สายเคเบิลหุ้มฉนวน XLPE: อุปกรณ์ การออกแบบ ข้อดี การใช้งาน

ปัจจุบันมีการผลิตและการใช้สายเคเบิลที่มีฉนวน XLPE เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในตลาดผลิตภัณฑ์สายเคเบิลและสายไฟของรัสเซีย การกำหนดสายเคเบิลเหล่านี้ในรัสเซียคือ XLPE ภาษาอังกฤษคือ XLPE ภาษาเยอรมันคือ VPE และภาษาสวีเดนคือ PEX

มาดูข้อดีหลักๆ ของสายที่มีฉนวน XLPE (สาย XLPE) เหนือสายที่มีฉนวนกระดาษชุบน้ำ (สาย BPI):

• ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการวางปริมาณงานของสาย XLPE นั้นสูงกว่า 1.2-1.3 เท่าเนื่องจากอุณหภูมิในระยะยาวที่อนุญาตสูงกว่า

• ความต้านทานความร้อนของสาย XLPE ที่กระแสลัดวงจร (SC) นั้นสูงกว่าเนื่องจากอุณหภูมิจำกัดที่สูงขึ้น การพังทลายเฉพาะของสาย XLPE นั้นต่ำกว่าสาย BPI 10-15 เท่า

• อายุการใช้งานยาวนานของสาย XLPE (ให้บริการโดยผู้ผลิตมานานกว่า 50 ปี)

• เงื่อนไขที่ง่ายกว่าสำหรับการติดตั้งสายเคเบิล XLPE เนื่องจากน้ำหนัก เส้นผ่านศูนย์กลาง รัศมีการโค้งงอที่ต่ำกว่า การไม่มีปลอกตะกั่วหนัก (หรืออะลูมิเนียม)

• สามารถวางสายเคเบิล XLPE ที่อุณหภูมิติดลบ (สูงถึง -20 ° C) โดยไม่ต้องอุ่นล่วงหน้าเนื่องจากใช้วัสดุโพลีเมอร์สำหรับฉนวนและเปลือกหุ้ม

• การไม่มีส่วนประกอบที่เป็นของเหลวในการสร้างสาย XLPE ช่วยลดเวลาและค่าใช้จ่ายในการติดตั้ง

• สายเคเบิล XLPE เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอย่างมากเนื่องจากไม่มีการรั่วไหลของน้ำมันและมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมในกรณีที่เกิดความล้มเหลว

• การดูดความชื้นขององค์ประกอบโครงสร้างของสายเคเบิล XLPE นั้นน้อยกว่าสายเคเบิล BPI มาก คุณสมบัติฉนวนไฟฟ้าสูงของฉนวน

• สายเคเบิล XLPE ไม่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับความแตกต่างของระดับของเส้นทางสายเคเบิล

ข้าว. 1. สายเคเบิลหุ้มฉนวน XLPE

ลักษณะสำคัญของสาย XLPE คือฉนวนพื้นฐานแบบใหม่ — โพลีเอทิลีนแบบเชื่อมขวาง... โพลีเอทิลีนในฐานะฉนวนเป็นที่รู้จักกันมาช้านาน แต่เทอร์โมพลาสติกโพลิเอธิลีนทั่วไปมีข้อเสียอย่างร้ายแรง ซึ่งหลัก ๆ คือการเสื่อมประสิทธิภาพอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิใกล้กับจุดหลอมเหลว ฉนวนเทอร์โมพลาสติกโพลีเอทิลีนเริ่มสูญเสียรูปร่าง ลักษณะทางไฟฟ้าและทางกลที่อุณหภูมิ 85 องศาเซลเซียส

ฉนวน XLPE ยังคงรูปร่าง คุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลแม้ที่อุณหภูมิ 130 °C

คำว่า «การเชื่อมขวาง» หรือ «การหลอมโลหะ» หมายถึงการบำบัดโพลิเอทิลีนในระดับโมเลกุล การเชื่อมขวางที่เกิดขึ้นในกระบวนการเชื่อมขวางระหว่างโมเลกุลขนาดใหญ่ของโพลีเอทิลีนทำให้เกิดโครงสร้างสามมิติที่กำหนดลักษณะทางไฟฟ้าและเชิงกลสูงของวัสดุ การดูดความชื้นที่ต่ำกว่า และช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้างขึ้น

