Öljyllä täytetyt kaapelit

Määritelmä
Öljyä täytetty kaapeli on kaapeli, jossa alhaisen viskositeetin öljyä ylläpidetään paineessa, joko kaapelin kuorissa itsessään tai sisältävässä putkessa. Kaikissa latausten vaihteluolosuhteissa öljy täyttää tyhjiöt öljyllä imuroitussa paperissa. Historiallisesti mineraalijyviä käytettiin usein, mutta viime aikoina alkylaattien, kuten lineaarisen deksylbenzeenin ja haarautuneen nonylbenzeenin, suosio on kasvanut. Tämä johtuu niiden matalasta viskositeetista ja kyvystä absorboida vesihiukkania, jotka vapautuvat selluloosan ikääntyessä.
Öljyä täytettyjä kaapeleita käytetään pitkiä matkoja sähkönsiirtoon tai paikoissa, joissa ilmakäyrät ovat epäkäytännöllisiä, kuten vesistöissä (esim. merissä), maanalaisissa vesivoimaloissa tai sähköasemissa, joissa on veden esteitä.

Öljyä täytettyjen kaapelien edut

Paineen säilyttäminen kaapelissa tapahtuu yhdistämällä kaapelin öljyputki öljynsäiliöön. Paineen ylläpitämiseksi öljyputki asetetaan etäisyydelle öljynsäiliöstä. Öljyn paine estää tyhjiöiden muodostumista eristäjässä. Verrattuna kiinteisiin kaapeleihin, öljyä täytetyillä kaapeleilla on seuraavat edut:

• Ne kestävät suurempaa toimintadielektrista stressiä.

• Niillä on korkeampi toiminnallinen lämpötila ja suurempi virranjohtokyky.

• Näiden imurointilaatu on parempi kuin kiinteiden kaapelien.

• Imurointi voidaan suorittaa myös kuorintaprosessin jälkeen.

• Tyhjiöiden muodostuminen poistetaan.

• Niiden koko on pienempi kuin kiinteästi täytettyjen kaapelien, koska niillä on ohuempi dielektrinen kerros.

• Vianmääritys on helpompaa öljyn vuodon avulla.

Öljyä täytettyjen kaapelien tyypit

Öljyä täytettyjä kaapeleja luokitellaan pääasiassa kolmeen tyyppiin:

• Itsepalveleva pyöreä öljykaapeli

• Itsepalveleva levittävä kaapeli

• Putkikaapeli

• Itsepalveleva öljyä täytetty kaapeli

Itsepalvelevissa öljyä täytetyissä kaapeleissa johtimen poikkileikkausala on noin 150–180 neliömillimetriä ja ne valmistetaan tinasta. Tällaisten kaapelien öljyputkien halkaisija on noin 12 mm. Tämäntyyppiset kaapelit käytetään pääasiassa enintään 110–220 kV:n jännitteisiin.
Itsepalvelevien öljyä täytettyjen kaapelien edut
Muita öljyä täytettyjä kaapeleja verrattuna itsepalvelevilla öljyä täytetyillä kaapeleilla on seuraavat edut:

• Öljyputkien olemassaolo mahdollistaa pienemmän johtimen koon.

• Asennus on suoraviivaista.

• Kustannukset ovat alhaisempia.

• Toimintaan tarvitaan vain öljynsäiliöitä, ei pumppeja.

• Näiden etujen ansiosta itsepalvelevia öljyä täytettyjä kaapeleita käytetään laajasti.

Levittävä öljyä täytetty kaapeli

Levittävissä öljyä täytetyissä kaapeleissa kolme eristettyä ydinasetetta on asetettu vaakasuunnassa vierekkäin. Eristevä materiaali puuttuu, ja sen sijaan tila on täytetty paineessa olevalla öljyllä. Leveiden lyödyshalkojen sivut on vahvistettu kovilla metallilevyillä tai -nauhoilla ja kierroksilla. Tukena toimivat nauhot on rypistetty parantaakseen kaapelin joustavuutta.

Kun kaapeli on ladattu, sen lämpötila nousee, mikä aiheuttaa öljyn laajentumisen ja lyödyshalkojen leveiden sivujen lievän muotoilun. Kun lataus vähenee, öljy tiivistyy, ja joustavat tukena toimivat nauhot vähentävät taipumia. Tämä vähentää tyhjiöiden muodostumista eristäjässä jähmetessä.

Nämä kaapelit sisältävät öljyputkit, jotka on täysin täytetty öljyllä. Öljyä ylläpidetään paineessa, joka on 180 kV/cm. Tässä kaapelityypissä kaikki vapaana oleva tila ytimien välillä on käytettävissä öljyn virtaukselle. Öljy täyttää vapaat tilat eristyksessä, mikä parantaa eristyksen vahvuutta.

Öljynsäiliöt on asetettu sopivia välia vastaavasti kaapelin reitin varrella termisen laajenemisen ja tiivistymisen huomioon ottamiseksi. Kun kaapeli on ladattu, siitä syttyy lämpöä, mikä ajaa öljyn kaapelista öljynsäiliöihin. Vastavasti, kun lataus vähenee, öljy liikkuu takaisin kaapeliin. Tämä mekanismi estää tehokkaasti tyhjiöiden muodostumisen.

Putkityyppiset öljyä täytetyt kaapelit

Putkityyppinen öljyä täytetty kaapeli koostuu kolmesta yksittäisestä paperieristetystä ruudukoytimistä, jotka on asennettu teräsputkiin. Putki on täytetty eristysöljyllä, joka ylläpidetään 1,38×10⁶–1,725×10⁶ N/m² paineessa. Korkean paineen öljyllä on kaksinaismainen tehtävä: se estää tyhjiöiden muodostumisen ja auttaa kaapelista lämpöä levittämässä. Huomattavaa on, että tässä kaapelityypissä johtimen öljyputkea ei tarvita.