Конструкція кабелю здається простою, насправді кожен його компонент має своє важливе призначення, тому при виготовленні кабелю необхідно ретельно підбирати матеріал кожного компонента, щоб забезпечити надійність кабелю з цих матеріалів під час експлуатації.
1. Матеріал провідника
Історично матеріалами, що використовувалися для провідників силового кабелю, були мідь і алюміній. Натрій також коротко спробували. Мідь і алюміній мають кращу електропровідність, і кількість міді порівняно менша при пропусканні того самого струму, тому зовнішній діаметр мідного провідника менший, ніж діаметр алюмінієвого провідника. Ціна алюмінію значно нижча, ніж міді. Крім того, оскільки щільність міді більша, ніж у алюмінію, навіть якщо пропускна здатність по струму однакова, поперечний переріз алюмінієвого провідника більший, ніж у мідного провідника, але алюмінієвий провідник все одно легший за мідний провідник. .
2. Ізоляційні матеріали
Існує багато ізоляційних матеріалів, які можуть використовуватись у силових кабелях середньої напруги, включаючи технологічно зрілі просочені паперові ізоляційні матеріали, які успішно використовуються більше 100 років. Сьогодні екструдований полімерний утеплювач отримав широке поширення. Екструдовані полімерні ізоляційні матеріали включають PE (LDPE і HDPE), XLPE, WTR-XLPE і EPR. Ці матеріали є термопластичними, а також термореактивними. Термопластичні матеріали деформуються при нагріванні, а реактопласти зберігають форму при робочих температурах.
2.1. Паперова ізоляція
На початку експлуатації кабелі з паперовою ізоляцією несуть невелике навантаження і відносно добре експлуатуються. Однак досвідчені користувачі продовжують створювати кабель, що несе все більше і більше високе навантаження, початкові умови використання більше не підходять для потреб поточного кабелю, тоді оригінальний хороший досвід не може представляти майбутню роботу кабелю має бути хорошою . В останні роки кабелі з паперовою ізоляцією використовуються рідко.
2.2.ПВХ
ПВХ все ще використовується як ізоляційний матеріал для кабелів низької напруги 1 кВ, а також є матеріалом для оболонки. Однак застосування ПВХ в ізоляції кабелів швидко замінюється XLPE, а застосування в оболонці швидко замінюється лінійним поліетиленом низької щільності (LLDPE), поліетиленом середньої щільності (MDPE) або поліетиленом високої щільності (HDPE) і не -Кабелі з ПВХ мають нижчу вартість життєвого циклу.
2.3. Поліетилен (PE)
Поліетилен низької щільності (LDPE) був розроблений у 1930-х роках і зараз використовується як базова смола для матеріалів із зшитого поліетилену (XLPE) і водостійкого деревного зшитого поліетилену (WTR-XLPE). У термопластичному стані максимальна робоча температура поліетилену становить 75 °C, що нижче робочої температури кабелів з паперовою ізоляцією (80~90 °C). Ця проблема була вирішена з появою зшитого поліетилену (XLPE), який може відповідати або перевищувати робочу температуру кабелів з паперовою ізоляцією.
2.4.Зшитий поліетилен (XLPE)
XLPE — це термореактивний матеріал, виготовлений шляхом змішування поліетилену низької щільності (LDPE) із зшиваючим агентом (наприклад, перекисом).
Максимальна робоча температура провідника кабелю з ізольованим поліетиленом становить 90 ° C, випробування на перевантаження - до 140 ° C, а температура короткого замикання може досягати 250 ° C. XLPE має відмінні діелектричні характеристики і може використовуватися в діапазоні напруг від 600В до 500кВ.
2.5. Водостійкий деревний зшитий поліетилен (WTR-XLPE)
Феномен водяного дерева зменшує термін служби кабелю з зшитого поліетилену. Існує багато способів зменшити ріст водяних дерев, але одним із найбільш прийнятних є використання спеціально розроблених ізоляційних матеріалів, призначених для пригнічення росту водних дерев, які називаються водостійким деревом зшитого поліетилену WTR-XLPE.
2.6. Етиленпропіленовий каучук (EPR)
EPR — це термореактивний матеріал, виготовлений з етилену, пропілену (іноді третього мономеру), а сополімер трьох мономерів називається етиленпропілендієновим каучуком (EPDM). У широкому діапазоні температур EPR завжди залишається м’яким і має гарну стійкість до коронного розряду. Однак діелектричні втрати матеріалу EPR значно вищі, ніж у XLPE та WTR-XLPE.
3. Процес вулканізації ізоляції
Процес зшивання є специфічним для використовуваного полімеру. Виробництво зшитих полімерів починається з матричного полімеру, а потім для утворення суміші додаються стабілізатори та зшивачі. Процес зшивання додає більше точок з’єднання до молекулярної структури. Після зшивання полімерний молекулярний ланцюг залишається еластичним, але не може бути повністю розірваний на рідкий розплав.
4. Екранування провідників та ізоляційні екрануючі матеріали
Напівпровідниковий екрануючий шар екструдований на зовнішній поверхні провідника та ізоляції, щоб вирівняти електричне поле та утримувати електричне поле в ізольованій жилі кабелю. Цей матеріал містить технічний вуглецевий матеріал, щоб екрануючий шар кабелю міг досягти стабільної провідності в необхідному діапазоні.
Час публікації: 12 квітня 2024 р