ในอุตสาหกรรมเคเบิลทั่วโลก เทคโนโลยีการเชื่อมโยงข้ามสองเทคโนโลยีถูกนำมาใช้ในการผลิตสายไฟ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างรีเอเจนต์ซึ่งใช้ในกระบวนการเชื่อมโยงข้ามโพลิเอทิลีน

เทคโนโลยีที่พบมากที่สุดคือการเชื่อมโยงข้ามกับเปอร์ออกไซด์เมื่อโพลีเอทิลีนเชื่อมโยงข้ามด้วยความช่วยเหลือของสารเคมีพิเศษ - เปอร์ออกไซด์ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลางของก๊าซที่อุณหภูมิและความดันที่แน่นอนเทคโนโลยีนี้ทำให้สามารถรับระดับการข้ามที่เพียงพอได้ เชื่อมโยงตลอดความหนาของฉนวนและรับประกันว่าไม่มีอากาศแทรก นอกจากคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีแล้ว ยังมีช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้างกว่าวัสดุฉนวนสายเคเบิลอื่นๆ และคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม เทคโนโลยีเปอร์ออกไซด์ใช้ในการผลิตสายไฟฟ้าแรงสูงและแรงปานกลาง

ที่พบได้น้อยกว่าคือการเชื่อมขวางที่มีความแรงเป็นศูนย์ โดยจะมีการเติมสารประกอบพิเศษ (ไซเลน) ลงในโพลิเอทิลีนเพื่อให้แน่ใจว่ามีการเชื่อมขวางที่อุณหภูมิต่ำกว่า ภาคการประยุกต์ใช้สำหรับเทคโนโลยีที่ถูกกว่านี้ครอบคลุมถึงสายไฟแรงดันต่ำและปานกลาง

ผู้ผลิตสายเคเบิล XLPE ของรัสเซียรายแรกในปี 1996 คือบริษัทมอสโก ABB Moskabel ซึ่งใช้เทคโนโลยีการเชื่อมโยงข้ามเปอร์ออกไซด์ ในปี 2546 JSC "Kamkabel" กลายเป็นผู้ผลิตสาย XLPE รายแรกของรัสเซียที่ทำจากโพลีเอทิลีนครอสลิงค์ไซเลน

สายเคเบิล XLPE มีสองเวอร์ชัน - สามคอร์และซิงเกิลคอร์ โดยทั่วไปแล้ว สายเคเบิล XLPE จะถูกผลิตขึ้นในรูปแบบ single-core (รูปที่ 2)

ข้าว. 2.มุมมองภายนอกของสายเคเบิล XLPE แกนเดี่ยว: ตัวนำนำกระแสไฟฟ้าแบบหลายสายแบบซีลหลายเส้น 1 ตัวนำ 2 ตัวป้องกันตามแกนทำจากโพลีเอทิลีนครอสลิงค์กึ่งตัวนำ 3 ฉนวนของโพลีเอทิลีนครอสลิงค์ 4 ตัวชีลด์ ตามฉนวนของโพลีเอทิลีนเชื่อมขวางกึ่งตัวนำ 5 - ชั้นแยกที่ทำจากเทปเซมิคอนดักเตอร์หรือเทปกันซึมเซมิคอนดักเตอร์ 6 - โล่ของสายทองแดงที่ยึดด้วยเทปทองแดง 7 - ชั้นแยกของกระดาษเครปสองริบบิ้น ผ้ายาง เทปโพลิเมอร์หรือเทปกันซึม, อะลูมิเนียม-โพลิเอทิลีนหรือไมกาเทป 8 ชั้นคั่น, โพลิเอทิลีน 9 ห่อ, พลาสติกพีวีซี

คุณสมบัติที่โดดเด่นของสายเคเบิล XLPE รุ่นสามคอร์คือการมีฟิลเลอร์เฟส-เฟสอัดขึ้นรูปที่ทำจากส่วนผสมพลาสติกโพลีเอทิลีนหรือโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC)

การใช้สาย XLPE แบบ single-core ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้นของแหล่งจ่ายไฟเนื่องจากความน่าจะเป็นของการลัดวงจรของเฟสลดลงอย่างมาก ความน่าจะเป็นของการทำลายพร้อมกันในที่เดียวของฉนวนของสายเคเบิลแกนเดี่ยวสองเส้นที่ไม่เกี่ยวข้องกับโครงสร้าง (ขั้วต่อหรือปลอกปลาย) สอดคล้องกับความน่าจะเป็นของความเสียหายเฟสเฟสของบัสที่มีบัสบาร์หุ้มฉนวน เช่น ขนาดเล็กมาก.

