XLPE izolacija u kablovima za napajanje naizmeničnom strujom: svojstva materijala, konstrukcija kabla i praktičan izbor

XLPE izolacija pomaže energetskim kablovima da održe električnu razdvojenost i da se odupru deformaciji kako se njihovi provodnici zagrijavaju. Koristi se u kablovima za povezivanje invertora, razvodnih ploča, industrijske opreme i transformatora. Razumijevanje materijala olakšava upoređivanje specifikacija kabela, ali potpuni uvjeti konstrukcije i instalacije i dalje određuju da li kabel odgovara projektu.

Ovaj vodič objašnjava šta je XLPE, kako unakrsna -povezanost mijenja polietilen, kako se to odnosi na XLPO i šta treba provjeriti kada birate nisko-ili srednje-naponske kablove za napajanje naizmjeničnom strujom. Primjeri izAsortiman kablova SINELINK ACpovezati nauku o materijalima sa stvarnim konfiguracijama proizvoda.

Zašto je izolacija važna u kablovima za napajanje naizmeničnom strujom

Provodnik nosi struju; izolacija odvaja taj provodnik od ostalih provodnika, ekrana i zemlje. Ovo razdvajanje mora ostati efektivno dok je kabel izložen električnom naprezanju, stalnom zagrijavanju i hlađenju i mehaničkim silama povezanim s instalacijom.

Struja proizvodi toplinu u vodiču. Koliko se kabel zagrijava ovisi o njegovim električnim gubicima i koliko lako ta toplina izlazi. Usko grupirani kablovi, vruće okruženje i slabo provodljivo tlo mogu otežati hlađenje. Izolacija stoga mora djelovati kao dio toplinskog i električnog sistema, a ne kao izolirani uzorak materijala.

Za EPC izvođača ili kupca, XLPE je početna tačka. Provjerite da li kompletan kabel odgovara predviđenom krugu:

• izolacija:potvrdite razred, dimenzije i nazivni napon.
• Vanjska zaštita:uskladiti omotač i zaštitne slojeve sa trasom.
• Ograničenja instalacije:potvrdite da je kabel prikladan za planiranu instalaciju.

Odgovarajući materijal je početna tačka za pouzdan dizajn kablova.

Šta je XLPE i kako unakrsno povezivanje mijenja polietilen

XLPE je skraćenica za unakrsno{0}}povezani polietilen. Polietilen ili PE je polimer napravljen od dugih molekularnih lanaca. Obični termoplastični PE može omekšati i teći kada se dovoljno zagrije. Unakrsno-povezivanje uvodi hemijske veze između lanaca, stvarajući mrežu koja ograničava njihovo kretanje.

Mreža mijenja ponašanje materijala pod toplinom i opterećenjem. Poprečno povezani PE ne teče i ne preoblikuje se kao obični termoplast kada se njegovi kristalni dijelovi tope. To mu pomaže da se odupre termičkoj deformaciji. I dalje može omekšati, stariti, oksidirati ili degradirati ako njegova temperatura ili izloženost prelaze granice formulacije i dizajna kabela.

Unakrsno-povezivanje stoga nije obećanje neograničene temperaturne otpornosti. Konačna svojstva također zavise od osnovne smole, aditiva, uslova proizvodnje i stepena unakrsnog-povezivanja. Gotova izolacija mora zadovoljiti određene testove, a ne samo nositi naziv XLPE.Evonik objašnjava glavne mehanizme unakrsno{0}}ukrštanja i njihov uticaj na stabilnost polietilena.

XLPE i XLPO upoređivani

XLPO znači unakrsno{0}}povezani poliolefin. Poliolefini su šira porodica polimera koja uključuje polietilen. U tom širokom hemijskom smislu, XLPE pripada porodici XLPO. Termini nisu dvije međusobno isključive materijalne kategorije.

U specifikacijama kablova, međutim, nazivi se koriste na različitim nivoima detalja. XLPE identifikuje polietilen kao osnovni polimer. XLPO je širi opis koji može obuhvatiti različite poliolefinske formulacije ili mješavine. Nijedan naziv ne daje potpuni recept niti garantuje određenu klasifikaciju plamena, dima ili vremenskih utjecaja.

