Kabel berisolasi XLPE: perangkat, desain, keunggulan, aplikasi

Saat ini, ada peningkatan konstan dalam produksi dan konsumsi kabel dengan insulasi XLPE di pasar produk kabel dan kawat Rusia. Penunjukan Rusia untuk kabel ini adalah XLPE, bahasa Inggris adalah XLPE, bahasa Jerman adalah VPE, dan bahasa Swedia adalah PEX.

Perhatikan keunggulan utama kabel dengan insulasi XLPE (kabel XLPE) dibandingkan kabel dengan insulasi kertas yang diresapi (kabel BPI):

• tergantung pada kondisi pemasangan, throughput kabel XLPE 1,2-1,3 kali lebih tinggi karena suhu jangka panjang yang diizinkan lebih tinggi,

• resistensi termal kabel XLPE pada arus hubung singkat (SC) lebih tinggi karena suhu pembatas yang lebih tinggi, kerusakan spesifik kabel XLPE 10-15 kali lebih rendah daripada kabel BPI,

• umur panjang kabel XLPE (disediakan oleh produsen selama lebih dari 50 tahun),

• kondisi yang lebih mudah untuk pemasangan kabel XLPE karena berat yang lebih rendah, diameter, radius tekukan, tidak adanya selubung timbal (atau aluminium) yang berat,

• Kabel XLPE dapat diletakkan pada suhu negatif (hingga -20 ° C) tanpa pemanasan awal karena penggunaan bahan polimer untuk insulasi dan selubung,

• tidak adanya komponen cair dalam konstruksi kabel XLPE mengurangi waktu dan biaya pemasangan,

• Kabel XLPE sangat ramah lingkungan karena tidak adanya kebocoran oli dan pencemaran lingkungan jika terjadi kegagalan,

• higroskopisitas elemen struktural kabel XLPE jauh lebih sedikit daripada kabel BPI, sifat dielektrik isolasi yang tinggi,

• Kabel XLPE tidak memiliki batasan pada perbedaan tingkat rute kabel.

Beras. 1. Kabel berisolasi XLPE

Karakteristik utama kabel XLPE adalah insulasi fundamentalnya yang baru — polietilen ikatan silang... Polietilen sebagai insulasi telah dikenal sejak lama. Tetapi polietilen termoplastik konvensional memiliki kelemahan serius, yang utamanya adalah penurunan kinerja yang tajam pada suhu yang mendekati titik leleh. Isolasi polietilen termoplastik mulai kehilangan bentuk, karakteristik listrik dan mekaniknya pada suhu 85 ° C.

Insulasi XLPE mempertahankan bentuk, karakteristik listrik dan mekaniknya bahkan pada suhu 130 °C.

Istilah «cross-linking» atau «vulkanisasi» mengacu pada pengolahan polietilen pada tingkat molekuler. Ikatan silang yang terbentuk dalam proses pengikatan silang antara makromolekul polietilen menciptakan struktur tiga dimensi yang menentukan karakteristik listrik dan mekanik material yang tinggi, higroskopisitas yang lebih rendah, dan rentang suhu operasi yang lebih luas.

Dalam industri kabel global, dua teknologi penghubung silang digunakan dalam produksi kabel listrik, perbedaan utamanya adalah reagen yang digunakan untuk proses pengikatan silang polietilen.

Teknologi yang paling umum adalah ikatan silang dengan peroksida, ketika polietilen diikat silang dengan bantuan bahan kimia khusus - peroksida dalam lingkungan gas netral pada suhu dan tekanan tertentu.Teknologi ini memungkinkan untuk mendapatkan tingkat silang yang cukup menghubungkan seluruh ketebalan insulasi dan untuk menjamin tidak adanya inklusi udara. Selain sifat dielektrik yang baik, ia juga memiliki rentang suhu operasi yang lebih luas daripada bahan insulasi kabel lainnya dan sifat mekanik yang sangat baik. Teknologi peroksida digunakan dalam produksi kabel tegangan menengah dan tinggi.

Yang kurang umum adalah ikatan silang dengan kekuatan nol, di mana senyawa khusus (silana) ditambahkan ke polietilen untuk memastikan ikatan silang pada suhu yang lebih rendah. Bidang aplikasi untuk teknologi yang lebih murah ini meliputi kabel tegangan rendah dan menengah.