ความน่าจะเป็นของความผิดพลาดของสายดินแบบเฟสเดียวเมื่อใช้สายเคเบิลแกนเดียวที่หุ้มฉนวน XLPE นั้นน้อยกว่าสายเคเบิล BPI แบบสามคอร์มาก สิ่งนี้เกิดขึ้นได้ทั้งจากการออกแบบสายเคเบิล XLPE แบบ single-core และจากคุณสมบัติไดอิเล็กตริกที่เหนือกว่าของฉนวน

สายเคเบิล XLPE รุ่น single-core ช่วยให้มีหน้าตัดของสายไฟที่รับกระแสไฟฟ้าได้สูงสุด 800 มม. สายเคเบิลที่มีหน้าตัดดังกล่าวสามารถแข่งขันกับบัสบาร์ที่ใช้ในระบบจ่ายไฟขององค์กรที่ใช้พลังงานมากได้สำเร็จ

การป้องกันองค์ประกอบสายเคเบิลเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าของสายเคเบิลกับวงจรภายนอกต่างๆ และเพื่อให้แน่ใจว่าสนามไฟฟ้ารอบแกนของสายเคเบิลมีความสมมาตร และด้วยเหตุนี้จึงสร้างเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อการทำงานของฉนวน ชิลด์ด้านในทำจากพลาสติกกึ่งตัวนำ ชิลด์ด้านนอกทำจากลวดและแถบทองแดง

ปลอกป้องกันด้านนอกปกป้ององค์ประกอบภายในของสายเคเบิลจากการซึมผ่านของความชื้นและความเสียหายทางกลระหว่างการติดตั้งและการใช้งาน เปลือกนอกของสายเคเบิล XLPE ทำจากโพลีเอทิลีนหรือสารประกอบ PVC ที่มีความแข็งแรงสูง

ข้าว. 3. สายไฟพร้อมฉนวน XLPE APvPg

การกำหนดตัวอักษรและตัวเลขทั่วไป (การทำเครื่องหมาย) ของสายเคเบิลที่มีฉนวน XLPE:

• A — ตัวนำอะลูมิเนียม ไม่มีการกำหนด — ตัวนำทองแดง

• PV - วัสดุฉนวน - โพลีเอทิลีนเชื่อมขวาง (วัลคาไนซ์)

• P หรือ V — ปลอกทำจากพลาสติกโพลีเอทิลีนหรือ PVC

• y — เปลือกโพลีเอทิลีนเสริมแรงที่มีความหนาเพิ่มขึ้น

• ng — เปลือกของสารประกอบ PVC ที่มีความไวไฟต่ำ

• ngd — ตัวเครื่องทำจากสารประกอบ PVC ที่มีการปล่อยควันและก๊าซต่ำ

• d - การปิดผนึกหน้าจอตามยาวด้วยเทปกันน้ำ

• 1 หรือ 3 — จำนวนสายไฟที่มีกระแส

• 50—800 หน้าตัดของลวดนำกระแสไฟฟ้า, mm2,

• gzh- การปิดผนึกของลวดที่มีกระแสไฟฟ้า, 2 16-35- ส่วนตัดขวางของหน้าจอ, mm,

• 1-500 — แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด, กิโลโวลต์

ตัวอย่างการกำหนด: สายเคเบิล APvPg 1×240 / 35-10 พร้อมแกนอลูมิเนียม (A), ฉนวน XLPE (Pv), ปลอกโพลีเอทิลีน (P), ชีลด์ (g), ของแข็ง (1), หน้าตัดตัวนำ 240 มม. หน้าจอ หน้าตัด 35 มม. แรงดันไฟฟ้า 10 kV