Solarni kabl može koristiti XLPO formulacije iu svojoj izolaciji i u vanjskom omotaču, pri čemu je svaka formulacija optimizirana za drugačiji posao. Konvencionalni kabl za napajanje naizmeničnom strujom može koristiti XLPE izolaciju ispod PVC omotača. Ovo su različiti izbori konstrukcije, a ne dokaz da je jedna oznaka materijala univerzalno bolja.

Za perspektivu solarnog{0}}kabla, pročitajte naš prateći članak,XLPO u solarnim kablovima: Objašnjena svojstva materijala i umrežavanje elektronskih zraka. Pruža odgovarajući uvod u XLPO i obradu elektronskim-snopom; ovaj vodič se fokusira na XLPE izolaciju u kablovima za napajanje naizmeničnom strujom.

Gdje se XLPE nalazi u kablu za napajanje

Izolacija vodiča i plašt imaju odvojene poslove

Tipičan neoklopni niskonaponski-jednožilni-kabl ima tri glavna sloja, od kojih svaki ima zaseban zadatak:

• dirigent:prenosi struju.
• XLPE izolacija:obezbeđuje primarnu električnu izolaciju.
• vanjski omotač:štiti izolirano jezgro od vanjskih uvjeta obuhvaćenih specifikacijom proizvoda.

Oznaka Cu/XLPE/PVC čita se iznutra prema spolja: bakarni provodnik, XLPE izolacija i PVC plašt. Al/XLPE/PVC slijedi istu logiku s aluminijskim vodičem. Kabl stoga može sadržavati i XLPE i PVC bez ikakvih kontradiktornosti: dva materijala imaju različite funkcije.

Višejezgrene konstrukcije po potrebi dodaju izolirana jezgra, punila ili veziva. Oklopljeni i oklopljeni kablovi dodaju dodatne komponente. Ove slojeve treba identifikovati pojedinačno prilikom pregleda crteža ili citata.

Kako se proizvodi XLPE izolacija

Ruta proizvodnje kombinuje odgovarajući spoj sa kontrolisanim ekstruzijom i unakrsnim{0}}povezivanjem. Tačan redosled zavisi od procesa. Pogrešno je pretpostaviti da svaki XLPE kabl za napajanje prolazi kroz liniju zračenja-elektronskog snopa.

Peroksidno umrežavanje

U peroksidnim sistemima, zagrijavanje aktivira inicijator koji promovira veze između polimernih lanaca. Uslovi ekstruzije i očvršćavanja moraju spriječiti preranu reakciju dok se postižu predviđena svojstva izolacije. Čistoća materijala i stabilna obrada posebno su važni kod kablova koji rade na većim električnim naprezanjima.

Neki dizajni kablova koji su-osušeni peroksidom zahtijevaju kontrolirano otplinjavanje kako bi se smanjila reakcija-proizvoda. Tretman ovisi o smjesi, debljini izolacije i specifikaciji; to nije univerzalno vrijeme primjenjivo na sve XLPE kablove. AProučavanje nusproizvoda peroksida{0}}ilustruje zašto je otplinjavanje poseban proizvodni faktor u-izolaciji kablova visokog napona.

Silane unakrsno povezivanje

Silane sistemi koriste hemijske reakcije{0}potpomognute vlagom za formiranje mreže. Smjesa i proizvodni put određuju kako se uvodi silana i katalizator. Stvrdnjavanje može uključivati ​​kontrolisano izlaganje vlazi, sa temperaturom i vremenom koji se postiže za postizanje specificiranog rezultata.

Važno proizvodno pitanje je da li se postižu tražena svojstva u cijeloj izolaciji. Sam izgled površine ne može pokazati zadovoljavajuće očvršćavanje.

Unakrsno povezivanje elektronskog snopa

Elektroni visoke{0}}e energije mogu stvoriti reaktivna mjesta u odgovarajućem polimernom jedinjenju, omogućavajući stvaranje veza između lanaca. Ova ruta zahtijeva formulaciju i proces ekspozicije prilagođen geometriji kabla. Prodor snopa, apsorbovana doza, transport kablom i ujednačenost ekspozicije su sve važni.

Zračenje također može potaknuti cijepanje lanca i oksidaciju. Veća ekspozicija stoga nije automatski bolja. Kvalificirani proces mora uravnotežiti planiranu formaciju mreže u odnosu na neželjene materijalne promjene.

