Structura cablului pare simplă, de fapt, fiecare componentă a acestuia are propriul său scop important, așa că materialul fiecărui component trebuie selectat cu atenție la fabricarea cablului, astfel încât să se asigure fiabilitatea cablului realizat din aceste materiale în timpul funcționării.
1. Materialul conductor
Din punct de vedere istoric, materialele utilizate pentru conductorii cablurilor de alimentare au fost cuprul și aluminiul. Și sodiul a fost testat pentru scurt timp. Cuprul și aluminiul au o conductivitate electrică mai bună, iar cantitatea de cupru este relativ mai mică atunci când se transmite același curent, astfel încât diametrul exterior al conductorului de cupru este mai mic decât cel al conductorului de aluminiu. Prețul aluminiului este semnificativ mai mic decât cel al cuprului. În plus, deoarece densitatea cuprului este mai mare decât cea a aluminiului, chiar dacă capacitatea de transport a curentului este aceeași, secțiunea transversală a conductorului de aluminiu este mai mare decât cea a conductorului de cupru, dar cablul conductor de aluminiu este totuși mai ușor decât cablul conductor de cupru.
2. Materiale izolatoare
Există numeroase materiale izolatoare pe care cablurile de energie de medie tensiune le pot utiliza, inclusiv materiale izolatoare din hârtie impregnată, mature din punct de vedere tehnologic, care sunt utilizate cu succes de peste 100 de ani. Astăzi, izolația polimerică extrudată este larg acceptată. Materialele izolatoare polimerice extrudate includ PE (LDPE și HDPE), XLPE, WTR-XLPE și EPR. Aceste materiale sunt termoplastice, precum și termorezistente. Materialele termoplastice se deformează la încălzire, în timp ce materialele termorezistente își păstrează forma la temperaturile de funcționare.
2.1. Izolație din hârtie
La începutul funcționării lor, cablurile cu izolație de hârtie suportă doar o sarcină mică și sunt relativ bine întreținute. Cu toate acestea, utilizatorii avansați continuă să utilizeze cablurile pentru a transporta sarcini din ce în ce mai mari, condițiile inițiale de utilizare nemaifiind adecvate nevoilor cablului actual, iar experiența inițială bună nu mai poate reprezenta o funcționare viitoare bună a cablului. În ultimii ani, cablurile cu izolație de hârtie au fost rareori utilizate.
2.2.PVC
PVC-ul este încă utilizat ca material izolant pentru cablurile de joasă tensiune de 1kV și este, de asemenea, un material de înveliș. Cu toate acestea, aplicarea PVC-ului în izolația cablurilor este rapid înlocuită de XLPE, iar aplicarea în înveliș este rapid înlocuită de polietilenă liniară de joasă densitate (LLDPE), polietilenă de densitate medie (MDPE) sau polietilenă de înaltă densitate (HDPE), iar cablurile non-PVC au costuri de ciclu de viață mai mici.
2.3. Polietilenă (PE)
Polietilena de joasă densitate (LDPE) a fost dezvoltată în anii 1930 și este utilizată acum ca rășină de bază pentru polietilenă reticulată (XLPE) și materiale din polietilenă reticulată rezistentă la apă (WTR-XLPE). În stare termoplastică, temperatura maximă de funcționare a polietilenei este de 75 °C, care este mai mică decât temperatura de funcționare a cablurilor izolate cu hârtie (80~90 °C). Această problemă a fost rezolvată odată cu apariția polietilenei reticulate (XLPE), care poate atinge sau depăși temperatura de funcționare a cablurilor izolate cu hârtie.
2.4.Polietilenă reticulată (XLPE)
XLPE este un material termorezistent obținut prin amestecarea polietilenei de joasă densitate (LDPE) cu un agent de reticulare (cum ar fi peroxidul).
Temperatura maximă de funcționare a conductorului cablului izolat XLPE este de 90 °C, testul de suprasarcină este de până la 140 °C, iar temperatura de scurtcircuit poate ajunge la 250 °C. XLPE are caracteristici dielectrice excelente și poate fi utilizat în intervalul de tensiune de la 600V la 500kV.
2.5. Polietilenă reticulată rezistentă la apă (WTR-XLPE)
Fenomenul de creștere a arborilor de apă va reduce durata de viață a cablului XLPE. Există multe modalități de a reduce creșterea arborilor de apă, dar una dintre cele mai frecvent acceptate este utilizarea de materiale de izolație special concepute pentru a inhiba creșterea arborilor de apă, numite polietilenă reticulată rezistentă la apă (WTR-XLPE).
2.6. Cauciuc etilen propilenic (EPR)
EPR este un material termorezistent fabricat din etilenă, propilenă (uneori un al treilea monomer), iar copolimerul celor trei monomeri se numește cauciuc etilenă-propilen-dienă (EPDM). Pe o gamă largă de temperaturi, EPR rămâne întotdeauna moale și are o bună rezistență la coroziune. Cu toate acestea, pierderea dielectrică a materialului EPR este semnificativ mai mare decât cea a XLPE și WTR-XLPE.
3. Procesul de vulcanizare a izolației
Procesul de reticulare este specific polimerului utilizat. Fabricarea polimerilor reticulați începe cu un polimer matriceal, apoi se adaugă stabilizatori și agenți de reticulare pentru a forma un amestec. Procesul de reticulare adaugă mai multe puncte de conexiune structurii moleculare. Odată reticulat, lanțul molecular al polimerului rămâne elastic, dar nu poate fi complet separat într-o topitură fluidă.
4. Materiale de ecranare a conductorilor și materiale de ecranare izolatoare
Stratul de ecranare semiconductor este extrudat pe suprafața exterioară a conductorului și a izolației pentru a uniformiza câmpul electric și a-l conține în miezul izolat al cablului. Acest material conține un material de negru de fum de calitate inginerească pentru a permite stratului de ecranare al cablului să atingă o conductivitate stabilă în intervalul necesar.
Data publicării: 12 aprilie 2024