Структура кабеля здаецца простай, на самой справе кожны яго кампанент мае сваё важнае прызначэнне, таму матэрыял кожнага кампанента павінен быць старанна выбраны пры вырабе кабеля, каб забяспечыць надзейнасць кабеля, вырабленага з гэтых матэрыялаў, падчас эксплуатацыі.
1. Матэрыял правадніка
Гістарычна склалася, што матэрыяламі для праваднікоў сілавых кабеляў выкарыстоўваліся медзь і алюміній. Таксама ненадоўга спрабавалі выкарыстоўваць натрый. Медзь і алюміній маюць лепшую электраправоднасць, і колькасць медзі адносна меншая пры перадачы аднолькавага току, таму вонкавы дыяметр меднага правадніка меншы, чым у алюмініевага. Кошт алюмінію значна ніжэйшы, чым у медзі. Акрамя таго, паколькі шчыльнасць медзі большая, чым у алюмінія, нават калі прапускная здольнасць току аднолькавая, папярочны сячэнне алюмініевага правадніка большае, чым у меднага правадніка, але алюмініевы праваднік усё роўна лягчэйшы за медны праваднік.
2. Ізаляцыйныя матэрыялы
Існуе мноства ізаляцыйных матэрыялаў, якія можна выкарыстоўваць для сілавых кабеляў сярэдняй напругі, у тым ліку тэхналагічна саспелыя прасякнутыя папяровыя ізаляцыйныя матэрыялы, якія паспяхова выкарыстоўваюцца больш за 100 гадоў. Сёння шырока распаўсюджаная экструдаваная палімерная ізаляцыя. Да экструдаваных палімерных ізаляцыйных матэрыялаў адносяцца PE (LDPE і HDPE), XLPE, WTR-XLPE і EPR. Гэтыя матэрыялы з'яўляюцца тэрмапластычнымі, а таксама тэрмарэактыўнамі. Тэрмапластычныя матэрыялы дэфармуюцца пры награванні, у той час як тэрмарэактыўна-рэактыўна-матэрыялы захоўваюць сваю форму пры рабочых тэмпературах.
2.1. Папяровая ізаляцыя
На пачатку эксплуатацыі кабелі з папяровай ізаляцыяй вытрымліваюць невялікую нагрузку і адносна добра абслугоўваюцца. Аднак, калі спажыўцы працягваюць выкарыстоўваць кабелі з усё большай нагрузкай, першапачатковыя ўмовы выкарыстання больш не падыходзяць для патрэб існуючага кабеля, таму першапачатковы добры вопыт не можа гарантаваць, што ў будучыні кабель будзе добра працаваць. У апошнія гады кабелі з папяровай ізаляцыяй выкарыстоўваюцца рэдка.
2.2.ПВХ
ПВХ усё яшчэ выкарыстоўваецца ў якасці ізаляцыйнага матэрыялу для нізкавольтных кабеляў 1 кВ, а таксама ў якасці матэрыялу для абалонкі. Аднак прымяненне ПВХ у ізаляцыі кабеляў хутка замяняецца XLPE, а прымяненне ў абалонцы хутка замяняецца лінейным поліэтыленам нізкай шчыльнасці (LLDPE), поліэтыленам сярэдняй шчыльнасці (MDPE) або поліэтыленам высокай шчыльнасці (HDPE), прычым кабелі без ПВХ маюць больш нізкія выдаткі на працягу ўсяго тэрміну службы.
2.3. Паліэтылен (ПЭ)
Паліэтылен нізкай шчыльнасці (ПЭНШ) быў распрацаваны ў 1930-х гадах і цяпер выкарыстоўваецца ў якасці базавай смалы для зшытага поліэтылену (XLPE) і воданепранікальнага зшытага поліэтылену з дрэвападобным пакрыццём (WTR-XLPE). У тэрмапластычным стане максімальная рабочая тэмпература поліэтылену складае 75 °C, што ніжэй за рабочую тэмпературу кабеляў з папяровай ізаляцыяй (80~90 °C). Гэтая праблема была вырашана з з'яўленнем зшытага поліэтылену (XLPE), які можа адпавядаць або перавышаць рабочую тэмпературу кабеляў з папяровай ізаляцыяй.
2.4.Зшыты поліэтылен (XLPE)
XLPE — гэта тэрмарэактыўны матэрыял, які вырабляецца шляхам змешвання поліэтылену нізкай шчыльнасці (LDPE) са зшываючым агентам (напрыклад, перакісам).
Максімальная рабочая тэмпература правадніка кабеля з ізаляцыяй з пашытага поліэтылену (XLE) складае 90°C, выпрабаванне на перагрузку — да 140°C, а тэмпература кароткага замыкання можа дасягаць 250°C. XLPE мае выдатныя дыэлектрычныя характарыстыкі і можа выкарыстоўвацца ў дыяпазоне напружання ад 600 В да 500 кВ.
2.5. Воданепранікальнае дрэва Зшыты поліэтылен (WTR-XLPE)
Феномен «вадзянога дрэва» скарачае тэрмін службы кабеля з пашытага поліэтылену (XLPE). Існуе мноства спосабаў скараціць рост «вадзянога дрэва», але адзін з найбольш распаўсюджаных — гэта выкарыстанне спецыяльна распрацаваных ізаляцыйных матэрыялаў, прызначаных для стрымлівання росту «вадзянога дрэва», якія называюцца воданепранікальным зшытым поліэтыленам WTR-XLPE.
2.6. Этыленпрапіленавы каўчук (EPR)
ЭПР — гэта тэрмарэактыўная рэчыва, вырабленае з этылену, прапілену (часам трэцяга монамера), прычым сапалімер трох монамераў называецца этыленпрапілендыенавым каўчукам (ЭПДМ). У шырокім дыяпазоне тэмператур ЭПР заўсёды застаецца мяккім і мае добрую ўстойлівасць да кароннага разраду. Аднак дыэлектрычныя страты ў матэрыяле ЭПР значна вышэйшыя, чым у XLPE і WTR-XLPE.
3. Працэс вулканізацыі ізаляцыі
Працэс зшывання спецыфічны для выкарыстоўванага палімера. Вытворчасць зшытых палімераў пачынаецца з матрычнага палімера, а затым дадаюцца стабілізатары і зшывальнікі для ўтварэння сумесі. Працэс зшывання дадае больш кропак злучэння да малекулярнай структуры. Пасля зшывання малекулярны ланцуг палімера застаецца эластычным, але не можа быць цалкам разарваны ў вадкі расплав.
4. Матэрыялы для экранавання праваднікоў і ізаляцыйных экраніруючых матэрыялаў
Паўправадніковы экрануючы пласт наносіцца на вонкавую паверхню правадніка і ізаляцыі для выраўноўвання электрычнага поля і ўтрымання электрычнага поля ў ізаляванай жыле кабеля. Гэты матэрыял утрымлівае тэхнічны вугляродны матэрыял, які дазваляе экрануючаму пласту кабеля дасягнуць стабільнай праводнасці ў патрэбным дыяпазоне.
Час публікацыі: 12 красавіка 2024 г.