الكابلات المعزولة بـ XLPE: الجهاز ، التصميم ، المزايا ، التطبيقات

حاليًا ، هناك زيادة مستمرة في إنتاج واستهلاك الكابلات ذات العزل XLPE في السوق الروسية لمنتجات الكابلات والأسلاك. التسمية الروسية لهذه الكابلات هي XLPE ، واللغة الإنجليزية XLPE ، والألمانية هي VPE ، والسويدية هي PEX.

دعنا نلاحظ المزايا الرئيسية للكابلات مع عزل XLPE (كبلات XLPE) على الكابلات ذات العزل الورقي المشبع (كابلات BPI):

• اعتمادًا على ظروف التمديد ، يكون معدل نقل كبلات XLPE أعلى بمقدار 1.2-1.3 مرة بسبب ارتفاع درجة الحرارة المسموح بها على المدى الطويل ،

• المقاومة الحرارية لكابلات XLPE في التيارات ذات الدائرة القصيرة (SC) أعلى بسبب ارتفاع درجة الحرارة المحددة ، والانهيارات المحددة لكابلات XLPE أقل بـ 10-15 مرة من تلك الخاصة بكابلات BPI ،

• عمر خدمة طويل لكابل XLPE (يتم توفيره من قبل الشركات المصنعة لأكثر من 50 عامًا) ،

• ظروف أسهل لتركيب كبلات XLPE بسبب انخفاض الوزن والقطر ونصف قطر الانحناء وغياب الرصاص الثقيل (أو الألومنيوم) ،

• يمكن وضع كبلات XLPE في درجات حرارة سالبة (تصل إلى -20 درجة مئوية) دون تسخين مسبق بسبب استخدام مواد البوليمر للعزل والغمد ،

• يقلل عدم وجود مكونات سائلة في بناء كبلات XLPE من وقت التثبيت وتكاليفه ،

• كبلات XLPE صديقة للبيئة للغاية بسبب عدم وجود تسرب للزيت والتلوث البيئي في حالة الفشل ،

• تكون رطوبة العناصر الهيكلية لكابل XLPE أقل بكثير من تلك الموجودة في كابل BPI ، وخصائص العزل العالية للعزل ،

• لا توجد قيود على كبلات XLPE على اختلاف مستوى مسار الكبل.

أرز. 1. كابل معزول XLPE

السمة الرئيسية لكابلات XLPE هي العزل الجديد بشكل أساسي - البولي إيثيلين المتقاطع ... وقد عُرف البولي إيثيلين كعزل لفترة طويلة. لكن البولي إيثيلين الحراري التقليدي له عيوب خطيرة ، أهمها التدهور الحاد في الأداء عند درجات حرارة قريبة من نقطة الانصهار. يبدأ عزل البولي إيثيلين الحراري في فقدان شكله وخصائصه الكهربائية والميكانيكية بالفعل عند درجة حرارة 85 درجة مئوية.

يحتفظ العزل XLPE بشكله وخصائصه الكهربائية والميكانيكية حتى عند 130 درجة مئوية.

يشير مصطلح "الربط المتقاطع" أو "الفلكنة" إلى معالجة البولي إيثيلين على المستوى الجزيئي. تشكل الروابط المتشابكة في عملية التشابك بين جزيئات البولي إيثيلين الكبيرة بنية ثلاثية الأبعاد تحدد الخصائص الكهربائية والميكانيكية العالية للمادة ، واسترطابية أقل ونطاق درجة حرارة تشغيل أوسع.

في صناعة الكابلات العالمية ، يتم استخدام تقنيتين للربط المتبادل في إنتاج كبلات الطاقة ، والفرق الرئيسي بينهما هو الكاشف الذي تحدث به عملية الربط المتبادل للبولي إيثيلين.

التقنية الأكثر شيوعًا هي الارتباط المتبادل مع البيروكسيد ، عندما يتم ربط البولي إيثيلين بشكل متقاطع بمساعدة مواد كيميائية خاصة - بيروكسيدات في بيئة غاز محايدة عند درجة حرارة وضغط معينين. تتيح هذه التقنية الحصول على درجة كافية من التقاطع المتقاطع. ربط سُمك العازل بالكامل ولضمان عدم وجود شوائب هوائية. بالإضافة إلى الخصائص العازلة الجيدة ، فإن لديها أيضًا نطاق درجة حرارة تشغيل أوسع من مواد عزل الكابلات الأخرى وخصائص ميكانيكية ممتازة. تستخدم تقنية البيروكسيد في إنتاج كابلات الجهد المتوسط ​​والعالي.

أقل شيوعًا هو التشابك المتشابك ذو القوة الصفرية ، حيث يتم إضافة مركبات خاصة (سيلانات) إلى البولي إيثيلين لضمان التشابك عند درجة حرارة منخفضة. يغطي قطاع التطبيقات لهذه التقنية الأرخص كبلات الجهد المنخفض والمتوسط.

كانت أول شركة روسية لتصنيع كابلات XLPE في عام 1996 هي شركة ABB Moskabel في موسكو ، والتي استخدمت تقنية ربط البيروكسيد المتقاطع. في عام 2003 ، أصبح JSC "Kamkabel" أول مصنع روسي لكابلات XLPE المصنوعة من البولي إيثيلين المتقاطع من silane.

