Kabeļa struktūra šķiet vienkārša, patiesībā katrai tā sastāvdaļai ir savs svarīgs mērķis, tāpēc, ražojot kabeli, rūpīgi jāizvēlas katras sastāvdaļas materiāls, lai nodrošinātu no šiem materiāliem izgatavotā kabeļa uzticamību ekspluatācijas laikā.
1. Vadītāja materiāls
Vēsturiski spēka kabeļu vadītājiem tika izmantoti varš un alumīnijs. Īslaicīgi tika izmēģināts arī nātrijs. Vara un alumīnija elektrovadītspēja ir labāka, un, pārvadot vienādu strāvu, vara daudzums ir relatīvi mazāks, tāpēc vara vadītāja ārējais diametrs ir mazāks nekā alumīnija vadītājam. Alumīnija cena ir ievērojami zemāka nekā vara. Turklāt, tā kā vara blīvums ir lielāks nekā alumīnijam, pat ja strāvas nestspēja ir vienāda, alumīnija vadītāja šķērsgriezums ir lielāks nekā vara vadītājam, taču alumīnija vadītāja kabelis joprojām ir vieglāks nekā vara vadītāja kabelis.
2. Izolācijas materiāli
MV spēka kabeļiem var izmantot daudz izolācijas materiālu, tostarp pat tehnoloģiski nobriedušus piesūcinātus papīra izolācijas materiālus, kas veiksmīgi tiek izmantoti jau vairāk nekā 100 gadus. Mūsdienās plaši atzīta ir ekstrudēta polimēru izolācija. Ekstrudēto polimēru izolācijas materiāli ir PE (LDPE un HDPE), XLPE, WTR-XLPE un EPR. Šie materiāli ir gan termoplastiski, gan termoreaktīvi. Termoplastiskie materiāli deformējas karsējot, savukārt termoreaktīvie materiāli saglabā savu formu darba temperatūrā.
2.1. Papīra izolācija
Ekspluatācijas sākumā kabeļi ar papīra izolāciju iztur tikai nelielu slodzi un ir samērā labi uzturēti. Tomēr, jaudīgi lietotāji turpina radīt arvien lielāku slodzi, kabeļa sākotnējie lietošanas apstākļi vairs neatbilst pašreizējā kabeļa vajadzībām, un sākotnējā labā pieredze vairs negarantē kabeļa labu darbību nākotnē. Pēdējos gados kabeļi ar papīra izolāciju tiek izmantoti reti.
2.2.PVC
PVC joprojām tiek izmantots kā izolācijas materiāls zemsprieguma 1 kV kabeļiem, un tas ir arī apvalka materiāls. Tomēr PVC izmantošanu kabeļu izolācijā strauji aizstāj XLPE, un apvalka izmantošanu strauji aizstāj lineārs zema blīvuma polietilēns (LLDPE), vidēja blīvuma polietilēns (MDPE) vai augsta blīvuma polietilēns (HDPE), un kabeļiem, kas nav izgatavoti no PVC, ir zemākas dzīves cikla izmaksas.
2.3. Polietilēns (PE)
Zema blīvuma polietilēns (LDPE) tika izstrādāts 20. gs. trīsdesmitajos gados un tagad tiek izmantots kā bāzes sveķi šķērssaistītam polietilēnam (XLPE) un ūdensizturīgiem koka šķērssaistītiem polietilēna (WTR-XLPE) materiāliem. Termoplastiskā stāvoklī polietilēna maksimālā darba temperatūra ir 75 °C, kas ir zemāka par papīra izolēto kabeļu darba temperatūru (80–90 °C). Šī problēma ir atrisināta, parādoties šķērssaistītam polietilēnam (XLPE), kas var sasniegt vai pārsniegt papīra izolēto kabeļu darba temperatūru.
2.4.Šķērssaistīts polietilēns (XLPE)
XLPE ir termoreaktīvs materiāls, kas iegūts, sajaucot zema blīvuma polietilēnu (LDPE) ar šķērssaistīšanas līdzekli (piemēram, peroksīdu).
XLPE izolētā kabeļa maksimālā vadītāja darba temperatūra ir 90 °C, pārslodzes tests ir līdz 140 °C, un īsslēguma temperatūra var sasniegt 250 °C. XLPE ir lieliskas dielektriskās īpašības un to var izmantot sprieguma diapazonā no 600 V līdz 500 kV.
2.5. Ūdensizturīgs koks. Šķērssaistīts polietilēns (WTR-XLPE)
Ūdens koka parādība samazinās XLPE kabeļa kalpošanas laiku. Ir daudz veidu, kā samazināt ūdens koka augšanu, taču viens no visizplatītākajiem ir izmantot speciāli izstrādātus izolācijas materiālus, kas paredzēti ūdens koka augšanas kavēšanai, ko sauc par ūdensizturīgu koka šķērssaistītu polietilēnu WTR-XLPE.
2.6. Etilēnpropilēna kaučuks (EPR)
EPR ir termoreaktīvs materiāls, kas izgatavots no etilēna, propilēna (dažreiz trešā monomēra), un šo trīs monomēru kopolimēru sauc par etilēna propilēndiēna gumiju (EPDM). Plašā temperatūras diapazonā EPR vienmēr saglabājas mīksts un tam ir laba izturība pret koronas izlādi. Tomēr EPR materiāla dielektriskie zudumi ir ievērojami lielāki nekā XLPE un WTR-XLPE.
3. Izolācijas vulkanizācijas process
Šķērssaistīšanas process ir specifisks izmantotajam polimēram. Šķērssaistītu polimēru ražošana sākas ar matricas polimēru, un pēc tam pievieno stabilizatorus un šķērssaistītājus, lai izveidotu maisījumu. Šķērssaistītā procesa laikā molekulārajai struktūrai tiek pievienoti vairāk savienojuma punktu. Pēc šķērssaistītā polimēra molekulārā ķēde saglabājas elastīga, bet to nevar pilnībā pārraut šķidrā kausējumā.
4. Vadītāju ekranēšanas un izolācijas ekranēšanas materiāli
Pusvadošais ekranējošais slānis ir ekstrudēts uz vadītāja un izolācijas ārējās virsmas, lai vienmērīgi sadalītu elektrisko lauku un ierobežotu elektrisko lauku kabeļa izolētajā kodolā. Šis materiāls satur inženiertehniskas kvalitātes kvēpu, lai kabeļa ekranējošais slānis varētu sasniegt stabilu vadītspēju nepieciešamajā diapazonā.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 12. aprīlis