Was ist vernetztes Polyethylen kabel (XLPE)?
XLPE-Kabel ist eine Art vernetztes Polyethylen kabel, das eine äußerst wichtige Position im Stromversorgung netz einnimmt. XLPE-Kabel ist eine Art Kabel, das für Stromverteilung netze und andere Bereiche geeignet ist und die Vorteile hat, die PVC-isolierte Kabel nicht vergleichen können. Es hat eine einfache Struktur, geringes Gewicht, gute Hitzebeständigkeit, starke Belastbarkeit, nicht schmelzend, chemische Korrosionsbeständigkeit und hohe mechanische Festigkeit.
Der Sicherheit und Zuverlässigkeit des XLPE-Stromkabel leitung betriebs sollte genügend Aufmerksamkeit geschenkt werden. Zur Unfallverhütung und Überwachung des Betriebszustandes von Starkstrom kabel leitungen sind notwendige und geeignete Maßnahmen zu treffen. Der Prüfplan von XLPE-Kabel umfasst hauptsächlich Stehspannung prüfungen, routinemäßige Zustandsbewertungen und Teilentladung prüfungen. Der Hauptteil, der für die Kabelprüfung im Feldeinsatz verwendet werden kann, ist die Teilentladungsprüfung.
Vernetzte Kabel beziehen sich normalerweise auf die Verwendung von vernetzten Materialien in der Isolationsschicht des Kabels. Das am häufigsten verwendete Material ist vernetztes Polyethylen (XLPE).
Das mit vernetztem Polyethylen isolierte Kabel verwendet chemische oder physikalische Verfahren, um das Polyethylen molekül der Kabel isolierung von einer linearen Molekular struktur in eine Hauptnetzwerk-Molekülstruktur umzuwandeln. Das heißt, thermoplastisches Polyethylen wird in wärmehärtbares vernetztes Polyethylen umgewandelt. Dadurch werden seine Hitzebeständigkeit und seine mechanischen Eigenschaften stark verbessert, seine Schrumpfung verringert, es wird nach dem Erhitzen nicht mehr geschmolzen und behält seine hervorragenden elektrischen Eigenschaften bei.
Die langfristig zulässige Betriebstemperatur von XLPE-Kabeln wird von 70 °C auf 90 °C (oder höher) erhöht. Die zulässige Temperatur wird während eines Kurzschlusses von 140 °C auf 250 °C (oder höher) erhöht, wodurch die tatsächliche Nutzungsleistung erheblich verbessert wird, während die ursprüngliche hervorragende elektrische Leistung beibehalten wird.
Der sichere Betrieb des XLPE-Kabels ist für die Stabilität des gesamten Stromversorgung systems sehr wichtig und führt bei einem Ausfall zu einem großen Stromausfall in seinem Zuständigkeitsbereich. Basierend auf der Analyse von Materialien wie den Aufzeichnungen von Stromkabel reparaturen in Großstädten während des ganzen Jahres, Fotos der Unfallstelle und Versiegelung mustern von defekten Kabeln. Die Ursachen für Betriebsstörungen des Stromkabels können in vier Arten unterteilt werden: Schäden durch äußere Krafteinwirkung, Herstellung qualität von Kabelzubehör, Qualität der Kabelverlegung und Installation sowie Herstellung qualität des Kabelkörpers machten 58 %, 27 %, 12 % bzw. 3 % aus. Abgesehen von Fehlern, die durch Schäden durch äußere Krafteinwirkung verursacht wurden, machen Kabelzubehör fehler mehr als 50% der Kabel betriebsfehler aus. Mehr als 97 % der Kabelzubehör fehler sind jedoch Isolationsfehler, die durch die Oberflächenentladung des festen Verbundmediums verursacht werden. Es ist ersichtlich, dass dem Betrieb von VPE-Energiekabeltrassen, insbesondere der Sicherheit und Zuverlässigkeit des Betriebs von Kabel garnituren, ausreichend Aufmerksamkeit gewidmet werden sollte. Zur Unfallverhütung und Überwachung des Betriebszustandes von Starkstrom kabel leitungen sind notwendige und geeignete Maßnahmen zu treffen.
1. Hitzebeständigkeit: XLPE mit einer netzartigen dreidimensionalen Struktur hat eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit. Es zersetzt und verkohlt nicht unter 300 ° C, die langfristige Arbeitstemperatur kann 90 ° C erreichen und die thermische Lebensdauer kann 40 Jahre erreichen.
2. Isolation leistung: XLPE behält die ursprünglich guten Isolation eigenschaften von PE bei und der Isolation widerstand wird weiter erhöht. Der Tangentenwert des dielektrischen Verlusts ist sehr klein und wird nicht stark von der Temperatur beeinflusst.
3. Mechanische Eigenschaften: Durch die Etablierung neuer chemischer Bindungen zwischen Makromolekülen wurden Härte, Steifigkeit, Verschleißfestigkeit und Schlagzähigkeit von XLPE verbessert, wodurch die Unzulänglichkeiten von PE gegenüber Umweltbelastungen und Rissbildung ausgeglichen werden.
4. Chemische Beständigkeit: XLPE hat eine starke Säure- und Alkalibeständigkeit und Ölbeständigkeit. Seine Verbrennung produkte sind hauptsächlich Wasser und Kohlendioxid, die weniger umweltschädlich sind und den Anforderungen des modernen Brandschutzes entsprechen.
Aus technischer Sicht ist die während des HGÜ-Übertragung prozesses von XLPE-isolierten Kabeln erzeugte und akkumulierte Raumladung das wichtigste Problem, dem sich Polymer isolations materialien stellen müssen. Sie hat die Anwendung von Polymer isolation materialien in HGÜ-Kabeln immer eingeschränkt. Daher stehen sowohl der Mechanismus der Raumladung akkumulation als auch die Unterdrückung der Raumladung akkumulation im Fokus der Forschung: Einschließlich des entsprechenden Polymer isolation materials im Kabelhalbleiter- Grenzflächeneigenschaften von Isolatoren und Halbleiter materialien- Forschung zu Isolatormaterialien, Forschung zu den Eigenschaften von Isolatorgrenzflächen, zum Einfluss von Temperaturgradienten auf Raumladungen, zum Prozess der Raumladung akkumulation usw.
