Cele cabluri izolate cu gaz , de multe ori abreviate CIG sau GIL germană ( gasisoliert Leitung în limba germană), vom găsi , de asemenea, termenii linia izolate cu gaz , sunt tipuri de conductoare electrice utilizate pentru transmisia electrică ca cabluri electrice sau linii de înaltă tensiune. Tehnologia lor este derivată din cea a stațiilor electrice din carcasele metalice : un conductor este izolat de o carcasă metalică prin izolarea gazului, în general un amestec de azot (N 2 ) și hexafluorură de sulf (SF 6) . De asemenea, pot fi considerați ca cabluri coaxiale de înaltă tensiune.
Prima instalație comercială a fost proiectată și instalată de High Voltage Power Corporation în 1972 , împreună cu MIT . În 1975, Siemens a intrat și pe piață.
Un salt tehnologic a fost făcut în 2001 cu trecerea la tehnologia de a doua generație, adică un amestec de gaze în loc de SF pur. Primul proiect de acest tip este cel al Palexpo din Geneva .
CIG-urile au multe avantaje față de cabluri și linii:
Un curent foarte mare poate fi realizată printr - o instalație de acest tip, până la 5500 A .
Printre neajunsurile cablurilor izolate cu gaz: dimensiunea lor este mare, aspirarea lor este o operațiune complexă, timpul de reparație este lung și, în final, costul lor este ridicat. Alstom declară astfel că IGC-urile nu sunt destinate să concureze cu companiile aeriene de pretutindeni, ci, în principal din cauza costurilor lor, unde instalarea unei linii aeriene se dovedește a fi problematică.
Cablurile izolate cu gaz sunt potrivite pentru linii drepte, dar mai puțin pentru căile înfășurate. Raza minimă de curbură este de aproximativ 400 m .
Datorită caracteristicilor sale electrice, IGC-urile au nevoie de compensare electrică de la o lungime de aproximativ 100 km , care este mai mult decât pentru cabluri.
Carcasa exterioară și conductorul sunt din aluminiu. Între cei doi izolatori sau distanțieri din rășină epoxidică sunt dispuși în mod regulat pentru a menține conductorul în centrul tubului, în general există 3 dintre ei dispuși la 120 ° unul de celălalt. Gazul izolant este un amestec de 5 până la 20% din SF6 și restul de dinitrogen . Prima generație de CIG a folosit SF 6 pur ca gaz izolant, din motive de cost, a doua generație folosește acum acest amestec. Utilizarea azotului pur este imposibilă din punct de vedere industrial și economic. Întregul este la o presiune de 0,6 până la 2 MPa conform Cigré și 7 bari conform Siemens. Această presiune este comparabilă cu cea dintr-un GIS, adică la temperatura nominală. Pentru a garanta calitatea izolației electrice, suprafața interioară a tuburilor trebuie să fie foarte netedă. Capcanele pentru particule pot fi instalate în interiorul tubului, ele captează eficient particulele libere, ceea ce poate duce la șocuri electrice.
Secțiunile sunt livrate pe șantier și apoi sudate sau asamblate împreună cu garnituri inelare . Deținătorii de contacte permit conectarea conductorilor. CIG-urile pot fi instalate în aer pe suporturi, îngropate sau în teacă.
Automatizarea sudării țevilor ajută la prevenirea erorilor umane și astfel limitează riscul scurgerilor. Uscarea are loc apoi pentru a evacua umezeala care se acumulează în tot amplasamentul. Uscarea sub vid pare a fi o soluție adecvată. Tuburile, prezentate în secțiuni de 15 până la 20 de metri lungime, trebuie sudate la fața locului în magazii protejate împotriva prafului.
Tuburile trebuie să fie rezistente mecanic. Ei trebuie să reziste expansiunii tuburilor sub efectul temperaturii, presiunii interne a gazului, îndoirii datorate mișcărilor solului, presiunii externe cauzate de apă, cutremurului.
În plus, exteriorul tuburilor trebuie protejat împotriva coroziunii. Ca și în cazul conductelor de oțel, protecția catodică și acoperirea de protecție par a fi posibile. Cu toate acestea, potențialul necesar pentru protecția catodică a aluminiului este de aproximativ -2 V în loc de -0,8 pentru oțel, o tensiune la care apa este electrolizată. Prin urmare, numai recuperarea este posibilă pentru CIG-uri. În practică, poate fi utilizat un strat de epoxid urmat de un strat de polietilenă sau polipropilenă.
Ca și în cazul GIS, trebuie instalat un sistem de monitorizare a presiunii gazului. Citirea arcurilor electrice în interiorul compartimentelor izolate se realizează cu o fotocelulă conectată la detectoarele de arc prin intermediul fibrelor optice.
