочность на растяжение и лучшая коррозионная стойкость, чем AAC, без сложной структуры стального ядра.

Медные проводники с самой высокой проводимостью (примерно 58 МС/м) были в значительной степени заменены алюминиевыми в высоковольтных передатчиках из-за их веса, высокой стоимости,и восприимчивость к краже.

"Изоляция" голых проводников - это воздух. Воздух используется в качестве изоляционной среды путем поддержания достаточного расстояния от фазы к фазе и от фазы к земле.Это безопасно..

IV. Покрытые проводники: "кожа" на поверхности, но не "изоляция"

Покрытый проводник имеет тонкий слой диэлектрического материала, который не имеет номинальной диэлектрической прочности в стандартах.

Что это значит?

Это означает, что вы не можете относиться к нему как к настоящему изоляционному кабелю, предполагая, что он может касаться других объектов или быть заземленным без проблем.

Основная цель конструкции покрытых проводников - не "изоляция", а скорее:

Уменьшение короткого замыкания, вызванного контактом растительности с ветвью дерева, касающейся покрытого проводника, не обязательно вызывает непосредственный фазовый сбой.

Reducing the risk of electric shock to wild animals—the covering layer provides some protection when animals such as squirrels and snakes simultaneously come into contact with both the covered conductor and the grounding electrode.

Снижая частоту сбоев в линии при определенных условиях, покрывающий слой может предотвратить развитие временных сбоев в постоянные.

Ключевой момент заключается в том, что покрытия не являются препятствиями для безопасности.

Как отмечается в техническом докладе EPRI (Electric Power Research Institute): "Иногда безопасность называется причиной использования покрытых проводников.но эти системы не обязательно обеспечивают преимущества безопасности; в некоторых отношениях, покрытие на самом деле является недостатком".

V. Скрытые риски покрытых проводников Возможно, вы раньше не понимали: покрытые проводники могут вызывать более коварные и разрушительные сбои, чем голые проводники.

Во-первых, ошибки сложнее обнаружить.

Когда обнаженный проводник выходит из строя, это обычно прямое короткое замыкание, которое создает видимую дугу и обрыв.

С покрытыми проводниками ситуация отличается: небольшой дефект, такой как отверстие или трещина в покрытии, может привести к ошибке высокого импеданса.Ток в этом типе неисправности недостаточно большой, чтобы запустить обычные устройства защиты от перенапряженияНеисправность может сохраняться в течение нескольких часов или даже дней, медленно ухудшаясь и в конечном итоге перерастая в более серьезную неисправность.

Во-вторых, повреждение скрыто покрытием.

Повреждения поверхности обнаженных проводников, коррозии, износа, сломанных нитей, могут быть обнаружены с помощью визуального осмотра.

Даже профессиональные проверки часто не обнаруживают коррозию внутри проводника, сломанные нитки или другие повреждения.Один анализ показал, что более 70% сбоев поля в покрытых проводниковых линиях связаны с повреждением изоляции из-за воздействия УФ, механического износа или контакта с животными, которые гораздо легче обнаружить и исправить на обнаженных проводниках.

В-третьих, риск пожара может быть выше.

Это противоречит интуиции: упавший крытый проводник, касающийся земли, может представлять больший пожарный риск, чем голый проводник.

Причина в том, что обнаженный проводник, заземленный, обычно производит заметную дугу и искры, которые на самом деле "предупреждают" близлежащих людей держаться подальше.Покрывающий слой покрытого проводника подавляет дугу, что делает его менее заметным, но разлом по-прежнему существует, и продолжающееся локальное нагревание может зажечь окружающую сухую растительность.

В 2018 году в Калифорнии произошел пожар, который привел к тому, что стальная проволока попала в контакт с живым 16 кВ крытым проводником при сильном ветре.Покрывающий слой не смог предотвратить дугу, в конечном итоге вызвав пожар, который сжег почти 97000 акров и уничтожил более 1600 зданий.

VI. Когда выбирать голые или покрытые проводники

Эта информация не предназначена для того, чтобы удержать вас от использования покрытых проводников.

Сценарии, в которых предпочтительнее использовать голые проводники:

Длинные высоковольтные воздушные линии электропередачи (69 кВ и выше)

Линии, которые легко обслуживать и проверять

Проекты с низкой стоимостью (более дешевые голые проводники)

Ситуации, когда прямые отключения электроэнергии допустимы в случае сбоя

Сценарии, в которых следует рассматривать покрытые проводники:

Зона с плотной растительностью и частыми повреждениями в контакте ветвей деревьев
Районы с высокой активностью дикой природы и высоким уровнем повреждений электрическим током
Критические линии электропередач с высокими требованиями к временной отказоустойчивости
Линии в зонах пожароопасности (требующие дополнительных защитных мер)

VII. Три основных инженерных напоминания

1. Покрытые проводники ≠ Изолированные проводники
Не предполагайте, что покрытые проводники могут быть непосредственно подвержены воздействию других объектов или закопаны под землей, как изолированные кабели..Для подлинной защиты изоляции выбирайте стандартные изоляционные проводники (такие какXLPEизолированные кабели).

2Покрытые проводники не должны уменьшать требования безопасности.

NESC прямо требует, чтобы покрытые проводники рассматривались как голые проводники с точки зрения безопасного разрешения.

3При использовании покрытых проводников необходимы соответствующие методы обнаружения.

Скрытые неисправности на покрытых проводниках представляют собой реальный риск.инфракрасная термоизоляцияВ противном случае дефекты могут медленно ухудшаться, не замечая, что в конечном итоге приведет к большим несчастным случаям.

VIII. Резюме
Основное различие между обнаженными проводниками и покрытыми проводниками заключается в том, имеет ли покрывающий слой номинальную диэлектрическую прочность.

Голые проводники зависят от воздухоизоляции; их способы отказов просты и прямы, что делает их легкими для обнаружения и обслуживания.

Покрытые проводники имеют тонкий диэлектрический слой, который может уменьшить временные неисправности, вызванные внешними факторами, но также может скрыть повреждения, скрыть неисправности и увеличить сложность обнаружения.

Изолированные проводники, с другой стороны, имеют полный класс изоляции и могут выдерживать определенное напряжение без повреждения.

Ключ к выбору решений заключается не в том, "что лучше", а в том, "что более подходит для ваших конкретных условий применения".

Если вы не уверены, следует ли использовать линию с обнаженными или закрытыми проводниками, сначала составьте следующие параметры: уровень напряжения, длина линии, среда коридора (плотность растительности,доступность дикой природы)Эта информация поможет вам сделать правильный выбор.