Natürlich beinhaltet es auch einige andere Themen: Der Mechanismus der Dämmstoffalterung, die Langzeitstabilität neuer Materialien und der Einfluss von Teilentladungen. Es ist nicht klar, ob die Obergrenze der Betriebsspannung durch die Messung der Raumladung oder durch die Schwellenspannung der elektrischen Alterung bestimmt werden soll.
Bei der Verwendung des Serienresonanz prüfsystems zur Durchführung von Teilentladungs- und Hochspannungsprüfungen der fertigen Mittelspannung kabel produkte treten während der Prüfung manchmal aus verschiedenen Gründen plötzlich Fehlausfälle auf: Wie man den wahren Kabeldurchbruch selbst oder den falschen Kabel durchschlag aus anderen Gründen richtig erkennt, ist für die Effizienzsteigerung des Kabel werkstests von großer Bedeutung.
Im abgeschirmten Raum werden nacheinander die werksseitigen Teilentladungs- und Hochspannungsprüfungen von VPE-Mittelspannungskabeln durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt können Sie erwägen, den isolierten Kern für eine erneute Prüfung auszutauschen. Wenn die Spannungsprüfung nach dem Austausch des Kerns normal verläuft, sollte festgestellt werden, dass das Kabel wirklich kaputt ist. Oder, Reboost, wenn die Durchbruch pannung allmählich abnimmt, kann auch festgestellt werden, dass das Kabel einen echten Durchbruch hat. Wenn die Durchschlagspannung des Kabels jedes Mal den gleichen Wert hat, sollte berücksichtigt werden, ob das Kabelende einen Durchschlag aufweist.Zu diesem Zeitpunkt kann der Türverriegelungsschalter der Tür des Teilentladungs-Abschirmraums manuell geschlossen werden, und die Tür des Abschirmraums kann geöffnet werden, um die Spannung zu erhöhen, das Durchbruch phänomen zu beobachten und schnell die Durchbruch position des Ende. Wenn nach der Untersuchung kein Ausfall am Ende des Kabels auftritt, ersetzen Sie mehrere isolierte Adern und Kabel und testen Sie sogar die von Zengjin qualifizierten Kabel erneut oder testen Sie erneut ohne Last. Die Durchbruchspannung behält immer den gleichen Wert. Es sollte möglich sein, einen falschen Ausfall des Kabels zu bestätigen, und das Gerät sollte überprüft werden; der Test sollte nach der Fehlersuche durchgeführt werden. Bei einigen geprüften einadrigen Mittelspannungskabeln mit langer Länge sollte jedoch geprüft werden, ob sie die zulässige Belastung der Prüfmittel überschritten haben. In diesem Fall kommt es während des Prüfvorgangs auch zu Verstimmungen und Auslösungen, und es ist nicht erforderlich, schnell festzustellen, ob das Kabel defekt ist.
Hier ist ein Sonderfall zu erläutern: Manchmal kommt es zu einem Kurzschluss in der Kabel isolierung und das Serienresonanz prüfsystem kann nicht zur Spannungserhöhung mitschwingen. Dies ist auch ein spezielles Phänomen des Kabelbruchs. Auf dieses Phänomen gestoßen, solange der Ersatz des guten Isolation draht kern tests bestätigt werden kann.
Typ 2, chemische Silanvernetzung;
Typ 3, Strahlenvernetzung.
Inertgas
Es verwendet Polyethylen-Isoliermaterial, das mit einem Peroxy verbindungs-Vernetzungsmittel versetzt wird, das durch eine dreischichtige Coextrusion abgeschlossen wird: die Extrusion der Abschirmung schicht des Leiters – die Isolierschicht – die isolierende Abschirmung schicht. Vervollständigen Sie den Vernetzungsprozess kontinuierlich und gleichmäßig durch ein versiegeltes Vernetzungsrohr, das mit Hochtemperatur- und Hochdruck-Stickstoff gefüllt ist. Das Wärmeübertragung medium ist Stickstoff (Inertgas), das vernetzte Polyethylen hat ausgezeichnete elektrische Eigenschaften und der Produktionsbereich kann 500 kV erreichen.
Silan-Chemie
Nehmen Sie Polyethylen-Isoliermaterial mit Silan-Vernetzungsmittel an und vervollständigen Sie es durch 1 + 2 Extrusionsverfahren: Leiterabschirmungsschicht-isolierende Schicht-isolierende Abschirmungsschicht. Tauchen Sie die gekühlte isolierte Drahtseele zur Hydrolyse und Vernetzung in 85-95℃ heißes Wasser, da die Nassvernetzung den Wassergehalt in der Isolierschicht beeinflusst. Im Allgemeinen beträgt der höchste Spannungspegel nur 10KV.
Neueste Technik
Auftragsverfahren der chemischen Vernetzung und der Strahlenvernetzung funktioneller Mutterpartikel
Unter Verwendung eines Polyethylen kabels mit Mutter teilchen mit Vernetzungsfunktion kann eine kleine Menge dieser funktionellen Mutterteilchen zu den Materialteilchen von gewöhnlichen Polyethylenkabeln hinzugefügt werden, und das extrudierte Kabel kann zu einem vernetzten Kabel werden.
Es gibt drei Arten von kabelvernetzenden funktionellen Mutterpartikeln: Chemische Vernetzungsfunktion, Vernetzungsfunktion durch Elektronenstrahl bestrahlung, Vernetzungsfunktion durch Ultraviolettes licht bestrahlung.
