ساختار کابل و مواد فرآیند تولید کابل برق.

ساختار کابل ساده به نظر می رسد، در واقع، هر جزء آن هدف مهم خود را دارد، بنابراین هر یک از اجزای آن باید در هنگام ساخت کابل با دقت انتخاب شوند تا از قابلیت اطمینان کابل ساخته شده از این مواد در حین کار اطمینان حاصل شود.

1. مواد هادی
از لحاظ تاریخی، مواد مورد استفاده برای هادی کابل های برق مس و آلومینیوم بودند. سدیم نیز برای مدت کوتاهی آزمایش شد. مس و آلومینیوم رسانایی الکتریکی بهتری دارند و مقدار مس در هنگام انتقال جریان یکسان نسبتاً کمتر است، بنابراین قطر خارجی هادی مسی کوچکتر از هادی آلومینیومی است. قیمت آلومینیوم به طور قابل توجهی کمتر از مس است. علاوه بر این، به دلیل اینکه چگالی مس بزرگتر از آلومینیوم است، حتی اگر ظرفیت حمل جریان یکسان باشد، سطح مقطع هادی آلومینیومی بزرگتر از هادی مسی است، اما کابل هادی آلومینیومی همچنان سبکتر از کابل هادی مسی است. .

2. مواد عایق
مواد عایق زیادی وجود دارد که کابل‌های برق MV می‌توانند از آن‌ها استفاده کنند، حتی از جمله مواد عایق کاغذ آغشته‌شده از نظر تکنولوژیکی که بیش از 100 سال است با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته‌اند. امروزه عایق پلیمری اکسترود شده به طور گسترده پذیرفته شده است. مواد عایق پلیمری اکسترود شده عبارتند از PE (LDPE و HDPE)، XLPE، WTR-XLPE و EPR. این مواد گرمانرم و همچنین ترموست هستند. مواد ترموپلاستیک هنگام گرم شدن تغییر شکل می دهند، در حالی که مواد ترموست شکل خود را در دمای عملیاتی حفظ می کنند.

2.1. عایق کاغذ
کابل‌های عایق‌شده با کاغذ در ابتدای کار، تنها بار کمی را حمل می‌کنند و نسبتاً خوب نگهداری می‌شوند. با این حال، کاربران برق همچنان به کابل حمل بار بیشتر و بیشتر ادامه می دهند، شرایط اصلی استفاده دیگر برای نیازهای کابل فعلی مناسب نیست، پس تجربه خوب اصلی نمی تواند عملکرد آینده کابل را نشان دهد باید خوب باشد. . در سال های اخیر، کابل های عایق کاغذ به ندرت مورد استفاده قرار گرفته اند.
2.2.پی وی سی
PVC هنوز به عنوان یک ماده عایق برای کابل های ولتاژ پایین 1 کیلو ولت استفاده می شود و همچنین یک ماده روکش است. با این حال، کاربرد PVC در عایق کابل به سرعت با XLPE جایگزین می شود و کاربرد در غلاف به سرعت با پلی اتیلن خطی با چگالی کم (LLDPE)، پلی اتیلن با چگالی متوسط ​​(MDPE) یا پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) و غیر جایگزین می شود. -کابل های پی وی سی هزینه چرخه عمر کمتری دارند.
2.3. پلی اتیلن (PE)
پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE) در دهه 1930 ساخته شد و اکنون به عنوان رزین پایه برای پلی اتیلن شبکه ای (XLPE) و مواد پلی اتیلن اتصال عرضی درختی (WTR-XLPE) مقاوم در برابر آب استفاده می شود. در حالت ترموپلاستیک، حداکثر دمای کاری پلی اتیلن 75 درجه سانتیگراد است که کمتر از دمای کاری کابلهای عایق کاغذ (80 تا 90 درجه سانتیگراد) است. این مشکل با ظهور پلی اتیلن متقاطع (XLPE) حل شده است، که می تواند دمای سرویس کابل های عایق کاغذ را برآورده کند یا از آن فراتر رود.

2.4.پلی اتیلن متقاطع (XLPE)
XLPE یک ماده ترموست است که از اختلاط پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE) با یک عامل اتصال عرضی (مانند پراکسید) ساخته می شود.
حداکثر دمای کار رسانا کابل عایق‌شده XLPE 90 درجه سانتی‌گراد، آزمایش اضافه بار تا 140 درجه سانتی‌گراد است و دمای اتصال کوتاه می‌تواند به 250 درجه سانتی‌گراد برسد. XLPE دارای ویژگی‌های دی الکتریک عالی است و می‌توان از آن در محدوده ولتاژ استفاده کرد. 600 ولت تا 500 کیلو ولت

2.5. پلی اتیلن کراس لینک درخت مقاوم در برابر آب (WTR-XLPE)
پدیده درخت آب باعث کاهش طول عمر کابل XLPE می شود. راه‌های زیادی برای کاهش رشد درختان آب وجود دارد، اما یکی از رایج‌ترین روش‌های پذیرفته شده استفاده از مواد عایق مهندسی ویژه طراحی‌شده برای جلوگیری از رشد درخت آب است که به نام پلی‌اتیلن متقاطع درخت مقاوم در برابر آب WTR-XLPE است.

2.6. لاستیک اتیلن پروپیلن (EPR)
EPR یک ماده گرماسخت ساخته شده از اتیلن، پروپیلن (گاهی اوقات یک مونومر سوم) است و کوپلیمر سه مونومر لاستیک اتیلن پروپیلن دی ان (EPDM) نامیده می شود. در یک محدوده دمایی وسیع، EPR همیشه نرم باقی می ماند و مقاومت خوبی در برابر کرونا دارد. با این حال، از دست دادن دی الکتریک مواد EPR به طور قابل توجهی بیشتر از XLPE و WTR-XLPE است.

3. فرآیند ولکانیزاسیون عایق
فرآیند اتصال عرضی مخصوص پلیمر مورد استفاده است. ساخت پلیمرهای اتصال عرضی با یک پلیمر زمینه شروع می شود و سپس تثبیت کننده ها و اتصال دهنده های عرضی برای تشکیل مخلوط اضافه می شوند. فرآیند اتصال عرضی نقاط اتصال بیشتری را به ساختار مولکولی اضافه می کند. پس از اتصال عرضی، زنجیره مولکولی پلیمری الاستیک باقی می ماند، اما نمی توان آن را به طور کامل به یک مذاب سیال جدا کرد.

4. محافظ هادی و مواد محافظ عایق
لایه محافظ نیمه رسانا بر روی سطح بیرونی هادی و عایق اکسترود می شود تا میدان الکتریکی را یکنواخت کند و میدان الکتریکی را در هسته عایق کابل در خود جای دهد. این ماده حاوی درجه مهندسی از مواد کربن سیاه است تا لایه محافظ کابل را قادر می سازد تا رسانایی پایدار در محدوده مورد نیاز را به دست آورد.