ساختار کابل و مواد فرآیند تولید کابل برق.

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

1 ماده هادی
از نظر تاریخی ، مواد مورد استفاده برای هادی های کابل برق مس و آلومینیوم بودند. سدیم نیز به طور خلاصه محاکمه شد. مس و آلومینیوم دارای هدایت الکتریکی بهتری هستند و هنگام انتقال همان جریان ، میزان مس نسبتاً کمتر است ، بنابراین قطر بیرونی هادی مس از هادی آلومینیوم کوچکتر است. قیمت آلومینیوم به طور قابل توجهی پایین تر از مس است. علاوه بر این ، از آنجا که چگالی مس از آلومینیوم بزرگتر است ، حتی اگر ظرفیت حمل فعلی یکسان باشد ، مقطع هادی آلومینیوم از هادی مس بزرگتر است ، اما کابل هادی آلومینیوم هنوز از کابل هادی مس سبک تر است.

2. مواد عایق
بسیاری از مواد عایق وجود دارد که کابل های قدرت MV می توانند از آن استفاده کنند ، حتی از جمله مواد عایق کاغذی آغشته به فناوری بالغ ، که بیش از 100 سال با موفقیت استفاده شده اند. امروز ، عایق پلیمر اکسترود به طور گسترده ای پذیرفته شده است. مواد عایق پلیمری اکسترود شده شامل PE (LDPE و HDPE) ، XLPE ، WTR-XLPE و EPR است. این مواد ترموپلاستیک و همچنین ترمووزاسیون هستند. در هنگام گرم شدن ، مواد ترموپلاستیک تغییر شکل می دهند ، در حالی که مواد ترموست شکل خود را در دمای کار حفظ می کنند.

2.1 عایق کاغذی
در ابتدای کار ، کابل های عایق کاغذ فقط یک بار کوچک را حمل می کنند و نسبتاً خوب نگهداری می شوند. با این حال ، کاربران برق همچنان کابل حمل بار بیشتر و بیشتر را انجام می دهند ، شرایط اصلی استفاده دیگر برای نیازهای کابل فعلی مناسب نیست ، بنابراین تجربه خوب اصلی نمی تواند نمایانگر عملکرد آینده کابل باشد. در سالهای اخیر ، از کابل های عایق کاغذی به ندرت استفاده شده است.
2.2پی وی سی
PVC هنوز هم به عنوان یک ماده عایق برای کابل های 1 کیلو ولت کم ولتاژ استفاده می شود و همچنین یک ماده در زیر است. با این حال ، استفاده از PVC در عایق کابل به سرعت توسط XLPE جایگزین می شود ، و کاربرد در غلاف به سرعت توسط پلی اتیلن با چگالی کم خطی (LLDPE) ، پلی اتیلن با چگالی متوسط ​​(MDPE) یا پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) و کابل های غیر PVC کاهش می یابد.
2.3 پلی اتیلن (PE)
پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE) در دهه 1930 توسعه داده شد و اکنون به عنوان رزین پایه برای پلی اتیلن متصل به پلی اتیلن (XLPE) و مواد مقاوم در برابر آب پلی اتیلن (WTR-XLPE) استفاده می شود. در حالت ترموپلاستیک ، حداکثر دمای کار پلی اتیلن 75 درجه سانتیگراد است که از دمای کار کابل های عایق کاغذی پایین تر است (90 ~ 90 درجه سانتیگراد). این مشکل با ظهور پلی اتیلن متقاطع (XLPE) حل شده است ، که می تواند دمای سرویس کابل های عایق کاغذ را برآورده یا فراتر بگذارد.

2.4پلی اتیلن متقاطع (XLPE)
XLPE یک ماده ترموزیست است که با مخلوط کردن پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE) با یک ماده اتصال دهنده (مانند پراکسید) ساخته شده است.
حداکثر دمای عملکرد هادی کابل عایق XLPE 90 درجه سانتیگراد ، آزمایش اضافه بار تا 140 درجه سانتیگراد است و دمای اتصال کوتاه می تواند به 250 درجه سانتیگراد برسد. XLPE دارای ویژگی های دی الکتریک عالی است و می تواند در محدوده ولتاژ 600 ولت تا 500kV استفاده شود.

2.5 پلی اتیلن متقاطع درخت مقاوم در برابر آب (WTR-XLPE)
پدیده درخت آب باعث کاهش عمر کابل XLPE می شود. روش های زیادی برای کاهش رشد درخت آب وجود دارد ، اما یکی از رایج ترین پذیرفته شده استفاده از مواد عایق خاص مهندسی شده است که برای مهار رشد درخت آب ، به نام پلی اتیلن مقاوم به آب مقاوم به آب ، WTR-XLPE طراحی شده است.

2.6 لاستیک اتیلن پروپیلن (EPR)
EPR یک ماده حرارتی است که از اتیلن ، پروپیلن (گاهی اوقات یک مونومر سوم) ساخته شده است و کوپلیمر سه مونومر لاستیک اتیلن پروپیلن دیین (EPDM) نامیده می شود. EPR همیشه نرم است و از مقاومت در برابر تاج خوبی برخوردار است. با این حال ، از دست دادن دی الکتریک مواد EPR به طور قابل توجهی بالاتر از XLPE و WTR-XLPE است.

3. فرایند Vulcanization عایق
فرآیند اتصال متقابل مختص پلیمر مورد استفاده است. ساخت پلیمرهای متقاطع با یک پلیمر ماتریس شروع می شود و سپس تثبیت کننده ها و اتصال دهنده ها برای تشکیل مخلوط اضافه می شوند. فرآیند اتصال متقاطع نقاط اتصال بیشتری را به ساختار مولکولی اضافه می کند. پس از اتصال متقابل ، زنجیره مولکولی پلیمری الاستیک باقی می ماند ، اما نمی توان آن را به طور کامل به ذوب سیال تبدیل کرد.

4. مواد محافظ محافظ و عایق هادی
لایه محافظ نیمه رسانا بر روی سطح بیرونی هادی و عایق برای یکنواختی میدان الکتریکی و حاوی میدان الکتریکی در هسته عایق کابل اکسترود می شود. این ماده حاوی درجه مهندسی مواد سیاه کربن است تا بتواند لایه محافظ کابل را برای دستیابی به یک هدایت پایدار در محدوده مورد نیاز فراهم کند.