Kvaliteta ovisi o gotovom rezultatu

Kroz različite rute, kontrola proizvodnje uključuje rukovanje smjesom, dimenzije ekstruzije, koncentričnost izolacije, kontrolu kontaminacije i verifikaciju termičkog i mehaničkog ponašanja. Hot{1}}testiranje je jedna relevantna metoda za unakrsno{2}}povezane materijale; njegova procedura je opisana uIEC 60811-507. Zahtjevi prihvatanja proizlaze iz primjenjive specifikacije kabela. Uspješan rezultat vrućeg-seta sam po sebi ne uspostavlja potpunu usklađenost kabla.

Zašto se XLPE široko koristi za izolaciju kablova

Električne performanse

Odgovarajuće XLPE formulacije pružaju snažnu električnu izolaciju i niske dielektrične gubitke. Ove karakteristike pomažu objasniti njihovu upotrebu u distribuciji energije. Prednost ovisi o tome da je izolacija pravilno dizajnirana i proizvedena: zagađivači, šupljine i oštećena sučelja mogu potkopati performanse čak i kada je nominalni materijal odgovarajući.Borealis opisuje namjensku XLPE izolaciju za srednje-naponske AC kablove.

Otpornost na toplinu i stabilnost dimenzija

Unakrsna{0}}povezanost pomaže izolaciji da se odupre deformaciji pod povišenom temperaturom i mehaničkim opterećenjem. Mnogi konvencionalni XLPE kablovi za napajanje su specificirani za maksimalnu kontinuiranu temperaturu provodnika od 90 stepeni. Ovo opisuje provodnik, a ne okolni zrak, i to je ocjena koju treba provjeriti za tačan kabel.

Terminali i povezana oprema mogu nametnuti niže temperaturne granice. Viša ocjena izolacije kabela ne poništava ta ograničenja. TheIET rasprava o nazivima termoreaktivnih kablovaobjašnjava zašto je kompatibilnost opreme važna pri odabiru trenutnog-nosivosti.

Kratki spoj i dugoročne performanse

Stalni servis i uslovi kratkog{0}}spoja su različite dužnosti. Neki specificirani dizajni XLPE kablova dozvoljavaju temperaturu provodnika od 250 stepeni tokom ograničenog kratkog spoja, obično do pet sekundi. Ovo nije radni cilj ili dozvola za ponovno pregrijavanje. Dozvoljeni rad se mora provjeriti u odnosu na struju kvara, vrijeme čišćenja zaštitnog{5}}uređaja, veličinu provodnika i specifikaciju kabla.

Dugoročne{0}}performanse takođe zavise od antioksidansa, radne temperature, izloženosti okolini i integriteta kompletnog kabla. XLPE daje dizajnerima korisnu termičku sposobnost, ali ne uklanja potrebu za odgovarajućom dimenzioniranjem i zaštitom.

Usporedba XLPE i PVC izolacije

Korisno poređenje održava funkciju konstantnom: XLPE izolacija naspram PVC izolacije. Poređenje izolacionog materijala sa spoljnim omotačem drugog kabla može dovesti do pogrešnih zaključaka.

Viša temperatura izolacije može podržati veću dozvoljenu struju u odgovarajućim uslovima, ali se ne primjenjuje univerzalno povećanje procenta. Metoda instalacije, grupisanje, temperatura okoline i ograničenja opreme moraju biti uključeni u poređenje. Isto tako, niti jedno ime materijala samo po sebi ne utvrđuje fleksibilnost, očekivani vijek trajanja ili ukupne troškove instalacije.

Bakarni ili aluminijumski provodnici sa XLPE izolacijom

XLPE izolacija se može primijeniti na bakrene ili aluminijske provodnike. Izbor vodiča utiče na električni otpor, težinu, dimenzije i dizajn priključka; to ne mijenja osnovnu ulogu izolacije.

Za jednaku dužinu i poprečni{0}}površinu, aluminijum ima veći električni otpor od bakra. Zbog toga može biti potreban veći aluminijumski deo da bi se ispunili isti zahtevi za kola. Stvarni odabir mora zadovoljiti kapacitet, pad napona i kvar, a ne oslanjati se na jedan omjer zamjene.