1. Das Mutterpartikel mit Vernetzungsfunktion für chemisch vernetzte Kabel, Modell: DH-125Y,
Das Aussehen der chemisch vernetzten funktionellen Mutterpartikel DH-125Y ist farblose LLDPE-Kunststoffpartikel. Draht- und Kabelfabriken müssen nur gängige LLDPE-Polyethylen-Kunststoffpartikel auf dem Markt kaufen, wie z. B. LLDPE 7042 und so weiter. 25 kg LLDPE7042-Kunststoffpartikel 1 kg DH-125Y-Funktionsmutterpartikel zugeben, von Hand gleichmäßig wenden und direkt in den Extruder für Kabel und Drähte geben. Das Extrudieren des Kabels, dh eines chemisch vernetzten Kabels, wird hergestellt. Dieses funktionelle Mutterteilchen kann vernetzte Drähte und Kabel von 35 kV und darunter herstellen.
2. Elektronenstrahl bestrahltes vernetztes Kabel verwendet vernetzende funktionelle Mutterpartikel, Modell: DH-125DF
Das Aussehen von DH-125DF-Elektronenstrahl bestrahlung, die funktionelle Mutterteilchen vernetzen, ist farblose LLDPE-Kunststoffteilchen. 1 kg DH-125DF-funktionelle Mutterpartikel werden zu 7042 Kunststoff partikeln hinzugefügt. Nachdem Sie es gleichmäßig von Hand gedreht haben, legen Sie es direkt in den Extruder, um das Kabel zu extrudieren. Dann mit Elektronenstrahlen bestrahlt, um ein vernetztes Kabel herzustellen. Dieses funktionelle Mutterteilchen kann vernetzte Kabel mit einer langfristigen Arbeitstemperatur von 125 ° C in der Umgebung herstellen.
3. Das vernetzte Kabel der ultravioletten Lichtbestrahlung verwendet vernetzende funktionelle Mutterpartikel, Modell: DH-125ZF,
Das Aussehen von DH-125ZF UV-bestrahlten vernetzenden funktionellen Mutterpartikeln ist farblose LLDPE-Kunststoffpartikel. 1 kg DH-125ZF funktionelle Mutterpartikel werden zu 7042 Kunststoffpartikeln hinzugefügt. Nachdem es von Hand gleichmäßig gedreht wurde, wird es direkt in den Extruder des Kabels und des Drahtes gegeben, und das Kabel wird extrudiert, und das vernetzte Kabel wird durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht hergestellt. Die Mutterpartikel dieser Funktion können vernetzte Drähte und Kabel mit einer langfristigen Arbeitsumgebung temperatur von 125°C erzeugen.
Vorteil:
1. Geld sparen:
Reduzieren Sie die Kosten.Es kann direkt vom Kabelhersteller verwendet werden, das 1500~3000 Yuan / Tonne billiger ist als die auf dem Markt gekauften Spezialpartikel für chemisches und strahlungsvernetztes Polyethylenkabel.
2. Zeitersparnis;
Der Zeitraum von ca. einer Woche für Anfrage, Bestellung, Produktion und Transport ist für Kabelhersteller erforderlich, um chemische und bestrahlte vernetzte Polyethylen kabel-Spezialmaterial partikel einzukaufen. Bei Verwendung von DH-125 funktionellen Mutterpartikeln kann das Kabel nach Festlegung des Produktionsplans nach 5 Minuten Vorbereitung direkt produziert werden.
3. Vielseitigkeit,
Die Sorte und Härte kann der Kabelhersteller selbst einstellen:
Funktionelle DH-125-Mutterpartikel können nicht nur gewöhnlichen Polyethylen-PE-Partikeln zugesetzt werden, sondern können auch gewöhnlichen Kabel material partikeln hinzugefügt werden, die keine Vernetzung eigenschaften aufweisen. Verwandeln Sie gewöhnliche Kunststoff kabel partikel, die keine vernetzenden Eigenschaften aufweisen, in vernetzte Kunststoffpartikel.
Es gibt viele Arten von vernetzten Kabelisolierungen, die nach dem Vernetzungsmechanismus hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt werden, nämlich physikalische Vernetzung und chemische Vernetzung.
1. Chemische Vernetzung:
Es gibt zwei Verfahren der Hochtemperatur vernetzung und der Niedertemperatur vernetzung.
(1) Hochtemperatur vernetzung wird auch Peroxidvernetzung genannt. Als Vernetzungsmittel werden im Allgemeinen organische Peroxide verwendet, die sich unter Hitzeeinwirkung zu aktiven freien Radikalen zersetzen. Diese freien Radikale erzeugen aktive Stellen an der Polymerkohlenstoffkette und erzeugen C-C-vernetzende Bindungen, um eine dreidimensionale Netzwerkstruktur zu bilden. Hochtemperatur vernetzung umfasst Dampf vernetzung und Trocken vernetzung. Bei den meisten vernetzten Kabeln wurde in den 1960er Jahren ein Dampf vernetzung verfahren verwendet. Da die Dampf vernetzung den Feuchtigkeitsgehalt in der Isolierung erhöht, ist die Isolierungsqualität nicht gut und wurde vollständig eliminiert; Seit den 1970er Jahren ist das Trocken vernetzung verfahren im Ausland weit verbreitet, wobei Hochdruck vulkanisation leitungen und Schnellheizverfahren zur Vernetzung verwendet werden.
(2) Die Niedertemperatur vernetzung wird auch als Warmwasser vernetzung oder Silanvernetzung bezeichnet. Das Kabel wird in warmem Wasser bei 70-90 ℃ vernetzt, und das Vernetzungsmittel im Isolationssilan reagiert nach der Wasseraufnahme zu einer netzartigen vernetzten Struktur.
2. Physikalische Vernetzung: auch als Strahlung vernetzung bekannt.
Es wird in zwei Verfahren unterteilt: -Strahlen-Vernetzung und Elektronenstrahl-Vernetzung.
(1) Die -Strahlenvernetzung wird aufgrund ihrer geringen Dosisleistung nur bei der Vernetzung von wärmeschrumpfbaren Materialien verwendet und kann während der Bestrahlung nicht in den Kerndraht des Kabels eindringen. Bei der Herstellung von Drähten und Kabeln wird die -Strahlenvernetzung im Allgemeinen nicht verwendet.
