XLPE isolerte kabler: enhet, design, fordeler, bruksområder

For tiden er det en konstant økning i produksjon og forbruk av kabler med XLPE-isolasjon i det russiske markedet for kabel- og ledningsprodukter. Den russiske betegnelsen på disse kablene er XLPE, den engelske er XLPE, den tyske er VPE, og den svenske er PEX.

La oss merke oss hovedfordelene med kabler med XLPE-isolasjon (XLPE-kabler) fremfor kabler med impregnert papirisolasjon (BPI-kabler):

• avhengig av leggingsforholdene, er gjennomstrømningen av XLPE-kabler 1,2-1,3 ganger høyere på grunn av den høyere tillatte langtidstemperaturen,

• den termiske motstanden til XLPE-kabler ved kortslutningsstrømmer (SC) er høyere på grunn av den høyere begrensningstemperaturen, de spesifikke sammenbruddene til XLPE-kabler er 10-15 ganger lavere enn for BPI-kabler,

• lang levetid for XLPE-kabel (levert av produsenter i mer enn 50 år),

• enklere forhold for installasjon av XLPE-kabler på grunn av lavere vekt, diameter, bøyeradius, fravær av tung bly (eller aluminium) kappe,

• XLPE-kabler kan legges ved negative temperaturer (opptil -20 ° C) uten forvarming på grunn av bruk av polymermaterialer for isolasjon og kappe,

• fraværet av flytende komponenter i konstruksjonen av XLPE-kabler reduserer installasjonstid og kostnader,

• XLPE-kabler er ekstremt miljøvennlige på grunn av fravær av oljelekkasje og miljøforurensning i tilfelle feil,

• hygroskopisiteten til de strukturelle elementene til XLPE-kabelen er mye mindre enn BPI-kabelen, høye dielektriske egenskaper til isolasjonen,

• XLPE-kabler har ingen begrensninger på nivåforskjellen på kabeltraseen.

Ris. 1. XLPE isolert kabel

Hovedkarakteristikken til XLPE-kabler er deres fundamentalt nye isolasjon — tverrbundet polyetylen... Polyetylen som isolasjon har vært kjent i lang tid. Men konvensjonell termoplastisk polyetylen har alvorlige ulemper, hvor den viktigste er en kraftig forringelse av ytelsen ved temperaturer nær smeltepunktet. Termoplastisk polyetylenisolasjon begynner å miste sin form, elektriske og mekaniske egenskaper allerede ved en temperatur på 85 ° C.

XLPE-isolasjon beholder sin form, elektriske og mekaniske egenskaper selv ved 130 °C.

Begrepet «tverrbinding» eller «vulkanisering» refererer til behandlingen av polyetylen på molekylært nivå. Tverrbindingene som dannes i prosessen med tverrbinding mellom polyetylenmakromolekyler skaper en tredimensjonal struktur som bestemmer de høye elektriske og mekaniske egenskapene til materialet, lavere hygroskopisitet og et bredere driftstemperaturområde.

I den globale kabelindustrien brukes to tverrbindingsteknologier i produksjonen av strømkabler, hvor hovedforskjellen mellom disse er reagenset som polyetylen-tverrbindingsprosessen foregår med.

Den vanligste teknologien er tverrbinding med peroksid, når polyetylen tverrbindes ved hjelp av spesielle kjemikalier - peroksider i et nøytralt gassmiljø ved en viss temperatur og trykk Denne teknologien gjør det mulig å oppnå tilstrekkelig grad av tverr- kobling gjennom hele isolasjonens tykkelse og for å garantere fravær av luftinneslutninger. I tillegg til gode dielektriske egenskaper har den også et bredere driftstemperaturområde enn andre kabelisolasjonsmaterialer og utmerkede mekaniske egenskaper. Peroksidteknologi brukes i produksjon av mellom- og høyspentkabler.

Mindre vanlig er null styrke tverrbinding, hvor spesielle forbindelser (silaner) tilsettes polyetylen for å sikre tverrbinding ved lavere temperatur. Brukssektoren for denne billigere teknologien dekker lav- og mellomspenningskabler.