Manja gustina aluminijuma može smanjiti težinu pri rukovanju, posebno kod velikih hranilica. Potencijalnu isplativost treba procijeniti zajedno sa većim dimenzijama kabla, rasporedom podrške i kompatibilnim terminalima. Pravilna priprema površine, odabir konektora i postupci zatezanja važni su dijelovi instaliranog spoja.

SINELINK'sAl / XLPE / PVC kabel za napajanjepruža opciju aluminijumskog-provodnika sa XLPE izolacijom i PVC oblogom. Uporedite ga sa bakrenom verzijom koristeći kompletne zahteve za kola i interfejs opreme, a ne samo cenu provodnika.

Zašto su srednjenaponskim kablovima potrebni dodatni slojevi

Kako se električni napon povećava, interfejsi oko izolacije zahtijevaju veću kontrolu. Tipičan ekranizirani srednje{1}}naponski kabl dodaje poluprovodne slojeve oko provodnika i izolacije, kao i metalni ekran. Funkcije ovih komponenti su različite.

Metalni ekran nije zamjena za mehanički oklop. Njegov poprečni-presjek i raspored spajanja moraju biti usklađeni sa električnim dizajnom. Kabelski spojevi i završeci također trebaju kompatibilne dimenzije, nazivne napone i komponente za kontrolu napona{3}}.

TheSINELINK MV jednožilni XLPE izolirani neoklopni kabel s bakrenim provodnikomkoristi poluprovodne ekrane, ekran od bakrene trake i PVC plašt. To je koristan primjer kako izolacijski materijal čini dio koordinirane srednje{1}}naponske konstrukcije.

Pažljivo pročitajte oznaku napona:

• U₀:nazivni napon između vodiča i zemlje ili ekrana.
• U:nazivni napon između provodnika.
• Uₘ:pridruženi maksimalni napon sistema.

Odaberite nazivnu snagu za sistem i njegove uslove uzemljenja; nemojte zaključiti prikladnost iz riječi XLPE.

Oklop omotača i specifikacija vatre i dalje su važni

Vanjske i ukopane rute

XLPE izolacija unutar kabla sama po sebi ne uspostavlja otpornost na sunčevu svjetlost, ulje, izlaganje kemikalijama ili kontinuirano uranjanje. Ti uvjeti uključuju plašt i druge zaštitne komponente kao i izolaciju. Direktno ukopavanje zahtijeva konstrukciju kabela i instalacijski dizajn koji odgovara stvarnim opasnostima od tla, vode i mehaničkih rizika.

Neoklopnom kabelu može biti potrebna vanjska mehanička zaštita. Oklopnim kablom je i dalje potrebno pravilno rukovanje, savijanje i završetak. Za jednojezgrene AC kola, materijal oklopa i raspored zahtijevaju posebnu pažnju na magnetne gubitke; višejezgreni čelični-oklopni dizajn ne bi trebalo neselektivno kopirati u jednu-specifikaciju.Elandove NN oklopne kablovske konstrukcijeilustruju ovu razliku.

Za primjer s više jezgara, pregledajtePet-jezgreni 3C+2 XLPE oklopni kabel sa bakrenim provodnikom. Potvrdite veličine jezgra, funkcije kola i točnu konstrukciju oklopa u odnosu na projektni dizajn.

Otpornost na plamen niski sadržaj dima i halogena

Specifikacije koje se odnose na vatru{0}}opisuju različita svojstva. Provjerite svaki zahtjev posebno:

• Otpornost na plamen:širenje plamena prema definisanim testovima.
• malo dima:stvaranje dima.
• Zahtjevi{0}}bez halogena:relevantni sastav materijala ili specificirana ispitivanja gasa.
• Otpornost na vatru ili integritet kola:kontinuirana električna funkcija pod određenim uslovima požara.

Nemodificirani polietilen ne sadrži halogene, ali to ne čini svaki XLPE-izolirani kabel nisko-dimnim,-bez halogena gotovim proizvodom. PVC omotač sadrži hlor. Punila, trake i druge ne{5}}nemetalne komponente se također moraju uzeti u obzir prilikom podnošenja kompletnog zahtjeva za-kabl.

SINELINK'sLSZH plamen-Niskonaponski-kabl za napajanje izmjeničnom strujomkombinuje XLPE izolaciju sa specificiranom konstrukcijom bez-dimnosti,-bez halogena. Uskladite odabranu varijantu i dokaze testiranja sa potrebnim požarnim svojstvima. Otpornost na plamen ne uspostavlja integritet kola tokom požara.