(2) Elektronenstrahl-Vernetzung: Verwenden Sie einen Elektronenbeschleuniger, um mit einer Bestrahlung vorrichtung zusammenzuarbeiten, und verwenden Sie einen hochenergetischen Elektronenstrahl (im Allgemeinen zwischen 1,0-3,0 MeV), um die Isolierschicht des Kabels zu bestrahlen. Initiieren Sie Polymer materialien, um freie Radikale zu erzeugen, C-C-Vernetzungen zu bilden und eine dreidimensionale Netzwerkstruktur zu erzeugen.
Die in der Kabel herstellung am häufigsten verwendeten Isolierkunststoffe sind Polyethylen und Polyvinylchlorid. Unter diesen weisen Polyethylen materialien bessere elektrische Eigenschaften und bessere Vernetzungseigenschaften auf, so dass eine Vielzahl industrieller Vernetzungsherstellungsverfahren, chemischer Vernetzung und Strahlungsvernetzung entwickelt wurden. Bei der Herstellung und Verlegung weist die Isolationsschicht häufig verwendeter vernetzter Kabel eine höhere Härte und Festigkeit auf, die sich schwerer abziehen lässt als eine PVC-Isolierung. Da das speichenvernetzte Kabel die beste Vernetzungsleistung und den höchsten Vernetzungsgrad aufweist, ist relativ gesehen auch die Schälfestigkeit am höchsten. Wenn das Abziehen der vernetzten Kabelisolationsschicht relativ leicht ist (ähnlich wie bei Polyvinylchlorid), muss es eine ungenügende oder keine Vernetzung sein. Unter normalen Umständen haben die durch das Warmwasser-Vernetzungsverfahren hergestellten vernetzten Kabel oft einen unzureichenden Vernetzungsgrad, da der ursprüngliche Vernetzungsgrad dieser Art von Produkten relativ gering ist. Darüber hinaus ist der Vernetzungsprozess nicht kontinuierlich und kann nicht automatisch gesteuert werden, er wird stark von menschlichen Faktoren beeinflusst und neigt zur Untervernetzung.
Die Alterungsdauer von Kabel isoliermaterial hängt hauptsächlich von seiner thermischen Alterungsdauer ab. Sie wird durch die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen wie thermische Sauerstoff oxidation, thermisches Cracken, thermisch oxidatives Cracken und Polykondensation bestimmt, die im Dämmstoff bei der Warmumformung auftreten. Daher beeinflusst die thermische Alterungsdauer des Isoliermaterials direkt die Lebensdauer des Kabels. Nach der Ableitung der chemischen Reaktionskinetik und dem künstlichen beschleunigten thermischen Alterungstest (20-30 Jahre) beträgt die zulässige Langzeit einsatztemperatur des bestrahlten vernetzten Kabels:
Stromkabel YJV 0.6/1KV
Die Nenn betriebstemperatur beträgt 105 Grad und die thermische Alterungsdauer beträgt mehr als 60 Jahre.
Die Nenn betriebstemperatur beträgt 90 Grad und die thermische Alterungsdauer beträgt mehr als 100 Jahre.
Freiliegendes isoliertes Kabel
Bei der Verlegung von isolierten Freileitungen im Freien kommt der Umwelt- und Strahlungsbeständigkeit der Isolierstoffe eine größere Bedeutung zu. Bestrahlung vernetzte Isoliermaterialien müssen einer Bestrahlung behandlung unterzogen werden und weisen selbst eine gute Strahlungsbeständigkeit auf. Die im quervernetzenden Produktionsprozess angewendete Strahlendosis lässt einen großen Sicherheitsabstand zur Zerstörung dosis. Die Strahlenschädigung dosis von Polyethylen beträgt 1000 KGY und die Verarbeitung dosis beträgt etwa 200 KGY. Gepaart mit der Verbesserung der speziellen Formel ist es noch in einem relativ weiten Bereich durch Strahlung vernetzt, so dass seine Leistung bei Strahlungsbelastung über einen längeren Zeitraum verbessert wird.
Der Sicherheit und Zuverlässigkeit des XLPE-Stromkabel leitung betriebs sollte genügend Aufmerksamkeit geschenkt werden. Zur Unfallverhütung und Überwachung des Betriebszustandes von Starkstrom kabel leitungen sind notwendige und geeignete Maßnahmen zu treffen. Der Prüfplan von XLPE-Kabel umfasst hauptsächlich Stehspannung prüfungen, routinemäßige Zustandsbewertungen und Teilentladung prüfungen. Der Hauptteil, der für die Kabelprüfung im Feldeinsatz verwendet werden kann, ist die Teilentladungsprüfung.
Einführung in XLPE-Kabel
Vernetzte Kabel beziehen sich normalerweise auf die Verwendung von vernetzten Materialien in der Isolationsschicht des Kabels. Das am häufigsten verwendete Material ist vernetztes Polyethylen (XLPE).Das mit vernetztem Polyethylen isolierte Kabel verwendet chemische oder physikalische Verfahren, um das Polyethylen molekül der Kabel isolierung von einer linearen Molekular struktur in eine Hauptnetzwerk-Molekülstruktur umzuwandeln. Das heißt, thermoplastisches Polyethylen wird in wärmehärtbares vernetztes Polyethylen umgewandelt. Dadurch werden seine Hitzebeständigkeit und seine mechanischen Eigenschaften stark verbessert, seine Schrumpfung verringert, es wird nach dem Erhitzen nicht mehr geschmolzen und behält seine hervorragenden elektrischen Eigenschaften bei.
Die langfristig zulässige Betriebstemperatur von XLPE-Kabeln wird von 70 °C auf 90 °C (oder höher) erhöht. Die zulässige Temperatur wird während eines Kurzschlusses von 140 °C auf 250 °C (oder höher) erhöht, wodurch die tatsächliche Nutzungsleistung erheblich verbessert wird, während die ursprüngliche hervorragende elektrische Leistung beibehalten wird.
