Struktura kabla izgleda jednostavno, u stvari, svaka njegova komponenta ima svoju važnu svrhu, tako da svaki materijal komponente mora biti pažljivo odabran prilikom proizvodnje kabla, kako bi se osigurala pouzdanost kabla napravljenog od ovih materijala tokom rada.
1. Materijal provodnika
Historijski gledano, materijali korišteni za provodnike energetskih kablova bili su bakar i aluminij. Natrij je također kratko isproban. Bakar i aluminij imaju bolju električnu provodljivost, a količina bakra je relativno manja pri prenosu iste struje, tako da je vanjski promjer bakrenog provodnika manji od promjera aluminijskog provodnika. Cijena aluminija je znatno niža od cijene bakra. Osim toga, budući da je gustoća bakra veća od gustoće aluminija, čak i ako je nosivost struje ista, poprečni presjek aluminijskog provodnika je veći od presjeka bakrenog provodnika, ali je aluminijski provodni kabel i dalje lakši od bakrenog provodnog kabela.
2. Izolacijski materijali
Postoji mnogo izolacijskih materijala koje MV energetski kablovi mogu koristiti, uključujući čak i tehnološki zrele impregnirane papirne izolacijske materijale, koji se uspješno koriste više od 100 godina. Danas je ekstrudirana polimerna izolacija široko prihvaćena. Ekstrudirani polimerni izolacijski materijali uključuju PE (LDPE i HDPE), XLPE, WTR-XLPE i EPR. Ovi materijali su termoplastični, kao i termoreaktivni. Termoplastični materijali se deformiraju zagrijavanjem, dok termoreaktivni materijali zadržavaju svoj oblik na radnim temperaturama.
2.1. Papirna izolacija
Na početku rada, kablovi s papirnom izolacijom nose samo malo opterećenje i relativno su dobro održavani. Međutim, kako potrošači energije nastavljaju da koriste sve veća i veća opterećenja, prvobitni uslovi upotrebe više nisu pogodni za potrebe trenutnog kabla, tako da prvobitno dobro iskustvo ne može predstavljati dobru buduću upotrebu kabla. Posljednjih godina, kablovi s papirnom izolacijom se rijetko koriste.
2.2.PVC
PVC se i dalje koristi kao izolacijski materijal za niskonaponske 1kV kablove, a također je i materijal za plašt. Međutim, primjenu PVC-a u izolaciji kablova brzo zamjenjuje XLPE, a primjenu u plaštu brzo zamjenjuje linearni polietilen niske gustoće (LLDPE), polietilen srednje gustoće (MDPE) ili polietilen visoke gustoće (HDPE), a kablovi koji nisu od PVC-a imaju niže troškove životnog ciklusa.
2.3. Polietilen (PE)
Polietilen niske gustoće (LDPE) razvijen je 1930-ih godina i sada se koristi kao osnovna smola za umreženi polietilen (XLPE) i vodootporne drvenaste umrežene polietilene (WTR-XLPE). U termoplastičnom stanju, maksimalna radna temperatura polietilena je 75 °C, što je niže od radne temperature kablova s papirnom izolacijom (80~90 °C). Ovaj problem je riješen pojavom umreženog polietilena (XLPE), koji može dostići ili premašiti radnu temperaturu kablova s papirnom izolacijom.
2.4.Umreženi polietilen (XLPE)
XLPE je termoreaktivni materijal napravljen miješanjem polietilena niske gustoće (LDPE) sa sredstvom za umrežavanje (kao što je peroksid).
Maksimalna radna temperatura provodnika XLPE izolovanog kabla je 90°C, test preopterećenja je do 140°C, a temperatura kratkog spoja može doseći 250°C. XLPE ima odlične dielektrične karakteristike i može se koristiti u naponskom opsegu od 600V do 500kV.
2.5. Vodootporno drvo Umreženi polietilen (WTR-XLPE)
Fenomen vodenog drveta smanjit će vijek trajanja XLPE kabela. Postoji mnogo načina za smanjenje rasta vodenog drveta, ali jedan od najčešće prihvaćenih je korištenje posebno konstruiranih izolacijskih materijala dizajniranih da inhibiraju rast vodenog drveta, nazvanih vodootporni umreženi polietilen za drveće WTR-XLPE.
2.6. Etilen propilenska guma (EPR)
EPR je termoreaktivni materijal napravljen od etilena, propilena (ponekad i trećeg monomera), a kopolimer tri monomera naziva se etilen propilen dienska guma (EPDM). U širokom temperaturnom rasponu, EPR uvijek ostaje mekan i ima dobru otpornost na koronu. Međutim, dielektrični gubici EPR materijala su znatno veći nego kod XLPE i WTR-XLPE.
3. Proces vulkanizacije izolacije
Proces umrežavanja specifičan je za korišteni polimer. Proizvodnja umreženih polimera počinje s matričnim polimerom, a zatim se dodaju stabilizatori i umreživači kako bi se formirala smjesa. Proces umrežavanja dodaje više tačaka povezivanja molekularnoj strukturi. Nakon umrežavanja, molekularni lanac polimera ostaje elastičan, ali se ne može potpuno prekinuti u fluidnu rastopinu.
4. Materijali za zaštitu provodnika i izolaciju
Poluprovodni zaštitni sloj je ekstrudiran na vanjsku površinu provodnika i izolacije kako bi se ujednačilo električno polje i zadržalo električno polje u izolovanoj jezgri kabla. Ovaj materijal sadrži inženjerski kvalitet ugljeničnog crnila kako bi se omogućilo da zaštitni sloj kabla postigne stabilnu provodljivost unutar potrebnog raspona.
Vrijeme objave: 12. april 2024.