Što utiče na vijek trajanja XLPE izolacije

Termičko starenje se akumulira tokom rada. Dugotrajno pregrijavanje i loši spojevi mogu ubrzati propadanje, dok oštećeni omotači ili neodgovarajući uvjeti instalacije mogu izložiti kabel dodatnom naprezanju. Univerzalni vijek trajanja ne može se odrediti samo iz naziva izolacije.

U aplikacijama srednjeg{0}}napona, defekti i loši interfejsi mogu koncentrirati električni stres. Djelomično pražnjenje može lokalno oštetiti izolaciju. Električno stablo uključuje grananje puteva vezanih za kvar{3}}; Vodeno drveće je drugačiji proces degradacije povezan s vlagom i električnim stresom. Ovi termini se ne bi trebali koristiti naizmjenično niti se pretpostavljati da opisuju svaki promijenjeni kabel.

Kvalitet materijala i konstrukcijska materija. Jedinjenja koja usporavaju-drvo{2}}su različite dizajne, a karakteristike blokiranja vode-je odvojene od osnovne oznake XLPE. Instalacija i održavanje treba da očuvaju zaštitni sistem kabla, uključujući zaptivke, integritet omotača i odgovarajuće spojeve i završetke.

Tamo gdje je stanje kabla neizvjesno, procjena bi trebala slijediti odgovarajuću proceduru inspekcije i električnog testiranja. Fotografija ili vanjski{1}}izgled omotača ne mogu utvrditi preostali vijek trajanja izolacije. Historija rada, učitavanje i rezultati testiranja pružaju korisniji dokaz od nepodržane{3}}procjene vijeka trajanja usluge.Borealis-ov{0}}pregled kablovskih materijalapruža pozadinu o izolacijskim sistemima i izboru materijala.

Kako odrediti XLPE izolovani AC kabl

Počnite s podacima o radnom krugu i ruti, a zatim odaberite kompletnu konstrukciju. Isti izolacijski materijal može se koristiti u kablovima s vrlo različitim instalacijskim mogućnostima.

Zatražite dokaze koji odgovaraju naručenom kablu

Zatražite zapise koji odgovaraju naručenom kablu:

• Provodnik i dimenzije:otpor provodnika i dimenzije izolacije.
• Električne performanse:primjenjivi testovi napona.
• Performanse materijala:zatezna svojstva, starenje i testovi{0}}vrućeg postavljanja.
• Dizajn srednjeg{0}}napona sa ekranom:električna ispitivanja navedena za taj dizajn, uključujući ispitivanje djelomičnog-ispunjenja gdje je primjenjivo.

Rutinska, uzorkovana i tipska ispitivanja služe različitim svrhama. Kupci se trebaju dogovoriti koji proizvodni zapisi prate narudžbu i koji izvještaji o{1}}kvalifikacijama dizajna to podržavaju. Ne treba pretpostaviti da rezultat ispitivanja za drugi izvor napona, konstrukcije ili proizvodnje ne pokriva ponuđeni kabel.

Važeći standard mora odgovarati rasponu napona i tržištu.IEC 60502-1adresira ekstrudirane{0}}naponske kablove sa izolacijom od 1 kV i 3 kV;IEC 60502-2adresira relevantni opseg od 6 kV do 30 kV, sa pripadajućim maksimalnim naponima sistema. Oznaku 26/35(40,5) kV ne treba automatski predstavljati kao što je pokriveno IEC 60502-2. Provjerite standard i izdanje{9}}specifičnog projekta. Hot-set testiranje se odnosi na metodu ispitivanja materijala, a ne na potpuno odobrenje proizvoda.

Često postavljana pitanja

P: Da li je XLPE isto što i XLPO

XLPE identifikuje unakrsno{0}}povezani polietilen, dok je XLPO širi pojam unakrsno{1}}povezani poliolefin. Polietilen pripada porodici poliolefina, ali širok opis XLPO ne identifikuje tačnu formulaciju. Usporedite specifikacije proizvoda i dokaze testiranja umjesto da se oslanjate samo na akronim.