Der sichere Betrieb des XLPE-Kabels ist für die Stabilität des gesamten Stromversorgung systems sehr wichtig und führt bei einem Ausfall zu einem großen Stromausfall in seinem Zuständigkeitsbereich. Basierend auf der Analyse von Materialien wie den Aufzeichnungen von Stromkabel reparaturen in Großstädten während des ganzen Jahres, Fotos der Unfallstelle und Versiegelung mustern von defekten Kabeln. Die Ursachen für Betriebsstörungen des Stromkabels können in vier Arten unterteilt werden: Schäden durch äußere Krafteinwirkung, Herstellung qualität von Kabelzubehör, Qualität der Kabelverlegung und Installation sowie Herstellung qualität des Kabelkörpers machten 58 %, 27 %, 12 % bzw. 3 % aus. Abgesehen von Fehlern, die durch Schäden durch äußere Krafteinwirkung verursacht wurden, machen Kabelzubehör fehler mehr als 50% der Kabel betriebsfehler aus. Mehr als 97 % der Kabelzubehör fehler sind jedoch Isolationsfehler, die durch die Oberflächenentladung des festen Verbundmediums verursacht werden. Es ist ersichtlich, dass dem Betrieb von VPE-Energiekabeltrassen, insbesondere der Sicherheit und Zuverlässigkeit des Betriebs von Kabel garnituren, ausreichend Aufmerksamkeit gewidmet werden sollte. Zur Unfallverhütung und Überwachung des Betriebszustandes von Starkstrom kabel leitungen sind notwendige und geeignete Maßnahmen zu treffen.
XLPE-Kabelleistung
Isolierte Kabel mit vernetztem Polyethylen verwenden Peroxid-Vernetzung verfahren, um Polyethylene moleküle von linearen Molekülstrukturen zu dreidimensionalen Netzwerkstrukturen und von thermoplastischen Materialien zu wärmehärtenden Materialien zu ändern. Die Arbeitstemperatur wird von 70 °C auf 90 °C erhöht, was die Strombelastbarkeit des Kabels deutlich verbessert. XLPE-isolierte Kabel haben folgende Vorteile:1. Hitzebeständigkeit: XLPE mit einer netzartigen dreidimensionalen Struktur hat eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit. Es zersetzt und verkohlt nicht unter 300 ° C, die langfristige Arbeitstemperatur kann 90 ° C erreichen und die thermische Lebensdauer kann 40 Jahre erreichen.
2. Isolation leistung: XLPE behält die ursprünglich guten Isolation eigenschaften von PE bei und der Isolation widerstand wird weiter erhöht. Der Tangentenwert des dielektrischen Verlusts ist sehr klein und wird nicht stark von der Temperatur beeinflusst.
3. Mechanische Eigenschaften: Durch die Etablierung neuer chemischer Bindungen zwischen Makromolekülen wurden Härte, Steifigkeit, Verschleißfestigkeit und Schlagzähigkeit von XLPE verbessert, wodurch die Unzulänglichkeiten von PE gegenüber Umweltbelastungen und Rissbildung ausgeglichen werden.
4. Chemische Beständigkeit: XLPE hat eine starke Säure- und Alkalibeständigkeit und Ölbeständigkeit. Seine Verbrennung produkte sind hauptsächlich Wasser und Kohlendioxid, die weniger umweltschädlich sind und den Anforderungen des modernen Brandschutzes entsprechen.
Anwendung von XLPE-Kabel
Vernetzte Polyethylen-isolierte Kabel eignen sich für Stromverteilungsnetze, Industrieanlagen oder andere Bereiche, die Strom mit großer Kapazität erfordern. Es wird zur festen Verlegung auf Stromübertragungs- und Verteilung leitungen mit AC 50Hz und einer Nennspannung von 6kV～35kV verwendet. Die Hauptfunktion besteht darin, elektrische Energie zu transportieren.Wichtige technische Probleme von XLPE-Kabeln
Obwohl vernetztes Polyethylen (VPE) viele herausragende Vorteile als Isoliermaterial hat und nach jahrelanger harter Arbeit einige hervorragende Produkte entwickelt wurden, gibt es noch einige wichtige Probleme zu lösen. Aus Sicht des HGÜ-Kabelmarktes sind traditionelle HGÜ-Kabel wie imprägnierte papierisolierte Kabel oder ölgefüllte Kabel nach wie vor Mainstream-Produkte, und auf dieser Basis werden noch Verbesserungen vorgenommen. Dies zeigt sich an den Produkten der beiden größten Kabel unternehmen der Welt, Prismmann in Italien und Nexans in Frankreich. Bei HGÜ-Kabeln ab 500 kV sind ölgefüllte, papierisolierte Kabel nach wie vor die absoluten Mainstream-Produkte. Im Gegensatz dazu befinden sich 500-kV-HGÜ-XLPE-isolierte Kabel nur in Japan in der Test zertifizierung phase ohne kommerzielle Zertifizierung. Obwohl die leichten Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungskabel von ABB die kommerzielle Zertifizierung für 80 kV, 150 kV und 320 kV bestanden haben, werden sie nur für Engineering-Projekte mit zwei Spannungsebenen von 80 kV und 150 kV verwendet. Daraus ist ersichtlich, dass die Erhöhung des Spannung niveaus und der Kapazität die Entwicklungsrichtung von Hochspannungs-DC-XLPE-isolierten Kabelprodukten ist, die auch entsprechende technische Anforderungen stellt.Aus technischer Sicht ist die während des HGÜ-Übertragung prozesses von XLPE-isolierten Kabeln erzeugte und akkumulierte Raumladung das wichtigste Problem, dem sich Polymer isolations materialien stellen müssen. Sie hat die Anwendung von Polymer isolation materialien in HGÜ-Kabeln immer eingeschränkt. Daher stehen sowohl der Mechanismus der Raumladung akkumulation als auch die Unterdrückung der Raumladung akkumulation im Fokus der Forschung: Einschließlich des entsprechenden Polymer isolation materials im Kabelhalbleiter- Grenzflächeneigenschaften von Isolatoren und Halbleiter materialien- Forschung zu Isolatormaterialien, Forschung zu den Eigenschaften von Isolatorgrenzflächen, zum Einfluss von Temperaturgradienten auf Raumladungen, zum Prozess der Raumladung akkumulation usw.
