Δημοφιλές Μάθημα Επιστήμης: Καλώδια με μόνωση από διασυνδεδεμένο πολυαιθυλένιο (Καλώδια με μόνωση XLPE)

Τα καλώδια με μόνωση από διασυνδεδεμένο πολυαιθυλένιο (καλώδια XLPE) χρησιμοποιούνται ευρέως όχι μόνο σε συστήματα παροχής χαμηλής τάσης κάτω των 6kV, αλλά και σε συστήματα γραμμών μεταφοράς και διανομής με επίπεδα τάσης από 6kV έως 500kV. Η δομή των καλωδίων XLPE κάτω των 6kV είναι βασικά η ίδια με αυτή των καλωδίων PVC χαμηλής τάσης. (Δείτε το διάγραμμα)

Διάγραμμα δομής καλωδίου διασυνδεδεμένου πολυαιθυλενίου μονής ίνας

(α) Καλώδιο με μόνωση από διασυνδεδεμένο πολυαιθυλένιο μονής ίνας; (β) Θωρακισμένο καλώδιο με μόνωση από διασυνδεδεμένο πολυαιθυλένιο μονής ίνας με χαλύβδινη ταινία; (γ) Θωρακισμένο καλώδιο με μόνωση από διασυνδεδεμένο πολυαιθυλένιο μονής ίνας με χαλύβδινο σύρμα; (δ) Διάγραμμα περιγράμματος: 1, 8, 17 - Αγωγός; 2, 9, 18 - Θωράκιση αγωγού; 3, 10, 19 - Μόνωση; 4, 11, 20 - Θωράκιση μόνωσης; 5, 12, 21 - Θωράκιση χάλκινης ταινίας; 6, 13, 22 - Ταινία περιτύλιξης; 7, 16, 26 - Εξωτερικό περίβλημα; 14, 23 - Εσωτερικό περίβλημα; 15, 24 - Θωράκιση χαλύβδινης ταινίας; 25 - Χάλκινο σύρμα

Διάγραμμα δομής καλωδίου διασυνδεδεμένου πολυαιθυλενίου τριών ινών:

(α) Αθωράκιστο καλώδιο; (β) Θωρακισμένο καλώδιο με χαλύβδινη ταινία; (γ) Θωρακισμένο καλώδιο με χαλύβδινο σύρμα; (δ) Διάγραμμα περιγράμματος: 1, 9, 19 - Αγωγός; 2, 10, 20 - Θωράκιση αγωγού; 3, 11, 21 - Μόνωση; 4, 12, 22 - Θωράκιση μόνωσης; 5, 13, 23 - Θωράκιση χάλκινης ταινίας; 6, 14, 24 - Γέμισμα; 7, 15, 25 - Ταινία περιτύλιξης; 8, 18, 28 - Εξωτερικό περίβλημα; 16, 26 - Εσωτερικό περίβλημα; 17, 27 - Θωράκιση χαλύβδινης ταινίας/χαλύβδινου σύρματος

Σε σύγκριση με άλλα πλαστικά καλώδια χαμηλής τάσης, η πιο σημαντική διαφορά στη δομή μεταξύ των καλωδίων διασυνδεδεμένου πολυαιθυλενίου (XLPE) 6~35kV είναι η προσθήκη εσωτερικών και εξωτερικών ημιαγωγών στρωμάτων θωράκισης και ενός στρώματος μεταλλικής θωράκισης χάλκινης ταινίας (σύρματος). Τόσο τα εσωτερικά όσο και τα εξωτερικά ημιαγωγά στρώματα θωράκισης χρησιμοποιούν υλικό XLPE με προσθήκη μαύρου άνθρακα, συνήθως πάχους 1~2mm, με ειδική αντίσταση όγκου περίπου 10⁴ Ω·cm. Η χάλκινη ταινία (σύρμα) σχηματίζει ένα κύκλωμα για το ρεύμα σφάλματος γείωσης του καλωδίου και παρέχει ένα σταθερό δυναμικό γείωσης. Επομένως, το καλώδιο γείωσης των καλωδίων XLPE εξάγεται μέσω χάλκινης ταινίας (σύρματος) και όχι μέσω θωρακισμένης χαλύβδινης ταινίας, κάτι που είναι ζωτικής σημασίας. Τα καλώδια με εγκάρσια διατομή αγωγού 240m² ή λιγότερο χρησιμοποιούν γενικά μια δομή θωράκισης χάλκινης ταινίας. ενώ τα καλώδια με εγκάρσια διατομή αγωγού μεγαλύτερη από 240m² χρησιμοποιούν μια δομή θωράκισης χάλκινου σύρματος.

Αντιπροσωπευτικά μοντέλα καλωδίων XLPE 6~35kV περιλαμβάνουν τύπους πυρήνα αλουμινίου YJLV ή YJLY και τύπους πυρήνα χαλκού YJV ή YJY.

Το σχήμα δείχνει δύο τυπικές δομές καλωδίων διασυνδεδεμένου πολυαιθυλενίου με επίπεδα τάσης 66kV και άνω. Εκτός από τον τύπο YJLY/V και τον τύπο YJV/Y, τα αντιπροσωπευτικά μοντέλα περιλαμβάνουν επίσης τους τύπους YJQ, YJLQ, YJLW και YJLLW.

Σχηματικό διάγραμμα δομής καλωδίου διασυνδεδεμένου πολυαιθυλενίου 66~220kV (I)

(α) Διατομή; (β) Εξωτερική όψη 1- Αγωγός; 2- Εσωτερική θωράκιση; 3- Μόνωση; 4- Εξωτερική θωράκιση; 5- Θωράκιση χάλκινου σύρματος; 6- Διαμήκες στρώμα αδιαβροχοποίησης; 7- Ολοκληρωμένο αδιάβροχο στρώμα; 8- Εξωτερικό περίβλημα

Σχηματικό διάγραμμα δομής καλωδίου διασυνδεδεμένου πολυαιθυλενίου 66~220kV (II) (α) Διατομή; (β) Εξωτερική όψη 1- Αγωγός; 2- Εσωτερική θωράκιση; 3- Μόνωση; 4- Εξωτερική θωράκιση; 5- Διαμήκες στρώμα αδιαβροχοποίησης; 6- Μη μαγνητικό μεταλλικό περίβλημα; 7- Εξωτερικό περίβλημα

Σε σύγκριση με τα καλώδια των 35kV και κάτω, τα καλώδια των 66kV και άνω δεν χρησιμοποιούν χαλύβδινη ταινία για το στρώμα θωράκισής τους. Αντ 'αυτού, χρησιμοποιούν μη μαγνητικά μέταλλα όπως κυματοειδές αλουμίνιο (κράμα χαλκού, αλουμινίου, ανοξείδωτου χάλυβα) περιβλήματα, τα οποία παρέχουν επίσης εξαιρετική στεγανοποίηση. Το εξωτερικό περίβλημα του καλωδίου είναι γενικά κατασκευασμένο από υλικό PVC, με ένα στρώμα αγώγιμου γραφίτη επικαλυμμένο στην κορυφή. Αυτό το στρώμα γραφίτη χρησιμεύει ως τερματικό γείωσης, διευκολύνοντας τις δοκιμές αντοχής τάσης στο εξωτερικό περίβλημα.