Durata lor de viață este de aproximativ 40 de ani.
Pentru o tensiune de 400 kV , diametrul unui cablu izolat cu gaz este de aproximativ 500 mm . IGC trifazate există, de asemenea, cu trei conductoare într-un singur tub, care este, prin urmare, mult mai larg.
Pentru a asigura starea lor, descărcările parțiale pot fi măsurate. Pentru măsurarea lor în timp ce instalația este în funcțiune, toate tehnicile convenționale sunt aplicabile teoretic. Cu toate acestea, numărul mare de cuplaje necesare pentru utilizarea tehnicilor de înaltă frecvență (UHF) fac ca aceste metode să nu fie practice. Undele electromagnetice cu frecvență foarte înaltă (VHF) suferă o atenuare mai mică și, prin urmare, sunt mai potrivite pentru IGC-uri lungi.
Lungimea totală a instalațiilor CIG diferă în funcție de surse. Astfel, AZZ vorbește despre un total instalat de 127 km . În timp ce Alstom, în 2010, a anunțat mai mult de 750 km , pentru tensiuni cuprinse între 72,5 și 1200 kV . CIG-urile sunt utilizate în prezent atunci când vine vorba de traversarea liniilor de înaltă tensiune existente, pentru evacuarea energiei electrice de la centralele electrice deoarece pot transporta multă energie în interior în puțini conductori, în centralele hidraulice în special, IGC-urile pot fi montate vertical ceea ce este util în acest caz, în cele din urmă pentru transportul de energie electrică în cazul în care o linie aeriană este în general inacceptabilă.
Mai jos sunt câteva proiecte remarcabile:
numele proiectului | Țară | an | Puterea aparentă (MVA) | tensiune nominală (kV) | lungime (m) | |
---|---|---|---|---|---|---|
Xiluodu | China | 2012 | 12.750 | |||
Jinping | China | 2011 | 3300 | |||
Verbung Hydro Power, PSW Limberg II | Austria | 2010 | 460 | |||
RWE Kelsterbach | Germania | 2009 | 5.400 | |||
PALEXPO Geneva | elvețian | 2001 | 800 | 230 | 2.560 | |
Swawek Ruacana | Namibia | 1976 | 800 | |||
Schluchseewerk AG Wehr | Germania | 1975 | 4000 | |||
CEPCO Shinmeika | Japonia | 1998 | 2850 | 275 | 3.250 | |
PP9 | Arabia Saudită | 2000 | 900 | 420 | 5.600 | |
Sai Noi | Tailanda | 2003 | 3800 | 550 | 1.200 | |
Hams Hall | Regatul Unit | 2003 | 2900 | 420 | 500 | |
Saudi Consolidated Electricity Co. | Arabia Saudită | 2000 | 800 | 21.000 | ||
Centrală electrică 8 | Arabia Saudită | 800 | 380 | |||
Centrală nucleară, Chinon | Franţa | nouăsprezece optzeci și unu | 1095 | 400 | 1000 | |
Centrala electrică din Betleem | Statele Unite | 2002 | 1905 | 550 | ||
Proiectul hidroelectric Revelstoke | Canada | 2015 | 3800 | 550 |
Producătorul ALSTOM raportează, pentru un CIG de 2.000 MVA, un cost total de 4,6 milioane de euro / km pentru îngroparea directă, inclusiv 1,4 milioane de euro / km numai pentru lucrările de inginerie civilă. RTE anunță cifre similare.
CIG-urile au foarte puține consecințe asupra mediului. Nu au impact vizual în afara capetelor lor, spre deosebire de liniile aeriene. Câmpul electric este slab, zgomotul este zero, nu există riscul de incendiu. Pe de altă parte, acestea sunt umplute cu SF6 , un gaz care contribuie puternic la efectul de seră . Cu toate acestea, experiența acumulată din instalațiile existente ne învață că aceste riscuri sunt de fapt foarte modeste pentru instalațiile din tuneluri și subterane. Avem feedback de experiență limitat pentru instalațiile îngropate, care sunt mai rare. În plus, la sfârșitul duratei sale de utilizare, gazul este recuperat și recondiționat. Această acțiune poate fi efectuată departe de zona afectată, reducând astfel riscurile legate de calitatea aerului. Amprenta lor este semnificativ mai mică decât cea a liniilor aeriene. De obicei, este nevoie de un coridor de 17 m lățime când conducta este instalată.
În plus, lucrările de instalare sunt destul de importante, este necesar să eliberați o față mobilă de 100 m lățime pe întregul traseu al CIG.