Natürlich beinhaltet es auch einige andere Themen: Der Mechanismus der Dämmstoffalterung, die Langzeitstabilität neuer Materialien und der Einfluss von Teilentladungen. Es ist nicht klar, ob die Obergrenze der Betriebsspannung durch die Messung der Raumladung oder durch die Schwellenspannung der elektrischen Alterung bestimmt werden soll.
XLPE-Kabel brucherkennung methode
Identifizieren Sie die falsche Durchschlag methode des XLPE-Kabels:Bei der Verwendung des Serienresonanz prüfsystems zur Durchführung von Teilentladungs- und Hochspannungsprüfungen der fertigen Mittelspannung kabel produkte treten während der Prüfung manchmal aus verschiedenen Gründen plötzlich Fehlausfälle auf: Wie man den wahren Kabeldurchbruch selbst oder den falschen Kabel durchschlag aus anderen Gründen richtig erkennt, ist für die Effizienzsteigerung des Kabel werkstests von großer Bedeutung.
Im abgeschirmten Raum werden nacheinander die werksseitigen Teilentladungs- und Hochspannungsprüfungen von VPE-Mittelspannungskabeln durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt können Sie erwägen, den isolierten Kern für eine erneute Prüfung auszutauschen. Wenn die Spannungsprüfung nach dem Austausch des Kerns normal verläuft, sollte festgestellt werden, dass das Kabel wirklich kaputt ist. Oder, Reboost, wenn die Durchbruch pannung allmählich abnimmt, kann auch festgestellt werden, dass das Kabel einen echten Durchbruch hat. Wenn die Durchschlagspannung des Kabels jedes Mal den gleichen Wert hat, sollte berücksichtigt werden, ob das Kabelende einen Durchschlag aufweist.Zu diesem Zeitpunkt kann der Türverriegelungsschalter der Tür des Teilentladungs-Abschirmraums manuell geschlossen werden, und die Tür des Abschirmraums kann geöffnet werden, um die Spannung zu erhöhen, das Durchbruch phänomen zu beobachten und schnell die Durchbruch position des Ende. Wenn nach der Untersuchung kein Ausfall am Ende des Kabels auftritt, ersetzen Sie mehrere isolierte Adern und Kabel und testen Sie sogar die von Zengjin qualifizierten Kabel erneut oder testen Sie erneut ohne Last. Die Durchbruchspannung behält immer den gleichen Wert. Es sollte möglich sein, einen falschen Ausfall des Kabels zu bestätigen, und das Gerät sollte überprüft werden; der Test sollte nach der Fehlersuche durchgeführt werden. Bei einigen geprüften einadrigen Mittelspannungskabeln mit langer Länge sollte jedoch geprüft werden, ob sie die zulässige Belastung der Prüfmittel überschritten haben. In diesem Fall kommt es während des Prüfvorgangs auch zu Verstimmungen und Auslösungen, und es ist nicht erforderlich, schnell festzustellen, ob das Kabel defekt ist.
Hier ist ein Sonderfall zu erläutern: Manchmal kommt es zu einem Kurzschluss in der Kabel isolierung und das Serienresonanz prüfsystem kann nicht zur Spannungserhöhung mitschwingen. Dies ist auch ein spezielles Phänomen des Kabelbruchs. Auf dieses Phänomen gestoßen, solange der Ersatz des guten Isolation draht kern tests bestätigt werden kann.
Herstellung verfahren für XLPE-Kabel
Die Verfahren zur Herstellung von XLPE-Kabeln werden in drei Kategorien unterteilt: Die erste Kategorie der "chemischen Peroxid vernetzung" umfasst die gesättigte Dampf vernetzung, die Inertgasvernetzung, die Schmelzsalz vernetzung und die Silikonöl vernetzung. Die zweithäufigste Methode ist die trockenchemische Vernetzung;Typ 2, chemische Silanvernetzung;
Typ 3, Strahlenvernetzung.
Inertgas
Es verwendet Polyethylen-Isoliermaterial, das mit einem Peroxy verbindungs-Vernetzungsmittel versetzt wird, das durch eine dreischichtige Coextrusion abgeschlossen wird: die Extrusion der Abschirmung schicht des Leiters – die Isolierschicht – die isolierende Abschirmung schicht. Vervollständigen Sie den Vernetzungsprozess kontinuierlich und gleichmäßig durch ein versiegeltes Vernetzungsrohr, das mit Hochtemperatur- und Hochdruck-Stickstoff gefüllt ist. Das Wärmeübertragung medium ist Stickstoff (Inertgas), das vernetzte Polyethylen hat ausgezeichnete elektrische Eigenschaften und der Produktionsbereich kann 500 kV erreichen.
Silan-Chemie
Nehmen Sie Polyethylen-Isoliermaterial mit Silan-Vernetzungsmittel an und vervollständigen Sie es durch 1 + 2 Extrusionsverfahren: Leiterabschirmungsschicht-isolierende Schicht-isolierende Abschirmungsschicht. Tauchen Sie die gekühlte isolierte Drahtseele zur Hydrolyse und Vernetzung in 85-95℃ heißes Wasser, da die Nassvernetzung den Wassergehalt in der Isolierschicht beeinflusst. Im Allgemeinen beträgt der höchste Spannungspegel nur 10KV.
Neueste Technik
Auftragsverfahren der chemischen Vernetzung und der Strahlenvernetzung funktioneller Mutterpartikel
Unter Verwendung eines Polyethylen kabels mit Mutter teilchen mit Vernetzungsfunktion kann eine kleine Menge dieser funktionellen Mutterteilchen zu den Materialteilchen von gewöhnlichen Polyethylenkabeln hinzugefügt werden, und das extrudierte Kabel kann zu einem vernetzten Kabel werden.
Es gibt drei Arten von kabelvernetzenden funktionellen Mutterpartikeln: Chemische Vernetzungsfunktion, Vernetzungsfunktion durch Elektronenstrahl bestrahlung, Vernetzungsfunktion durch Ultraviolettes licht bestrahlung.