Produsen kabel XLPE Rusia pertama pada tahun 1996 adalah perusahaan Moskow ABB Moskabel, yang menggunakan teknologi ikatan silang peroksida. Pada tahun 2003, JSC "Kamkabel" menjadi produsen kabel XLPE Rusia pertama yang terbuat dari polietilen ikatan silang silan.

Ada dua versi kabel XLPE - tiga inti dan satu inti. Kabel XLPE umumnya diproduksi dalam desain inti tunggal (Gbr. 2).

Beras. 2.Tampak luar kabel XLPE berinti tunggal: 1- konduktor pembawa arus disegel multi-kawat bundar, 2- pelindung di sepanjang inti yang terbuat dari polietilen ikatan silang semi-konduktor, 3- insulasi polietilen ikatan silang, 4- pelindung sepanjang insulasi polietilen ikatan silang semikonduktor, 5 — lapisan pemisah yang terbuat dari pita semikonduktor atau pita kedap air semikonduktor, 6 — pelindung kabel tembaga yang diikat dengan pita tembaga, 7 — lapisan pemisah dari dua pita kertas krep, kain karet, selotip polimer atau selotip kedap air, 8 lapis aluminium-polietilen atau selotip mika, 9 bungkus polietilen, plastik PVC

Ciri khas dari kabel XLPE versi tiga inti adalah adanya pengisi fase-fase yang diekstrusi yang terbuat dari campuran plastik polietilen atau polivinil klorida (PVC).

Penggunaan kabel XLPE inti tunggal memungkinkan, pertama-tama, untuk memastikan peningkatan keandalan catu daya karena penurunan tajam dalam kemungkinan korsleting fase-fase. Probabilitas kerusakan simultan di satu tempat insulasi dua kabel inti tunggal yang tidak terkait secara struktural (konektor atau selongsong ujung) sesuai dengan kemungkinan kerusakan fase-fase bus dengan busbar berinsulasi, mis. sangat kecil.

Probabilitas gangguan pembumian fase tunggal dengan kabel inti tunggal berinsulasi XLPE jauh lebih kecil dibandingkan dengan kabel BPI tiga inti. Hal ini dicapai baik dengan desain kabel XLPE inti tunggal maupun dengan sifat dielektrik insulasi yang unggul.

Versi single-core kabel XLPE memungkinkan penampang kabel pembawa arus hingga 800 mm. Kabel dengan penampang seperti itu dapat berhasil bersaing dengan busbar yang digunakan dalam sistem catu daya perusahaan intensif energi.

Pelindung elemen kabel diperlukan untuk kompatibilitas elektromagnetik kabel dengan berbagai sirkuit eksternal dan untuk memastikan simetri medan listrik di sekitar inti kabel dan oleh karena itu untuk menciptakan kondisi yang lebih menguntungkan untuk pengoperasian insulasi. Pelindung bagian dalam terbuat dari plastik semi-konduktif, pelindung luar terbuat dari kabel dan strip tembaga.

Selubung pelindung luar melindungi elemen internal kabel dari penetrasi kelembapan dan kerusakan mekanis selama pemasangan dan pengoperasian. Selubung luar kabel XLPE terbuat dari polietilen berkekuatan tinggi atau senyawa PVC.

Beras. 3. Kabel dengan insulasi XLPE APvPg

Penunjukan alfanumerik konvensional (penandaan) kabel dengan insulasi XLPE:

• A — konduktor aluminium, tanpa sebutan — konduktor tembaga,

• PV — bahan insulasi — polietilen ikatan silang (divulkanisir),

• P atau V — casing terbuat dari polietilen atau plastik PVC,

• y - cangkang polietilen yang diperkuat dengan peningkatan ketebalan,

• ng — selubung senyawa PVC dengan sifat mudah terbakar rendah,

• ngd — casing terbuat dari senyawa PVC dengan emisi asap dan gas rendah,

• d — penyegelan longitudinal layar dengan pita tahan air,

• 1 atau 3 — jumlah kabel dengan arus,

• 50—800 penampang kabel pembawa arus, mm2,

• gzh-penyegelan kawat pembawa arus, 2 16-35-penampang layar, mm,

• 1-500 — tegangan nominal, kV.

Contoh penunjukan: Kabel APvPg 1×240 / 35-10 dengan inti aluminium (A), insulasi XLPE (Pv), selubung polietilen (P), pelindung (g), padat (1), penampang konduktor 240 mm. penampang 35 mm, tegangan nominal 10 kV.