Конструкция кабеля кажется простой, на самом деле каждый его компонент имеет свое важное назначение, поэтому при изготовлении кабеля необходимо тщательно выбирать материал каждого компонента, чтобы обеспечить надежность кабеля, изготовленного из этих материалов, в процессе эксплуатации.
1. Материал проводника
Исторически в качестве проводников силовых кабелей использовались медь и алюминий. Натрий также был кратко опробован. Медь и алюминий обладают лучшей электропроводностью, а количество меди при передаче того же тока относительно меньше, поэтому внешний диаметр медного проводника меньше, чем у алюминиевого проводника. Цена алюминия значительно ниже меди. Кроме того, поскольку плотность меди больше, чем у алюминия, даже если допустимая нагрузка по току одинакова, поперечное сечение алюминиевого проводника больше, чем у медного проводника, но кабель с алюминиевым проводником все же легче, чем кабель с медным проводником. .
2. Изоляционные материалы
Существует множество изоляционных материалов, которые можно использовать в силовых кабелях среднего напряжения, включая технологически совершенные изоляционные материалы из пропитанной бумаги, которые успешно используются уже более 100 лет. Сегодня широкое распространение получила экструдированная полимерная изоляция. Экструдированные полимерные изоляционные материалы включают PE (LDPE и HDPE), XLPE, WTR-XLPE и EPR. Эти материалы являются термопластичными, а также термореактивными. Термопластические материалы деформируются при нагревании, а термореактивные материалы сохраняют свою форму при рабочих температурах.
2.1. Бумажная изоляция
В начале эксплуатации кабели с бумажной изоляцией несут лишь небольшую нагрузку и сравнительно хорошо обслуживаются. Тем не менее, опытные пользователи продолжают подвергать кабель все более и более высокой нагрузке, первоначальные условия использования больше не подходят для нужд текущего кабеля, поэтому первоначальный хороший опыт не может представлять собой будущую эксплуатацию кабеля, которая должна быть хорошей. . В последние годы кабели с бумажной изоляцией стали использовать редко.
2.2.ПВХ
ПВХ до сих пор используется в качестве изоляционного материала для низковольтных кабелей напряжением 1 кВ, а также является материалом оболочки. Однако применение ПВХ в изоляции кабеля быстро заменяется сшитым полиэтиленом, а применение в оболочке быстро заменяется линейным полиэтиленом низкой плотности (LLDPE), полиэтиленом средней плотности (MDPE) или полиэтиленом высокой плотности (HDPE), а также не -Кабели из ПВХ имеют более низкие затраты в течение жизненного цикла.
2.3. Полиэтилен (ПЭ)
Полиэтилен низкой плотности (LDPE) был разработан в 1930-х годах и в настоящее время используется в качестве базовой смолы для материалов из сшитого полиэтилена (XLPE) и водостойкого сшитого полиэтилена (WTR-XLPE). В термопластичном состоянии максимальная рабочая температура полиэтилена составляет 75°С, что ниже рабочей температуры кабелей с бумажной изоляцией (80~90°С). Эта проблема была решена с появлением сшитого полиэтилена (XLPE), который может соответствовать рабочей температуре кабелей с бумажной изоляцией или превышать ее.
2.4.Сшитый полиэтилен (XLPE)
Сшитый полиэтилен — это термореактивный материал, изготовленный путем смешивания полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) со сшивающим агентом (например, пероксидом).
Максимальная рабочая температура жилы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена составляет 90°С, испытание на перегрузку - до 140°С, а температура короткого замыкания может достигать 250°С. Сшитый полиэтилен обладает отличными диэлектрическими характеристиками и может использоваться в диапазоне напряжений. напряжением от 600В до 500кВ.
2.5. Водостойкое дерево. Сшитый полиэтилен (WTR-XLPE).
Явление водяного дерева сокращает срок службы кабеля из сшитого полиэтилена. Есть много способов уменьшить рост водяных деревьев, но один из наиболее распространенных — использование специально разработанных изоляционных материалов, предназначенных для подавления роста водяных деревьев, называемых водостойким полиэтиленом с поперечными связями деревьев WTR-XLPE.
2.6. Этиленпропиленовый каучук (ЭПР)
ЭПР представляет собой термореактивный материал, изготовленный из этилена, пропилена (иногда третьего мономера), а сополимер трех мономеров называется этилен-пропилен-диеновым каучуком (ЭПДМ). В широком диапазоне температур EPR всегда остается мягким и обладает хорошей стойкостью к коронному разряду. Однако диэлектрические потери материала EPR значительно выше, чем у сшитого полиэтилена и WTR-XLPE.
3. Процесс вулканизации изоляции.
Процесс сшивания специфичен для используемого полимера. Производство сшитых полимеров начинается с матричного полимера, а затем добавляются стабилизаторы и сшиватели для образования смеси. Процесс сшивания добавляет больше точек соединения в молекулярную структуру. После сшивания молекулярная цепь полимера остается эластичной, но не может быть полностью разорвана на жидкий расплав.
4. Экранирование проводников и изоляционные экранирующие материалы.
Полупроводящий экранирующий слой экструдируется на внешнюю поверхность проводника и изоляции для равномерного распределения электрического поля и удержания электрического поля в изолированной жиле кабеля. Этот материал содержит техническую сажу, позволяющую экранирующему слою кабеля достичь стабильной проводимости в требуемом диапазоне.
Время публикации: 12 апреля 2024 г.