XLPE isolatsiooniga kaablid: seade, disain, eelised, rakendused

Praegu on Venemaa kaabli- ja traattoodete turul XLPE-isolatsiooniga kaablite tootmine ja tarbimine pidevalt kasvanud. Nende kaablite venekeelne tähistus on XLPE, inglise keeles XLPE, saksa keeles VPE ja rootsi keeles PEX.

Märgime ära XLPE isolatsiooniga kaablite (XLPE kaablid) peamised eelised immutatud paberisolatsiooniga kaablite (BPI kaablid) ees:

• olenevalt paigaldustingimustest on XLPE kaablite läbilaskevõime 1,2-1,3 korda suurem tänu kõrgemale lubatud pikaajalisele temperatuurile,

• XLPE kaablite soojustakistus lühisvoolude (SC) juures on kõrgem kõrgema piirtemperatuuri tõttu, XLPE kaablite eririkked on 10-15 korda väiksemad kui BPI kaablitel,

• XLPE-kaabli pikk kasutusiga (tootjad pakuvad rohkem kui 50 aastat),

• lihtsamad tingimused XLPE-kaablite paigaldamiseks tänu väiksemale kaalule, läbimõõdule, painderaadiusele, raske plii- (või alumiinium-) ümbrise puudumisele,

• XLPE-kaableid saab paigaldada negatiivsetel temperatuuridel (kuni -20 ° C) ilma eelsoojenduseta, kuna isolatsiooniks ja ümbriseks kasutatakse polümeermaterjale,

• vedelate komponentide puudumine XLPE-kaablite konstruktsioonis vähendab paigaldusaega ja -kulusid,

• XLPE kaablid on äärmiselt keskkonnasõbralikud, kuna puuduvad õlilekked ja rikke korral keskkonnasaaste,

• XLPE-kaabli konstruktsioonielementide hügroskoopsus on palju väiksem kui BPI-kaablil, isolatsiooni kõrged dielektrilised omadused,

• XLPE kaablitel ei ole piiranguid kaabli marsruudi taseme erinevusele.

Riis. 1. XLPE isolatsiooniga kaabel

XLPE kaablite peamine omadus on nende põhimõtteliselt uus isolatsioon — ristseotud polüetüleen... Polüetüleen isolatsioonina on tuntud juba ammu. Kuid tavapärasel termoplastsel polüetüleenil on tõsiseid puudusi, millest peamine on jõudluse järsk halvenemine sulamistemperatuurile lähedasel temperatuuril. Termoplastne polüetüleenist isolatsioon hakkab kaotama oma kuju, elektrilisi ja mehaanilisi omadusi juba temperatuuril 85 ° C.

XLPE isolatsioon säilitab oma kuju, elektrilised ja mehaanilised omadused isegi 130 °C juures.

Mõiste "ristsidumine" või "vulkaniseerimine" viitab polüetüleeni töötlemisele molekulaarsel tasemel. Polüetüleeni makromolekulide ristsidumise protsessis moodustunud ristsidemed loovad kolmemõõtmelise struktuuri, mis määrab materjali kõrged elektrilised ja mehaanilised omadused, madalama hügroskoopsuse ja laiema töötemperatuuri vahemiku.

Ülemaailmses kaablitööstuses kasutatakse jõukaablite tootmisel kahte ristsidumise tehnoloogiat, mille peamine erinevus seisneb reaktiivis, millega polüetüleenist ristsidumise protsess toimub.

Kõige levinum tehnoloogia on ristsidumine peroksiidiga, kui polüetüleen ristseotakse spetsiaalsete kemikaalide - peroksiidide abil neutraalses gaasikeskkonnas teatud temperatuuril ja rõhul See tehnoloogia võimaldab saavutada piisava ristsidumise astme. ühendab kogu isolatsiooni paksuse ja tagab õhusulgude puudumise. Lisaks headele dielektrilistele omadustele on sellel ka laiem töötemperatuuri vahemik kui teistel kaabliisolatsioonimaterjalidel ja suurepärased mehaanilised omadused. Peroksiidtehnoloogiat kasutatakse kesk- ja kõrgepingekaablite tootmisel.

Vähem levinud on nulltugevusega ristsidumine, kus polüetüleenile lisatakse spetsiaalseid ühendeid (silaane), et tagada ristsidumine madalamal temperatuuril. Selle odavama tehnoloogia rakendusvaldkond hõlmab madal- ja keskpingekaableid.

