Что такое подземный кабель?

Представьте себе все эти запутанные провода, которые раньше висели над нашими улицами. А теперь представьте себе мир, где электричество безопасно перемещается, спрятанное прямо у нас под ногами! Вот в чём удивительная работа подземных кабелей . Эти кабели — словно тайные пути для энергии, обеспечивающие дома, школы и фабрики электричеством каждый день.

Зачем мы прокладываем их под землёй? Что ж, воздушные провода могут оборваться во время сильных штормов или выглядеть довольно уродливо, паря над нашими городами. Подземные кабели защищают от непогоды, такой как ветер, дождь и молнии, и делают наши города гораздо красивее! Но вот в чём загвоздка: их прокладка и ремонт в случае поломки стоят гораздо дороже.

В этом руководстве мы подробно разберёмся в этом вопросе. Мы узнаем о различных типах подземных кабелей, из чего они сделаны, как они сохраняют тепло, как инженеры прокладывают их под землей, как их монтируют и что нам нужно помнить о нашей планете.

Как мы сортируем подземные кабели

Инженеры используют хитрые способы группировки кабелей, почти как сортируют книги в библиотеке. Это помогает им выбирать именно тот кабель, который нужен для каждой задачи. Мы рассмотрим три основных способа.

По количеству проводов внутри

Давайте сначала подумаем о сердце кабеля — о проводах, по которым идёт электричество. Сколько основных проводов в кабеле?

• Одножильные кабели: Представьте себе кабель с одним основным проводом внутри. Это одножильный кабель! Они словно сверхскоростная однополосная дорога на шоссе, отлично подходящая для передачи больших объемов энергии. Например, их используют для соединения мощных электроприборов или передачи электроэнергии на большие расстояния. В чем их преимущество? Они не слишком тяжелые и легко гнутся, но помните: они передают только один основной ток.
• Трёхжильные кабели: Представьте себе три основных провода, соединённых вместе в один прочный кабель. Это трёхжильный кабель. Почему три? Потому что большинство наших крупных электрических систем (например, на заводах или в целых районах) лучше всего работают с трёхфазной системой питания, которая очень эффективна. Такие кабели прочнее и аккуратнее, чем три отдельных провода. Они как три полосы на одной трассе, работающие вместе!
• Многожильные кабели: Что делать, если вам нужно ещё больше отдельных соединений? Многожильные кабели содержат четыре или даже больше основных проводов . Они используются, когда нужно управлять множеством различных устройств одновременно в сложной электрической системе. Это как целая секретная сеть путей внутри одного кабеля!

  По силе электричества (номинальному напряжению)

  Затем инженеры сортируют кабели по силе тока (то, что мы называем напряжением ). Это как сравнить небольшой садовый шланг с гигантским пожарным шлангом: оба пропускают воду, но с совершенно разной силой!

  • Кабели низкого напряжения (LV): эти кабели передают электричество напряжением до 1 кВ. Они повсюду! Вы найдете их дома, в школе и магазинах, они питают освещение, компьютеры и повседневные нужды. Именно эти кабели чаще всего встречаются в городах.
  • Кабели среднего напряжения (MV): Они прочнее! Они работают с электричеством напряжением от 1 до 35 кВ. Они подобны магистралям, соединяющим крупные электростанции с крупными зданиями или промышленными зонами. Они — важнейшее звено нашей энергосети.
  • Высоковольтные кабели: это настоящие гиганты! Они передают электричество напряжением от 35 кВ, а иногда и до сотен тысяч вольт! Высоковольтные кабели — это словно супермагистрали, передающие огромные объёмы электроэнергии на очень большие расстояния от места её производства (например, крупной электростанции) до крупных городов.

  По тому, как они попадают в землю

  И наконец, как инженеры на самом деле прокладывают эти кабели под землей? Существуют разные способы, и у каждого есть свои плюсы и минусы.

  • Прямая прокладка кабелей: это самый простой способ. Инженеры роют траншею, укладывают кабель прямо в землю и засыпают его. После того, как кабель закопан, его совсем не видно, что очень удобно для внешнего вида! Так дешевле. Но есть одна загвоздка: если кабель позже оборвался, найти точное место обрыва — всё равно что искать иголку в стоге сена, а выкапывать его — целая куча работы.
  • Монтаж желобов: Представьте себе, что вы прокладываете кабели внутри длинного бетонного короба, установленного на земле. Это монтаж желобов. Эти кабели видны и легкодоступны, поэтому проверить или починить их несложно. Это отличный вариант, если вы думаете, что позже вам понадобится добавить дополнительные кабели.
  • Прокладка туннелей: Для действительно крупных проектов, например, для прокладки электроэнергии под рекой или через центр большого города, инженеры иногда строят настоящие подземные туннели только для кабелей! Поначалу это требует огромных затрат. Но после завершения строительства проверять, чинить или добавлять кабели внутри становится гораздо проще. Это как собственный подземный путь для подачи электроэнергии, что очень здорово!