Den første russiske produsenten av XLPE-kabler i 1996 var Moskva-selskapet ABB Moskabel, som brukte peroksid-tverrbindingsteknologi. I 2003 ble JSC "Kamkabel" den første russiske produsenten av XLPE-kabler laget av silan-tverrbundet polyetylen.

Det er to versjoner av XLPE-kabler - tre-kjerner og en-kjerne. XLPE-kabler produseres vanligvis i en enkeltkjerne-design (fig. 2).

Ris. 2.Utvendig visning av en enkeltleder XLPE-kabel: 1- rund flertråds forseglet strømførende leder, 2- skjerm langs kjernen laget av halvledende tverrbundet polyetylen, 3- isolasjon av tverrbundet polyetylen, 4- skjerming langs isolasjonen av halvledende tverrbundet polyetylen, 5 - separasjonslag laget av halvledende tape eller halvledende vanntettingstape, 6 - skjold av kobbertråder festet med kobbertape, 7 - skillelag av to bånd av krepppapir, gummiert stoff, polymertape eller vanntettingstape, 8-separerende lag av aluminium-polyetylen eller glimmertape, 9-omslag av polyetylen, PVC-plast

Et karakteristisk trekk ved den tre-kjernede versjonen av XLPE-kabelen er tilstedeværelsen av et ekstrudert fasefasefyllstoff laget av polyetylen eller polyvinylklorid (PVC) plastblanding.

Bruken av enkeltkjernede XLPE-kabler gjør det først og fremst mulig å sikre økt pålitelighet av strømforsyningen på grunn av en kraftig reduksjon i sannsynligheten for en fase-fase kortslutning. Sannsynligheten for samtidig ødeleggelse på ett sted av isolasjonen av to strukturelt urelaterte enkjernekabler (kontakter eller endehylser) tilsvarer sannsynligheten for fasefaseskade på en buss med isolerte samleskinner, dvs. veldig liten.

Sannsynligheten for enfase jordfeil med XLPE isolerte enlederkabler er mye mindre enn med treleder BPI kabler. Dette oppnås både ved utformingen av enkeltkjernede XLPE-kabler og av de overlegne dielektriske egenskapene til isolasjonen.

Enkeltlederversjonen av XLPE-kabler tillater et tverrsnitt av strømførende ledninger på opptil 800 mm. Kabler med et slikt tverrsnitt kan med hell konkurrere med samleskinnene som brukes i strømforsyningssystemene til energiintensive bedrifter.

Skjermingen av kabelelementene er nødvendig for kabelens elektromagnetiske kompatibilitet med forskjellige eksterne kretser og for å sikre symmetrien til det elektriske feltet rundt kjernen av kabelen og derfor skape mer gunstige forhold for driften av isolasjonen. De indre skjoldene er laget av halvledende plast, det ytre skjoldet er laget av kobbertråder og strips.

Den ytre beskyttelseshylsen beskytter de indre elementene i kabelen mot fuktinntrengning og mekanisk skade under installasjon og drift. De ytre kappene til XLPE-kabler er laget av høystyrke polyetylen eller PVC-blanding.

Ris. 3. Kabel med XLPE-isolasjon APvPg

Konvensjonelle alfanumeriske betegnelser (merking) av kabler med XLPE-isolasjon:

• A — aluminiumsleder, ingen betegnelse — kobberleder,

• PV - isolasjonsmateriale - tverrbundet (vulkanisert) polyetylen,

• P eller V — hylster laget av polyetylen eller PVC-plast,

• y — forsterket polyetylenskall med økt tykkelse,

• ng — kappe av PVC-forbindelse med lav brennbarhet,

• ngd — foringsrør laget av PVC-forbindelse med lave røyk- og gassutslipp,

• d — langsgående forsegling av skjermen med vanntette bånd,

• 1 eller 3 - antall ledninger med strøm,

• 50–800 tverrsnitt av den strømførende ledningen, mm2,

• gzh-tetning av den strømførende ledningen, 2 16-35-tverrsnitt av skjermen, mm,

• 1-500 — nominell spenning, kV.

Betegnelseseksempel: APvPg 1×240 / 35-10-kabel med aluminiumskjerne (A), XLPE-isolasjon (Pv), polyetylenkappe (P), skjerming (g), massiv (1), ledertverrsnitt 240 mm skjerm tverrsnitt 35 mm, nominell spenning 10 kV.