يوجد إصداران من كبلات XLPE - ثلاثة نوى وحيدة النواة. يتم إنتاج كبلات XLPE بشكل عام في تصميم أحادي النواة (الشكل 2).

أرز. 2.المنظر الخارجي لكابل XLPE أحادي النواة: 1- موصل دائري متعدد الأسلاك يحمل التيار ، 2- درع على طول القلب مصنوع من البولي إيثيلين شبه موصل متصالب ، 3- عزل من البولي إيثيلين المتصالب ، 4- درع على طول عزل البولي إيثيلين شبه موصل متصالب ، 5 - طبقة فصل مصنوعة من شريط شبه موصل أو شريط مانع لتسرب المياه شبه موصل ، 6 - درع من الأسلاك النحاسية مثبت بشريط نحاسي ، 7 - طبقة منفصلة من شريطين من ورق الكريب ، قماش مطاطي ، شريط بوليمر أو شريط مانع لتسرب المياه ، 8 طبقات فاصلة من الألومنيوم - بولي إيثيلين أو شريط ميكا ، 9 لفات من البولي إيثيلين ، بولي كلوريد الفينيل - بلاستيك

السمة المميزة للنسخة ثلاثية النواة لكابل XLPE هي وجود حشو طور مقذوف مصنوع من خليط بلاستيكي من البولي إيثيلين أو البولي فينيل كلوريد (PVC).

يسمح استخدام كبلات XLPE أحادية النواة ، أولاً وقبل كل شيء ، بضمان زيادة موثوقية مصدر الطاقة بسبب الانخفاض الحاد في احتمال حدوث ماس كهربائي في المرحلة. يتوافق احتمال التدمير المتزامن في مكان واحد لعزل اثنين من الكابلات أحادية النواة غير المرتبطة هيكليًا (الموصلات أو الأكمام الطرفية) مع احتمال تلف طور الطور للحافلة ذات القضبان المعزولة ، أي صغير جدا.

إن احتمال حدوث عيوب أرضية أحادية الطور بكابلات أحادية النواة معزولة بـ XLPE أقل بكثير من احتمال حدوث عيوب أرضية أحادية الطور مع كبلات BPI ثلاثية النواة. يتم تحقيق ذلك من خلال تصميم كبلات XLPE أحادية النواة والخصائص العازلة الفائقة للعزل.

يسمح الإصدار أحادي المركز لكابلات XLPE بمقطع عرضي للأسلاك الحاملة للتيار حتى 800 مم. يمكن للكابلات ذات هذا المقطع العرضي أن تتنافس بنجاح مع قضبان التوصيل المستخدمة في أنظمة الإمداد بالطاقة للمؤسسات كثيفة الاستهلاك للطاقة.

يعد تدريع عناصر الكبل ضروريًا للتوافق الكهرومغناطيسي للكابل مع الدوائر الخارجية المختلفة ولضمان تناسق المجال الكهربائي حول قلب الكابل وبالتالي لخلق ظروف أكثر ملاءمة لتشغيل العزل. الدروع الداخلية مصنوعة من البلاستيك شبه الموصّل ، والدرع الخارجي مصنوع من أسلاك وشرائط نحاسية.

يحمي الغلاف الخارجي الواقي العناصر الداخلية للكابل من اختراق الرطوبة والتلف الميكانيكي أثناء التركيب والتشغيل. الأغلفة الخارجية لكابلات XLPE مصنوعة من البولي إيثيلين عالي القوة أو مركب PVC.

أرز. 3. كابل مع عزل XLPE APvPg

التعيينات الأبجدية الرقمية التقليدية (العلامات) للكابلات بعزل XLPE:

• أ - موصل الألمنيوم ، بدون تحديد - موصل نحاسي ،

• PV - مادة عازلة - بولي إيثيلين (مبركن) متصالب ،

• P أو V - غلاف مصنوع من البولي إيثيلين أو بلاستيك PVC ،

• ص - غلاف من البولي إيثيلين المقوى بسماكة متزايدة ،

• ng - غمد مركب PVC مع قابلية منخفضة للاشتعال ،

• ngd - غلاف مصنوع من مركب PVC مع انبعاثات منخفضة للدخان والغاز ،

• د - الختم الطولي للشاشة بأشرطة مقاومة للماء ،

• 1 أو 3 - عدد الأسلاك مع التيار ،

• 50-800 مقطع عرضي للسلك الحامل للتيار ، مم 2 ،

• ختم gzh للسلك الحامل للتيار ، 2 16-35 مقطع عرضي للشاشة ، مم ،

• 1-500 - الجهد الاسمي ، كيلو فولت.

مثال على التعيين: كابل APvPg 1 × 240 / 35-10 مع قلب من الألومنيوم (A) ، عزل XLPE (Pv) ، غمد البولي إيثيلين (P) ، التدريع (g) ، صلب (1) ، مقطع عرضي للموصل 240 مم. المقطع العرضي 35 مم ، الجهد الاسمي 10 كيلو فولت.