เคเบิลที่บรรจุน้ำมัน

คำนิยาม
สายเคเบิลที่บรรจุน้ำมันถูกกำหนดให้เป็นสายเคเบิลที่มีน้ำมันความหนืดต่ำที่ถูกดันภายใต้แรงดัน ไม่ว่าจะอยู่ภายในปลอกสายเคเบิลเองหรือในท่อที่บรรจุ ภายใต้สภาพการโหลดที่เปลี่ยนแปลงไป น้ำมันในสายเคเบิลจะเติมเต็มช่องว่างในกระดาษที่แช่น้ำมัน ในอดีต น้ำมันแร่ได้รับความนิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้ สารอะล์คิเลตเช่น เบนซีนเดซิลเชนเชิงเส้นและเบนซีนโนนิลเชนที่มีแขนงได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น เนื่องจากความหนืดต่ำและความสามารถในการดูดซับไอน้ำที่เกิดจากการเสื่อมสภาพของเซลลูโลส
สายเคเบิลที่บรรจุน้ำมันถูกใช้สำหรับการส่งกำลังไฟฟ้าระยะไกลหรือในสถานที่ที่สายเคเบิลอากาศไม่เหมาะสม เช่น ใต้น้ำ (เช่น ในทะเล) ในโรงไฟฟ้าพลังน้ำใต้ดิน หรือในสถานีไฟฟ้าที่มีอุปสรรคน้ำ

ข้อดีของสายเคเบิลที่บรรจุน้ำมัน

แรงดันภายในสายเคเบิลถูกรักษาไว้โดยการเชื่อมต่อท่อทางน้ำมันของสายเคเบิลกับถังน้ำมัน เพื่อรักษาแรงดัน ท่อทางน้ำมันถูกวางไว้ห่างจากแหล่งน้ำมัน แรงดันน้ำมันช่วยลดการเกิดช่องว่างในฉนวน เมื่อเทียบกับสายเคเบิลที่เป็นของแข็ง สายเคเบิลที่บรรจุน้ำมันมีข้อดีดังนี้:

• สามารถทนทานต่อความเครียดไฟฟ้าที่ทำงานได้มากกว่า

• มีอุณหภูมิการทำงานสูงขึ้นและมีกำลังการนำกระแสไฟฟ้าสูงขึ้น

• คุณภาพการแช่น้ำมันดีกว่าสายเคเบิลที่เป็นของแข็ง

• การแช่น้ำมันสามารถทำได้แม้หลังจากกระบวนการหุ้มฉนวนแล้ว

• การเกิดช่องว่างถูกกำจัด

• ขนาดเล็กกว่าสายเคเบิลที่บรรจุของแข็งเนื่องจากชั้นฉนวนที่บางกว่า

• สามารถตรวจพบข้อบกพร่องได้ง่ายผ่านการรั่วไหลของน้ำมัน

ประเภทของสายเคเบิลที่บรรจุน้ำมัน

สายเคเบิลที่บรรจุน้ำมันแบ่งออกเป็นสามประเภทหลัก:

• สายเคเบิลที่บรรจุน้ำมันแบบวงกลมที่มีระบบควบคุมตนเอง

• สายเคเบิลที่บรรจุน้ำมันแบบแบนที่มีระบบควบคุมตนเอง

• สายเคเบิลที่บรรจุน้ำมันแบบท่อ

• สายเคเบิลที่บรรจุน้ำมันแบบควบคุมตนเอง

สำหรับสายเคเบิลที่บรรจุน้ำมันแบบควบคุมตนเอง พื้นที่ภาคตัดขวางของตัวนำประมาณ 150 - 180 ตารางมิลลิเมตร และทำด้วยดีบุก ขนาดของท่อทางน้ำมันในสายเคเบิลเหล่านี้ประมาณ 12 มม. สายเคเบิลชนิดนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับแรงดันสูงสุด 110 - 220 กิโลโวลต์
ข้อดีของสายเคเบิลที่บรรจุน้ำมันแบบควบคุมตนเอง
เมื่อเทียบกับสายเคเบิลที่บรรจุน้ำมันอื่น ๆ สายเคเบิลที่บรรจุน้ำมันแบบควบคุมตนเองมีข้อดีดังนี้:

• การมีท่อทางน้ำมันช่วยให้มีขนาดตัวนำที่เล็กลง

• การติดตั้งง่าย

• ค่าใช้จ่ายต่ำลง

• แทนที่จะใช้ปั๊ม ใช้เฉพาะถังน้ำมันสำหรับการดำเนินงาน

• เนื่องจากข้อดีเหล่านี้ สายเคเบิลที่บรรจุน้ำมันแบบควบคุมตนเองถูกใช้อย่างแพร่หลาย

สายเคเบิลที่บรรจุน้ำมันแบบแบน

ในสายเคเบิลที่บรรจุน้ำมันแบบแบน แกนที่ฉนวนหุ้มสามแกนถูกจัดเรียงขนานกัน ไม่มีวัสดุกรอง แต่พื้นที่ถูกเติมด้วยน้ำมันภายใต้แรงดัน ด้านแบนของปลอกตะกั่วได้รับการเสริมด้วยแถบหรือวงแหวนโลหะแข็งและสายพัน วงแหวนสนับสนุนถูกทำให้มีร่องเพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นของสายเคเบิล

เมื่อสายเคเบิลถูกโหลด อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นทำให้น้ำมันขยายตัวและทำให้ด้านแบนของปลอกโค้งงอเล็กน้อย เมื่อโหลดลดลง น้ำมันจะหดตัวและวงแหวนที่ยืดหยุ่นจะลดการโค้งงอ ทำให้ลดการเกิดช่องว่างในฉนวนขณะเย็นลง

สายเคเบิลเหล่านี้มีท่อทางน้ำมันที่เต็มไปด้วยน้ำมัน น้ำมันถูกดันด้วยแรงดัน 180 kV/cm ในสายเคเบิลประเภทนี้ พื้นที่ว่างทั้งหมดระหว่างแกนถูกใช้สำหรับการไหลของน้ำมัน น้ำมันจะเติมเต็มพื้นที่ว่างภายในฉนวน ทำให้ความแข็งแรงของฉนวนเพิ่มขึ้น

ถังเก็บน้ำมันถูกวางอยู่ที่ระยะทางที่เหมาะสมตามเส้นทางของสายเคเบิลเพื่อรับการขยายและหดตัวทางความร้อน เมื่อสายเคเบิลถูกโหลด จะสร้างความร้อนทำให้น้ำมันถูกผลักออกจากสายเคเบิลเข้าสู่ถังเก็บน้ำมัน ตรงกันข้าม เมื่อโหลดลดลง น้ำมันจะไหลกลับเข้าสู่สายเคเบิล กลไกนี้ช่วยป้องกันการเกิดช่องว่างได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สายเคเบิลที่บรรจุน้ำมันแบบท่อ

สายเคเบิลที่บรรจุน้ำมันแบบท่อประกอบด้วยแกนที่ฉนวนหุ้มสามแกนที่ติดตั้งภายในท่อเหล็ก ท่อถูกเติมด้วยน้ำมันฉนวนที่รักษาแรงดันระหว่าง 1.38×10⁶ ถึง 1.725×10⁶ N/m² น้ำมันที่มีแรงดันสูงมีสองประโยชน์: ป้องกันการเกิดช่องว่างและช่วยในการกระจายความร้อนออกจากสายเคเบิล ควรทราบว่าในสายเคเบิลประเภทนี้ ท่อทางน้ำมันของตัวนำไม่จำเป็นต้องมี