Kaapelin rakenne vaikuttaa yksinkertaiselta, itse asiassa jokaisella sen komponentilla on oma tärkeä käyttötarkoituksensa, joten jokaisen komponentin materiaali on valittava huolellisesti kaapelia valmistettaessa, jotta varmistetaan näistä materiaaleista valmistetun kaapelin luotettavuus käytön aikana.
1. Johdinmateriaali
Historiallisesti tehokaapelin johtimissa käytetyt materiaalit olivat kuparia ja alumiinia. Natriumia kokeiltiin myös lyhyesti. Kuparilla ja alumiinilla on parempi sähkönjohtavuus, ja kuparin määrä on suhteellisesti pienempi samaa virtaa siirrettäessä, joten kuparijohtimen ulkohalkaisija on pienempi kuin alumiinijohtimen. Alumiinin hinta on huomattavasti alhaisempi kuin kuparin. Lisäksi, koska kuparin tiheys on suurempi kuin alumiinin, vaikka virrankantokyky olisi sama, alumiinijohtimen poikkileikkaus on suurempi kuin kuparijohtimen, mutta alumiinijohdinkaapeli on silti kevyempi kuin kuparijohdin. .
2. Eristysmateriaalit
MV-voimakaapeleissa voidaan käyttää monia eristysmateriaaleja, mukaan lukien teknologisesti kypsät kyllästetyt paperieristemateriaalit, joita on käytetty menestyksekkäästi yli 100 vuoden ajan. Nykyään suulakepuristettu polymeerieristys on laajalti hyväksytty. Ekstrudoituja polymeerieristemateriaaleja ovat PE (LDPE ja HDPE), XLPE, WTR-XLPE ja EPR. Nämä materiaalit ovat kestomuovia sekä lämpökovettuvia. Termoplastiset materiaalit deformoituvat kuumennettaessa, kun taas kertamuovimateriaalit säilyttävät muotonsa käyttölämpötiloissa.
2.1. Paperinen eristys
Paperieristetyt kaapelit kantavat käytön alussa vain pienen kuorman ja ovat suhteellisen hyvässä kunnossa. Kuitenkin tehokäyttäjät jatkavat kaapelin tekemistä, joka kantaa yhä enemmän kuormitusta, alkuperäiset käyttöolosuhteet eivät enää sovellu nykyisen kaapelin tarpeisiin, niin alkuperäinen hyvä kokemus ei voi edustaa kaapelin tulevaa toimintaa. . Viime vuosina paperieristettyjä kaapeleita on käytetty harvoin.
2.2.PVC
PVC:tä käytetään edelleen pienjännitteisten 1kV kaapeleiden eristemateriaalina ja se on myös vaippamateriaali. PVC:n käyttö kaapelin eristykseen on kuitenkin nopeasti korvattu XLPE:llä, ja vaippakäyttö korvataan nopeasti lineaarisella matalatiheyksisellä polyeteenillä (LLDPE), keskitiheyksisellä polyeteenillä (MDPE) tai korkeatiheyksisellä polyeteenillä (HDPE) ja ei -PVC-kaapeleiden elinkaarikustannukset ovat alhaisemmat.
2.3. Polyeteeni (PE)
Pienitiheyksinen polyeteeni (LDPE) kehitettiin 1930-luvulla, ja sitä käytetään nykyään pohjahartsina silloitettuihin polyeteeneihin (XLPE) ja vettä hylkiviin puusilloitettuihin polyeteenimateriaaleihin (WTR-XLPE). Kestomuovisessa tilassa polyeteenin suurin käyttölämpötila on 75 ° C, mikä on alhaisempi kuin paperieristeisten kaapelien käyttölämpötila (80–90 ° C). Tämä ongelma on ratkaistu silloitetun polyeteenin (XLPE) myötä, joka voi täyttää tai ylittää paperieristeisten kaapelien käyttölämpötilan.
2.4.Silloitettu polyeteeni (XLPE)
XLPE on lämpökovettuva materiaali, joka on valmistettu sekoittamalla matalatiheyksistä polyeteeniä (LDPE) silloitusaineen (kuten peroksidin) kanssa.
XLPE-eristetyn kaapelin suurin johtimen käyttölämpötila on 90 °C, ylikuormitustesti jopa 140 °C ja oikosulkulämpötila voi olla 250 °C. XLPE:llä on erinomaiset dielektriset ominaisuudet ja sitä voidaan käyttää jännitealueella 600V - 500kV.
2.5. Vedenkestävä puu, silloitettu polyeteeni (WTR-XLPE)
Vesipuu-ilmiö lyhentää XLPE-kaapelin käyttöikää. On monia tapoja vähentää vesipuiden kasvua, mutta yksi yleisimmin hyväksytyistä on käyttää erityisesti suunniteltuja eristemateriaaleja, jotka on suunniteltu estämään vesipuiden kasvua, nimeltään vedenkestävä puiden silloitettu polyeteeni WTR-XLPE.
2.6. Eteenipropeenikumi (EPR)
EPR on lämpökovettuva materiaali, joka on valmistettu eteenistä, propeenista (joskus kolmas monomeeri), ja näiden kolmen monomeerin kopolymeeriä kutsutaan etyleenipropyleenidieenikumiksi (EPDM). Laajalla lämpötila-alueella EPR pysyy aina pehmeänä ja sillä on hyvä koronankesto. EPR-materiaalin dielektrinen häviö on kuitenkin huomattavasti suurempi kuin XLPE:n ja WTR-XLPE:n.
3. Eristyksen vulkanointiprosessi
Silloitusprosessi on spesifinen käytetylle polymeerille. Silloitettujen polymeerien valmistus aloitetaan matriisipolymeerillä ja sitten lisätään stabilisaattoreita ja silloitusaineita seoksen muodostamiseksi. Silloitusprosessi lisää liitoskohtia molekyylirakenteeseen. Kun polymeerin molekyyliketju on silloitettu, se pysyy elastisena, mutta sitä ei voida katkaista kokonaan nestemäiseksi sulaksi.
4. Johdinsuojaus ja eristävät suojamateriaalit
Puolijohtava suojakerros puristetaan johtimen ja eristeen ulkopinnalle tasaamaan sähkökenttä ja pitämään sähkökenttä kaapelin eristetyssä sydämessä. Tämä materiaali sisältää teknistä hiilimustamateriaalia, jotta kaapelin suojakerros saavuttaa vakaan johtavuuden vaaditulla alueella.
Postitusaika: 12.4.2024