Cấu tạo của cáp tưởng chừng đơn giản nhưng trên thực tế, mỗi thành phần của nó đều có mục đích quan trọng riêng nên mỗi vật liệu thành phần phải được lựa chọn cẩn thận khi chế tạo cáp để đảm bảo độ tin cậy của cáp làm từ các vật liệu này trong quá trình vận hành.
1. Vật liệu dẫn điện
Về mặt lịch sử, vật liệu dùng làm dây dẫn cáp điện là đồng và nhôm. Natri cũng đã được thử trong thời gian ngắn. Đồng và nhôm có độ dẫn điện tốt hơn, lượng đồng tương đối ít hơn khi truyền cùng một dòng điện nên đường kính ngoài của dây dẫn đồng nhỏ hơn đường kính ngoài của dây dẫn nhôm. Giá nhôm thấp hơn đáng kể so với đồng. Ngoài ra, do mật độ của đồng lớn hơn nhôm nên dù khả năng mang dòng điện như nhau nên tiết diện dây dẫn nhôm lớn hơn dây dẫn đồng nhưng cáp ruột nhôm vẫn nhẹ hơn cáp ruột đồng. .
2. Vật liệu cách nhiệt
Có nhiều vật liệu cách điện mà cáp nguồn MV có thể sử dụng, thậm chí bao gồm cả vật liệu cách điện bằng giấy tẩm tẩm công nghệ đã được sử dụng thành công trong hơn 100 năm qua. Ngày nay, vật liệu cách nhiệt polymer ép đùn đã được chấp nhận rộng rãi. Vật liệu cách nhiệt polyme ép đùn bao gồm PE(LDPE và HDPE), XLPE, WTR-XLPE và EPR. Những vật liệu này là nhựa nhiệt dẻo cũng như nhiệt rắn. Vật liệu nhựa nhiệt dẻo biến dạng khi bị nung nóng, trong khi vật liệu nhiệt rắn vẫn giữ được hình dạng ở nhiệt độ vận hành.
2.1. Giấy cách nhiệt
Khi bắt đầu hoạt động, cáp cách điện bằng giấy chỉ chịu tải nhỏ và được bảo trì tương đối tốt. Tuy nhiên, người sử dụng điện tiếp tục làm cho cáp mang tải ngày càng cao, điều kiện sử dụng ban đầu không còn phù hợp với nhu cầu của cáp hiện tại thì trải nghiệm tốt ban đầu không thể đại diện cho hoạt động của cáp trong tương lai phải tốt. . Trong những năm gần đây, cáp cách điện bằng giấy ít được sử dụng.
2.2.PVC
PVC vẫn được sử dụng làm vật liệu cách điện cho cáp hạ thế 1kV và còn là vật liệu vỏ bọc. Tuy nhiên, ứng dụng PVC trong cách điện cáp đang nhanh chóng được thay thế bằng XLPE và ứng dụng trong vỏ bọc cũng nhanh chóng được thay thế bằng polyetylen mật độ thấp tuyến tính (LLDPE), polyetylen mật độ trung bình (MDPE) hoặc polyetylen mật độ cao (HDPE), và không -Cáp PVC có chi phí vòng đời thấp hơn.
2.3. Polyetylen (PE)
Polyetylen mật độ thấp (LDPE) được phát triển vào những năm 1930 và hiện được sử dụng làm nhựa cơ bản cho vật liệu polyetylen liên kết ngang (XLPE) và vật liệu polyetylen liên kết ngang cây chịu nước (WTR-XLPE). Ở trạng thái nhựa nhiệt dẻo, nhiệt độ hoạt động tối đa của polyetylen là 75 ° C, thấp hơn nhiệt độ hoạt động của cáp cách điện bằng giấy (80 ~ 90 ° C). Vấn đề này đã được giải quyết với sự ra đời của polyetylen liên kết ngang (XLPE), có thể đáp ứng hoặc vượt quá nhiệt độ sử dụng của cáp cách điện bằng giấy.
2.4.Polyetylen liên kết ngang (XLPE)
XLPE là vật liệu nhiệt rắn được tạo ra bằng cách trộn polyetylen mật độ thấp (LDPE) với chất liên kết ngang (chẳng hạn như peroxide).
Nhiệt độ hoạt động tối đa của dây dẫn của cáp cách điện XLPE là 90 ° C, thử nghiệm quá tải lên tới 140 ° C và nhiệt độ ngắn mạch có thể đạt tới 250 ° C. XLPE có đặc tính điện môi tuyệt vời và có thể được sử dụng trong dải điện áp từ 600V đến 500kV.
2.5. Cây chịu nước Polyethylene liên kết ngang (WTR-XLPE)
Hiện tượng cây nước sẽ làm giảm tuổi thọ của cáp XLPE. Có nhiều cách để giảm sự phát triển của cây nước, nhưng một trong những cách được chấp nhận phổ biến nhất là sử dụng vật liệu cách nhiệt được thiết kế đặc biệt để ức chế sự phát triển của cây nước, được gọi là polyetylen liên kết ngang cây chịu nước WTR-XLPE.
2.6. Cao su ethylene propylene (EPR)
EPR là vật liệu nhiệt rắn được làm từ ethylene, propylene (đôi khi là monome thứ ba) và chất đồng trùng hợp của ba monome này được gọi là cao su ethylene propylene diene (EPDM). Trong phạm vi nhiệt độ rộng, EPR luôn mềm mại và có khả năng chống corona tốt. Tuy nhiên, độ tổn thất điện môi của vật liệu EPR cao hơn đáng kể so với XLPE và WTR-XLPE.
3. Quá trình lưu hóa cách nhiệt
Quá trình liên kết ngang đặc trưng cho loại polyme được sử dụng. Việc sản xuất các polyme liên kết ngang bắt đầu bằng polyme nền, sau đó các chất ổn định và liên kết ngang được thêm vào để tạo thành hỗn hợp. Quá trình liên kết chéo bổ sung thêm nhiều điểm kết nối hơn vào cấu trúc phân tử. Sau khi được liên kết ngang, chuỗi phân tử polymer vẫn đàn hồi nhưng không thể tách rời hoàn toàn thành chất lỏng tan chảy.
4. Vật liệu che chắn dây dẫn và cách điện
Lớp che chắn bán dẫn được ép đùn lên bề mặt ngoài của dây dẫn và lớp cách điện để làm đồng đều điện trường và chứa điện trường trong lõi cách điện của cáp. Vật liệu này chứa loại vật liệu cacbon đen kỹ thuật giúp lớp bảo vệ của cáp đạt được độ dẫn điện ổn định trong phạm vi yêu cầu.
Thời gian đăng: 12-04-2024