Esimene Venemaa XLPE-kaablite tootja 1996. aastal oli Moskva firma ABB Moskabel, mis kasutas peroksiidi ristsidumise tehnoloogiat. 2003. aastal sai JSC "Kamkabel" esimeseks Venemaa silaaniga ristseotud polüetüleenist XLPE kaablite tootjaks.

XLPE-kaablitest on kaks versiooni – kolme- ja ühetuumalised. XLPE kaableid toodetakse üldjuhul ühesoonelise konstruktsiooniga (joonis 2).

Riis. 2.Ühesoonelise XLPE kaabli välisvaade: 1- ümmargune mitme juhtmega suletud voolujuht, 2- varjestus piki südamikku pooljuhtivast ristseotud polüetüleenist, 3- ristseotud polüetüleenist isolatsioon, 4-kilp piki pooljuhtivast ristseotud polüetüleenist isolatsiooni, 5 — pooljuhtlindist või pooljuhtivast hüdroisolatsioonilindist eralduskiht, 6 — vasklindiga kinnitatud vasktraatidest varjestus, 7 — kahest krepppaberist lindist eralduskiht, kummeeritud kangas, polümeerteip või hüdroisolatsiooniteip, 8 eralduskiht alumiinium-polüetüleenist või vilgukivist lint, 9 polüetüleenist ümbris, PVC-plast

XLPE-kaabli kolmetuumalise versiooni eripäraks on polüetüleenist või polüvinüülkloriidi (PVC) plastisegust valmistatud ekstrudeeritud faasifaasi täiteaine olemasolu.

Ühesooneliste XLPE-kaablite kasutamine võimaldab ennekõike tagada toiteallika suurenenud töökindluse faasifaasi lühise tõenäosuse järsu vähenemise tõttu. Kahe konstruktsiooniliselt mitteseotud ühesoonelise kaabli (pistikud või otsamuhvid) isolatsiooni üheaegse hävimise tõenäosus ühes kohas vastab isoleeritud siinitega siini faasifaasikahjustuse tõenäosusele, s.t. väga väike.

Ühefaasiliste maandusrikete tõenäosus XLPE isolatsiooniga ühesooneliste kaablitega on palju väiksem kui kolmesooneliste BPI kaablite puhul. See saavutatakse nii ühesooneliste XLPE-kaablite disaini kui ka isolatsiooni suurepäraste dielektriliste omadustega.

XLPE-kaablite ühesooneline versioon võimaldab voolu juhtivate juhtmete ristlõiget kuni 800 mm. Sellise ristlõikega kaablid suudavad edukalt konkureerida energiamahukate ettevõtete toitesüsteemides kasutatavate siinidega.

Kaabli elementide varjestus on vajalik kaabli elektromagnetilise ühilduvuse tagamiseks erinevate välisahelatega ning elektrivälja sümmeetria tagamiseks kaabli südamiku ümber ning seeläbi soodsamate tingimuste loomiseks isolatsiooni tööks. Sisemised kilbid on pooljuhtivast plastikust, välimine varjestus vasktraatidest ja -ribadest.

Väline kaitseümbris kaitseb kaabli sisemisi elemente niiskuse läbitungimise ja mehaaniliste vigastuste eest paigaldamise ja kasutamise ajal. XLPE kaablite väliskestad on valmistatud ülitugevast polüetüleenist või PVC segust.

Riis. 3. Kaabel XLPE isolatsiooniga APvPg

XLPE isolatsiooniga kaablite tavapärased tähtnumbrilised tähistused (märgistus):

• A – alumiiniumjuht, tähistus puudub – vaskjuht,

• PV – isoleermaterjal – ristseotud (vulkaniseeritud) polüetüleen,

• P või V – polüetüleenist või PVC plastikust korpus,

• y – tugevdatud polüetüleenkest, mille paksus on suurem,

• ng – vähese süttivusega PVC-ühendist kest,

• ngd – PVC-ühendist korpus, mille suitsu- ja gaasiheitmed on väikesed,

• d - ekraani pikisuunaline tihendamine veekindlate teipidega,

• 1 või 3 - vooluga juhtmete arv,

• 50-800 voolu juhtiva juhtme ristlõige, mm2,

• voolu juhtiva traadi gzh-tihend, 2 16-35-ekraani ristlõige, mm,

• 1-500 — nimipinge, kV.

Nimetuse näide: APvPg 1×240 / 35-10-kaabel alumiiniumsüdamikuga (A), XLPE isolatsioon (Pv), polüetüleenkest (P), varjestus (g), tahke (1), juhi ristlõige 240 mm. ekraan ristlõige 35 mm, nimipinge 10 kV.