P: Da li je svaki XLPE kabel bez halogena

Ne. XLPE izolacija se može koristiti ispod PVC omotača ili uz druge komponente koje sadrže halogene{1}}. Završeni-kablovski zahtjev mora uzeti u obzir relevantne komponente i potrebne testove. Niske performanse{5}}usporavanja dima i plamena{6}}također trebaju zasebne dokaze.

P: Mogu li se XLPE izolovani kablovi koristiti na otvorenom ili zakopani

Mogu biti dizajnirani za te primjene, ali sam XLPE ne utvrđuje prikladnost. Provjerite svojstva omotača, izloženost vodi, mehaničku zaštitu i zahtjeve za instalaciju za tačan kabel. Direktno ukopavanje i ugradnja u zaštićeni podzemni kanal različiti su uvjeti.

P: Da li su svi XLPE kablovi umreženi elektronskim snopom

Ne. Peroksid, silan i procesi zračenja mogu se koristiti sa odgovarajućim polietilenskim sistemima. Kvalificirana ruta ovisi o formulaciji, geometriji kabela i zahtjevima performansi. Pitajte dobavljača kada specifikacija projekta zahtijeva određeni proces.

P: Da li ocena od 90 stepeni dozvoljava rad u vazduhu od 90 stepeni

Ne. Maksimalna temperatura provodnika od 90 stepeni ostavlja toplotnu razliku između okolnog okruženja i provodnika. Struja stvara dodatnu toplotu, tako da dozvoljena struja zavisi od okoline i uslova hlađenja. Ograničenja temperature terminala također se moraju poštovati.

P: Da li je XLPE izolacija uvijek bolja od PVC-a

Odgovarajući izbor ovisi o krugu, temperaturnim granicama, instalaciji i zahtjevima troškova. XLPE nudi korisna termička i električna svojstva, ali usaglašeni kabl sa PVC-izolacijom može biti prikladan za njegovu specificiranu funkciju. Uporedite ekvivalentne dizajne kablova za istu instalaciju.

Povezani proizvodi

• Bakar XLPE PVC jednožilni -kabl za napajanjeza pregled zahtjeva za konvencionalnu fiksnu niskonaponsku{0}}distribuciju.
• Aluminijski XLPE PVC kabel za napajanjeza poređenja dovoda koji uključuju težinu provodnika, dimenzije i cijenu.
• Peto-žilni XLPE oklopljeni bakreni kablza projekte koji zahtijevaju odgovarajuću višejezgrenu oklopnu konfiguraciju.
• LSZH vatrogasni{0}}niskonaponski-kablza definisane zahtjeve za širenje dima, halogena i{0}}plamena.
• Ekranirani SN jednožilni{0}}bakarni kablza srednje{0}}naponske distribucije i kompatibilne dodatke.

Tražite kabl sa XLPE-izolacijom za svoj projekat? Pošaljite SINELINK-u sljedeće informacije:

• Napon sistema i struja opterećenja.
• Dužina kabla i uslovi ugradnje.
• Zahtevani standardi.
• Kablovski raspored ili jedno{0}}linijski dijagram, kada je dostupan.

Možemo vam pomoći da identifikujete odgovarajuću konfiguraciju i pružimo tehničke podatke i ponudu za vaš pregled.

Istražite kablove za napajanje naizmeničnom strujomiliZatražite tehničke podatke i ponudu.

Tehničke reference

Izvori u nastavku podržavaju diskusiju o materijalu i inženjerstvu. Specifične ocjene i dostupnost proizvoda-trebalo bi potvrditi u odnosu na trenutnu ponudu i odobreni list sa podacima.

• Evonik - silani za umrežavanje: polietilenske mreže i hemijski i radijacioni putevi.
• IET - Termoplastični PVC ili termoreaktivni XLPE SWA kabl: ocjene temperature provodnika i ograničenja opreme.
• IEC 60811-507: vruća-set metoda testiranja za unakrsno-povezane materijale.
• Jicable - Distribucija nusproizvoda peroksida- duž degaziranih XLPE kablova: proizvodnja po{0}}proizvoda i otplinjavanje.
• Borealis - Borlink LS4201R: primjer namjenske SN AC izolacijske smjese.
• Eland kablovi - LV oklopni XLPE kablovi: reprezentativne jednojezgrene i višejezgrene zaštitne konstrukcije.