Skuteczna realizacja projektów morskich elektrowni wiatrowych jest nierozerwalnie związana z niezawodnymi podmorskimi systemami kablowymi. Jako kluczowy kanał przesyłowy pomiędzy morskimi farmami wiatrowymi a lądem, kable podmorskie realizują ważne zadania przesyłania mocy i przesyłania sygnałów komunikacyjnych. W procesie produkcji kabli podmorskich jakość każdego połączenia musi być ściśle kontrolowana, aby zapewnić niezawodność i stabilność kabla podmorskiego. W artykule przedstawiono głównie podstawową konstrukcję i powszechnie stosowane materiały kabli podmorskich, a także kluczowe czynniki wpływające na jakość, na które należy zwrócić uwagę podczas procesu produkcji kabli podmorskich.
Kable podmorskie pełnią rolę zarówno „naczyń krwionośnych”, jak i „nerwów” w całej strukturze operacyjnej farmy wiatrowej. Znajdujące się w nich kable optyczne oprócz gromadzenia i przesyłania energii elektrycznej stanowią także kanały dla sygnałów komunikacyjnych farmy wiatrowej. Ze względu na długoterminową pracę w złożonych środowiskach podmorskich kable podmorskie mają wyższe wymagania niż kable lądowe pod względem przeciwzakłóceniowym i odporności na korozję. Aby zapewnić skuteczność blokowania wody, potrzebują przewodników blokujących wodę i buforujących warstw blokujących wodę. Asfalt jest potrzebny do ochrony przed korozją i hydroizolacji. Ogólne wymagania techniczne i wydajnościowe są wyższe.
Typowe kable podwodne obejmują kable podwodne z izolacją wytłaczaną, usieciowanego polietylenu (XLPE), kable podmorskie z owiniętą izolacją, wypełnione olejem i kable podwodne z izolacją lepką, impregnowaną papierem (MI). W ostatnich latach w krajowej morskiej energetyce wiatrowej powszechnie stosuje się kable podmorskie z izolacją wytłaczaną, usieciowanego polietylenu (XLPE).
Do kluczowych czynników wpływających na jakość kabli podmorskich zalicza się przede wszystkim: przewodnik, warstwę izolacyjną i warstwę ekranującą.
(1) Dyrygent
W kablach podmorskich jako przewodnik stosuje się zwykle drut miedziany. W procesie produkcyjnym musimy po pierwsze zapewnić jakość drutu miedzianego, a po drugie zadbać o technologię obróbki przewodnika, aby uniknąć zadziorów i uszkodzeń mechanicznych. Miedź z gorszego metalu lub miedź z recyklingu z większą ilością zanieczyszczeń zwiększy rezystancję, zwiększy straty, zmniejszy obciążalność prądową, spowoduje przegrzanie przewodnika i przyspieszy starzenie się izolacji, wpływając w ten sposób na żywotność kabla. Podczas procesu produkcji przewodnika mogą wystąpić defekty, takie jak zadziory i uszkodzenia mechaniczne, spowodowane uszkodzeniem matrycy ciągnącej i innymi siłami zewnętrznymi, które mogą łatwo doprowadzić do awarii wyładowczej i wpłynąć na normalne użytkowanie kabli podmorskich.
Dlatego też osoby nadzorujące produkcję powinny ściśle kontrolować surowce, z których wykonane są przewodniki oraz wzmocnić wykrywanie rezystancji przewodów prądu stałego podczas procesu produkcyjnego, aby uniknąć wystąpienia ukrytych zagrożeń.
(2) Warstwa izolacyjna
Warstwa izolacyjna kabli podmorskich jest zwykle wykonana z usieciowanego polietylenu (XLPE), który jest przetwarzany i formowany w wytłaczarce w celu zmniejszenia ryzyka upływu prądu i porażenia prądem. Jeśli nie ma kontroli procesu, grubość izolacji nie odpowiada normie, mimośród izolacji kabla podmorskiego przekracza normę lub warstwa izolacyjna zawiera zanieczyszczenia, grubość izolacji kabla podmorskiego stanie się cieńsza, możliwość odporność na wyładowania zmniejszy się i łatwo będzie wystąpić zjawisko przebicia warstwy izolacyjnej, co wpłynie na żywotność kabla.
Osoby nadzorujące produkcję powinny zwiększyć intensywność i częstotliwość kontroli online podczas procesu produkcyjnego, aby z wyprzedzeniem zapobiegać takim zagrożeniom jakościowym i wykrywać je w odpowiednim czasie.
(3) Warstwa ekranująca
Warstwa ekranująca kabla podmorskiego jest podzielona na wewnętrzną warstwę ekranującą i zewnętrzną warstwę ekranującą. Zwykle jest wykonany z półprzewodzącego związku PE, przetwarzany i formowany za pomocą wytłaczarki w celu wywarcia równomiernego pola elektrycznego na kabel podmorski. Jeśli ze względu na takie czynniki, jak sprzęt do wytłaczania, kontrola procesu i oszczędność surowców, grubość ekranu jest mniejsza niż wartość normy krajowej lub ekranowanie nie jest wystarczająco gładkie i okrągłe, efekt równomiernego pola elektrycznego zostanie osłabiony. Jeśli pole elektryczne jest silne lub nastąpi nietypowe wyładowanie, warstwa izolacyjna łatwo ulegnie zniszczeniu. Awaria wpływa na żywotność kabli podmorskich.
Osoby nadzorujące produkcję powinny wzmocnić przegląd dokumentów procesu, wzmocnić testy online i wyrywkowe inspekcje oraz nalegać, aby producenci wykonali dobrą robotę w zakresie konserwacji sprzętu przed rozpoczęciem produkcji.
Podczas procesu produkcji kabli podmorskich szczególną uwagę należy zwrócić na kluczowe czynniki jakości, takie jak przewodniki, warstwy izolacyjne i warstwy ekranujące. Podczas procesu nadzoru nad produkcją pracownicy muszą wzmocnić kontrolę jakości surowców, a także ścisłą kontrolę procesów produkcyjnych i gotowych produktów, aby zapewnić wysoką jakość i niezawodność każdego kabla podmorskiego oraz zapewnić stabilną pracę morskich farm wiatrowych farmy.