  Из чего сделаны подземные кабели?

  Представьте себе подземный кабель как очень прочную луковицу, состоящую из множества слоёв. Каждый слой выполняет важнейшую функцию: обеспечивает безопасную передачу электроэнергии и долгий срок службы кабеля под землёй.

  • Жилы или проводники: это самый центр, двигатель, основная часть, которая фактически проводит электричество. Обычно они сделаны из множества тонких медных или алюминиевых проводов, скрученных вместе. Почему именно скрученных? Потому что это делает кабель гибким, и его легче прокладывать! Иногда медные провода покрывают тонким слоем олова, похожим на серебро, для лучшего контакта и защиты от ржавчины.
  • Изоляционный слой: Этот слой — важнейшая защитная оболочка вокруг каждого провода. Он изготовлен из специального пластика или резины. Его задача? Предотвращать утечку электричества (это называется утечкой тока!) и не допускать соприкосновения проводов, которое может привести к короткому замыканию или даже пожару. Чем толще этот слой, тем сильнее электричество он может безопасно удерживать.
  • Металлическая оболочка: поверх изоляции находится прочное металлическое покрытие, обычно из свинца или алюминия. Этот слой служит своего рода броней кабеля! Он предотвращает проникновение воды, газов и токсичных химикатов из почвы к важным внутренним частям кабеля. Этот металлический экран жизненно важен для обеспечения многолетней службы кабеля в его скрытом подземном убежище.
  • Подложка: Прямо поверх металлического экрана находится мягкий слой, часто из прочной ткани, например, джута. Каково его предназначение? Он просто защищает металлический экран от царапин и сдавливания при добавлении следующего, более прочного слоя. Его можно рассматривать как защитную подкладку.
  • Броня: именно здесь кабель приобретает свою сверхпрочность! Она состоит из одного или двух слоёв прочной стальной проволоки или ленты, обёрнутых вокруг кабеля. Этот слой защищает кабель от физических повреждений, например, если что-то острое случайно заденет его во время прокладки или если кто-то позже будет копать рядом с ним. Некоторым кабелям этот слой не нужен, если они находятся в очень безопасном месте.
  • Обвязка: Наконец, самый внешний слой, часто также сделанный из джута. Эта «обвязка» похожа на внешнюю оболочку троса. Она защищает прочную стальную броню от ржавчины и воздействия погодных условий. Это последняя линия обороны!

  Современные изоляционные материалы

  • Сшитый полиэтилен (XLPE): Этот материал — настоящий супергерой среди изоляционных материалов! Он отлично выдерживает высокие температуры, хорошо смешивается с химикатами и отлично защищает от проникновения воды. Это делает его идеальным для мощных кабелей. XLPE также может работать в условиях гораздо более высоких температур, а значит, кабели с этим материалом могут проводить ещё больше электричества!
  • Этиленпропиленовый каучук (ЭПР): вот ещё один фантастический вариант! ЭПР невероятно гибкий и отлично справляется с большими перепадами температур. Поэтому, будь то невыносимая жара летом или сильный мороз зимой, кабели из ЭПР будут работать безупречно. Это просто новинка для мест с суровой погодой!

  Благодаря этим усовершенствованным пластиковым изоляторам кабели служат гораздо дольше, требуют меньше ремонта и работают гораздо лучше, чем старые материалы. Это как пересесть со старой медленной машины на совершенно новый, сверхбыстрый спортивный автомобиль, работающий на электричестве!

  Заключение

  Итак, что же мы узнали об этих удивительных, скрытых под землей кабелях? Это невероятно умный и важный способ обеспечения всех нас электроэнергией. Они украшают наши города, защищают электросети от сильных штормов и гораздо, гораздо безопаснее для людей. Это фантастическое решение!

  Да, их установка стоит дороже, и их сложнее ремонтировать, если что-то выйдет из строя. Но инженеры придумали хитрые способы их группировки (по количеству проводов, мощности питания и способу установки), а новые материалы, такие как сшитый полиэтилен (XLPE) и этиленпропиленовый каучук (EPR), делают их прочнее и служат дольше, чем когда-либо прежде.

  Самое важное для инженеров — это борьба с жарой. Избыток тепла может привести к серьёзным проблемам! Поэтому им всегда приходится учитывать тип почвы вокруг кабеля, глубину его залегания и количество кабелей, сгруппированных вместе. Эти факторы — основа безопасности нашей электроэнергии.

  Поскольку всё больше городов по всему миру решают спрятать свои линии электропередач ради более безопасного и красивого будущего, нам необходимо продолжать учиться. Мы должны продолжать изучать, как эти кабели влияют на нашу Землю в долгосрочной перспективе. Таким образом, мы сможем продолжать совершенствоваться и гарантировать, что наше энергетическое будущее будет безопасным как для нас, так и для нашей планеты. Это большая работа, но над ней ежедневно трудятся преданные своему делу люди!