1. Das Mutterpartikel mit Vernetzungsfunktion für chemisch vernetzte Kabel, Modell: DH-125Y,
Das Aussehen der chemisch vernetzten funktionellen Mutterpartikel DH-125Y ist farblose LLDPE-Kunststoffpartikel. Draht- und Kabelfabriken müssen nur gängige LLDPE-Polyethylen-Kunststoffpartikel auf dem Markt kaufen, wie z. B. LLDPE 7042 und so weiter. 25 kg LLDPE7042-Kunststoffpartikel 1 kg DH-125Y-Funktionsmutterpartikel zugeben, von Hand gleichmäßig wenden und direkt in den Extruder für Kabel und Drähte geben. Das Extrudieren des Kabels, dh eines chemisch vernetzten Kabels, wird hergestellt. Dieses funktionelle Mutterteilchen kann vernetzte Drähte und Kabel von 35 kV und darunter herstellen.
2. Elektronenstrahl bestrahltes vernetztes Kabel verwendet vernetzende funktionelle Mutterpartikel, Modell: DH-125DF
Das Aussehen von DH-125DF-Elektronenstrahl bestrahlung, die funktionelle Mutterteilchen vernetzen, ist farblose LLDPE-Kunststoffteilchen. 1 kg DH-125DF-funktionelle Mutterpartikel werden zu 7042 Kunststoff partikeln hinzugefügt. Nachdem Sie es gleichmäßig von Hand gedreht haben, legen Sie es direkt in den Extruder, um das Kabel zu extrudieren. Dann mit Elektronenstrahlen bestrahlt, um ein vernetztes Kabel herzustellen. Dieses funktionelle Mutterteilchen kann vernetzte Kabel mit einer langfristigen Arbeitstemperatur von 125 ° C in der Umgebung herstellen.
3. Das vernetzte Kabel der ultravioletten Lichtbestrahlung verwendet vernetzende funktionelle Mutterpartikel, Modell: DH-125ZF,
Das Aussehen von DH-125ZF UV-bestrahlten vernetzenden funktionellen Mutterpartikeln ist farblose LLDPE-Kunststoffpartikel. 1 kg DH-125ZF funktionelle Mutterpartikel werden zu 7042 Kunststoffpartikeln hinzugefügt. Nachdem es von Hand gleichmäßig gedreht wurde, wird es direkt in den Extruder des Kabels und des Drahtes gegeben, und das Kabel wird extrudiert, und das vernetzte Kabel wird durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht hergestellt. Die Mutterpartikel dieser Funktion können vernetzte Drähte und Kabel mit einer langfristigen Arbeitsumgebung temperatur von 125°C erzeugen.
Vorteil:
1. Geld sparen:
Reduzieren Sie die Kosten.Es kann direkt vom Kabelhersteller verwendet werden, das 1500~3000 Yuan / Tonne billiger ist als die auf dem Markt gekauften Spezialpartikel für chemisches und strahlungsvernetztes Polyethylenkabel.
2. Zeitersparnis;
Der Zeitraum von ca. einer Woche für Anfrage, Bestellung, Produktion und Transport ist für Kabelhersteller erforderlich, um chemische und bestrahlte vernetzte Polyethylen kabel-Spezialmaterial partikel einzukaufen. Bei Verwendung von DH-125 funktionellen Mutterpartikeln kann das Kabel nach Festlegung des Produktionsplans nach 5 Minuten Vorbereitung direkt produziert werden.
3. Vielseitigkeit,
Die Sorte und Härte kann der Kabelhersteller selbst einstellen:
Funktionelle DH-125-Mutterpartikel können nicht nur gewöhnlichen Polyethylen-PE-Partikeln zugesetzt werden, sondern können auch gewöhnlichen Kabel material partikeln hinzugefügt werden, die keine Vernetzung eigenschaften aufweisen. Verwandeln Sie gewöhnliche Kunststoff kabel partikel, die keine vernetzenden Eigenschaften aufweisen, in vernetzte Kunststoffpartikel.
Strahlenvernetzung
Das modifizierte Polyethylen-Isoliermaterial wird durch das 1+2-Extrusionsverfahren verwendet: die Extrusion der Fremdkörper-Abschirmschicht – der Isolationsschicht – der isolierenden Abschirmschicht. Führen Sie den gekühlten isolierten Drahtkern gleichmäßig durch das Strahlungs abtast fenster des Hochenergie-Elektronenbeschleunigers, um den Vernetzungsprozess abzuschließen. Dem strahlung vernetzten Kabel material wird kein Vernetzungsmittel zugesetzt. Während der Vernetzung durchdringt der vom Hochenergie-Elektronenbeschleuniger erzeugte hochenergetische Elektronenstrahl effektiv die Isolierschicht, und die Vernetzungsreaktion wird durch Energieumwandlung erzeugt. Da Elektronen eine hohe Energie haben und die Isolierschicht gleichmäßig durchdringen, weisen die gebildeten vernetzten Bindungen eine hohe Bindungsenergie und eine gute Stabilität auf. Die gezeigte physikalische Leistung ist, dass die Hitzebeständigkeit besser ist als die von chemisch vernetzten Kabeln. Aufgrund der Begrenzung des Energieniveaus des Beschleunigers (im Allgemeinen nicht mehr als 3,0 MeV, beträgt die effektive Eindringdicke des Elektronenstrahls jedoch weniger als 10 mm). Unter Berücksichtigung geometrischer Faktoren kann der Spannungspegel des Produktion kabels nur 10 kV erreichen, und der Vorteil liegt unter 6 kV.Es gibt viele Arten von vernetzten Kabelisolierungen, die nach dem Vernetzungsmechanismus hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt werden, nämlich physikalische Vernetzung und chemische Vernetzung.
1. Chemische Vernetzung:
Es gibt zwei Verfahren der Hochtemperatur vernetzung und der Niedertemperatur vernetzung.
(1) Hochtemperatur vernetzung wird auch Peroxidvernetzung genannt. Als Vernetzungsmittel werden im Allgemeinen organische Peroxide verwendet, die sich unter Hitzeeinwirkung zu aktiven freien Radikalen zersetzen. Diese freien Radikale erzeugen aktive Stellen an der Polymerkohlenstoffkette und erzeugen C-C-vernetzende Bindungen, um eine dreidimensionale Netzwerkstruktur zu bilden. Hochtemperatur vernetzung umfasst Dampf vernetzung und Trocken vernetzung. Bei den meisten vernetzten Kabeln wurde in den 1960er Jahren ein Dampf vernetzung verfahren verwendet. Da die Dampf vernetzung den Feuchtigkeitsgehalt in der Isolierung erhöht, ist die Isolierungsqualität nicht gut und wurde vollständig eliminiert; Seit den 1970er Jahren ist das Trocken vernetzung verfahren im Ausland weit verbreitet, wobei Hochdruck vulkanisation leitungen und Schnellheizverfahren zur Vernetzung verwendet werden.
(2) Die Niedertemperatur vernetzung wird auch als Warmwasser vernetzung oder Silanvernetzung bezeichnet. Das Kabel wird in warmem Wasser bei 70-90 ℃ vernetzt, und das Vernetzungsmittel im Isolationssilan reagiert nach der Wasseraufnahme zu einer netzartigen vernetzten Struktur.
2. Physikalische Vernetzung: auch als Strahlung vernetzung bekannt.
Es wird in zwei Verfahren unterteilt: -Strahlen-Vernetzung und Elektronenstrahl-Vernetzung.
(1) Die -Strahlenvernetzung wird aufgrund ihrer geringen Dosisleistung nur bei der Vernetzung von wärmeschrumpfbaren Materialien verwendet und kann während der Bestrahlung nicht in den Kerndraht des Kabels eindringen. Bei der Herstellung von Drähten und Kabeln wird die -Strahlenvernetzung im Allgemeinen nicht verwendet.
(2) Elektronenstrahl-Vernetzung: Verwenden Sie einen Elektronenbeschleuniger, um mit einer Bestrahlung vorrichtung zusammenzuarbeiten, und verwenden Sie einen hochenergetischen Elektronenstrahl (im Allgemeinen zwischen 1,0-3,0 MeV), um die Isolierschicht des Kabels zu bestrahlen. Initiieren Sie Polymer materialien, um freie Radikale zu erzeugen, C-C-Vernetzungen zu bilden und eine dreidimensionale Netzwerkstruktur zu erzeugen.
Leistungsvergleich
Leistungsvergleich häufig verwendeter isolierter Kabel:Die in der Kabel herstellung am häufigsten verwendeten Isolierkunststoffe sind Polyethylen und Polyvinylchlorid. Unter diesen weisen Polyethylen materialien bessere elektrische Eigenschaften und bessere Vernetzungseigenschaften auf, so dass eine Vielzahl industrieller Vernetzungsherstellungsverfahren, chemischer Vernetzung und Strahlungsvernetzung entwickelt wurden. Bei der Herstellung und Verlegung weist die Isolationsschicht häufig verwendeter vernetzter Kabel eine höhere Härte und Festigkeit auf, die sich schwerer abziehen lässt als eine PVC-Isolierung. Da das speichenvernetzte Kabel die beste Vernetzungsleistung und den höchsten Vernetzungsgrad aufweist, ist relativ gesehen auch die Schälfestigkeit am höchsten. Wenn das Abziehen der vernetzten Kabelisolationsschicht relativ leicht ist (ähnlich wie bei Polyvinylchlorid), muss es eine ungenügende oder keine Vernetzung sein. Unter normalen Umständen haben die durch das Warmwasser-Vernetzungsverfahren hergestellten vernetzten Kabel oft einen unzureichenden Vernetzungsgrad, da der ursprüngliche Vernetzungsgrad dieser Art von Produkten relativ gering ist. Darüber hinaus ist der Vernetzungsprozess nicht kontinuierlich und kann nicht automatisch gesteuert werden, er wird stark von menschlichen Faktoren beeinflusst und neigt zur Untervernetzung.
Eigenschaften des strahlungsvernetzten Kabels:
Die Alterungsdauer von Kabel isoliermaterial hängt hauptsächlich von seiner thermischen Alterungsdauer ab. Sie wird durch die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen wie thermische Sauerstoff oxidation, thermisches Cracken, thermisch oxidatives Cracken und Polykondensation bestimmt, die im Dämmstoff bei der Warmumformung auftreten. Daher beeinflusst die thermische Alterungsdauer des Isoliermaterials direkt die Lebensdauer des Kabels. Nach der Ableitung der chemischen Reaktionskinetik und dem künstlichen beschleunigten thermischen Alterungstest (20-30 Jahre) beträgt die zulässige Langzeit einsatztemperatur des bestrahlten vernetzten Kabels:Stromkabel YJV 0.6/1KV
Die Nenn betriebstemperatur beträgt 105 Grad und die thermische Alterungsdauer beträgt mehr als 60 Jahre.
Die Nenn betriebstemperatur beträgt 90 Grad und die thermische Alterungsdauer beträgt mehr als 100 Jahre.
Freiliegendes isoliertes Kabel
Bei der Verlegung von isolierten Freileitungen im Freien kommt der Umwelt- und Strahlungsbeständigkeit der Isolierstoffe eine größere Bedeutung zu. Bestrahlung vernetzte Isoliermaterialien müssen einer Bestrahlung behandlung unterzogen werden und weisen selbst eine gute Strahlungsbeständigkeit auf. Die im quervernetzenden Produktionsprozess angewendete Strahlendosis lässt einen großen Sicherheitsabstand zur Zerstörung dosis. Die Strahlenschädigung dosis von Polyethylen beträgt 1000 KGY und die Verarbeitung dosis beträgt etwa 200 KGY. Gepaart mit der Verbesserung der speziellen Formel ist es noch in einem relativ weiten Bereich durch Strahlung vernetzt, so dass seine Leistung bei Strahlungsbelastung über einen längeren Zeitraum verbessert wird.
