Qué es el Cable de Polietileno Reticulado (XLPE)?
El cable XLPE es una especie de cable de polietileno reticulado, que ocupa un lugar muy importante en la red eléctrica. El cable XLPE es un tipo de cable adecuado para redes de distribución de energía y otros campos, y tiene las ventajas que los cables con aislamiento de PVC no pueden comparar. Tiene una estructura simple, peso ligero, buena resistencia al calor, gran capacidad de carga, resistencia a la corrosión química y no se derrite y alta resistencia mecánica.
Se debe prestar suficiente atención a la seguridad y confiabilidad del funcionamiento de la línea de cable de alimentación XLPE. Se deben tomar las medidas necesarias y apropiadas para prevenir accidentes y monitorear las condiciones de operación de las líneas de cables eléctricos. El plan de prueba del cable XLPE incluye principalmente la prueba de tensión soportada, la evaluación del estado de rutina y la prueba de descarga parcial. La parte principal que se puede utilizar para la prueba de cables en la operación de campo es la prueba de descarga parcial.
El cable aislado de polietileno reticulado utiliza métodos químicos o físicos para transformar la molécula de polietileno del aislamiento del cable de una estructura molecular lineal a una estructura molecular de red principal. Es decir, el polietileno termoplástico se transforma en polietileno reticulado termoendurecible. De este modo, se mejora en gran medida su resistencia al calor y sus propiedades mecánicas, se reduce su contracción, se deja de fundir después de calentarla y se mantienen excelentes propiedades eléctricas.
La temperatura de trabajo permitida a largo plazo de los cables XLPE aumenta de 70 ° C a 90 ° C (o más). La temperatura permitida aumenta de 140 ° C a 250 ° C (o más) durante el cortocircuito, lo que mejora en gran medida el rendimiento de uso real al tiempo que mantiene su excelente rendimiento eléctrico original.
La operación segura del cable XLPE es muy importante para la estabilidad de todo el sistema de energía, una vez que ocurre una falla, causará un corte de energía mayor en el área bajo su jurisdicción. Basado en el análisis de materiales como los registros de reparaciones de cables de energía en las principales ciudades a lo largo del año, fotos del lugar del accidente y muestras de sellado de cables defectuosos. Las causas de las fallas en el funcionamiento del cable de alimentación se pueden dividir en cuatro tipos: El daño por fuerza externa, la calidad de fabricación de los accesorios del cable, la calidad de la instalación y el tendido del cable y la calidad de la fabricación del cuerpo del cable representaron el 58%, 27%, 12% y 3%, respectivamente. Excluyendo las fallas causadas por daños por fuerza externa, las fallas de los accesorios del cable representan más del 50% de las fallas de operación del cable. Sin embargo, más del 97% de las fallas de los accesorios del cable son fallas de aislamiento causadas por la descarga superficial del medio compuesto sólido. Se puede ver que se debe prestar suficiente atención al funcionamiento de las líneas de cables de alimentación XLPE, especialmente a la seguridad y fiabilidad del funcionamiento de los accesorios del cable. Se deben tomar las medidas necesarias y apropiadas para prevenir accidentes y monitorear las condiciones de operación de las líneas de cables eléctricos.
1. Resistencia al calor: El XLPE con una estructura tridimensional en forma de red tiene una excelente resistencia al calor. No se descompondrá ni carbonizará por debajo de 300 ℃, la temperatura de trabajo a largo plazo puede alcanzar los 90 ℃ y la vida térmica puede alcanzar los 40 años.
2. Rendimiento de aislamiento: XLPE mantiene las buenas propiedades de aislamiento originales del PE y la resistencia del aislamiento aumenta aún más. El valor de la tangente de pérdida dieléctrica es muy pequeño y no se ve muy afectado por la temperatura.
3. Características mecánicas: Debido al establecimiento de nuevos enlaces químicos entre macromoléculas, se han mejorado la dureza, rigidez, resistencia al desgaste y resistencia al impacto del XLPE, compensando así las deficiencias del PE al ser vulnerable al estrés ambiental y al agrietamiento.
4. Resistencia química: XLPE tiene una fuerte resistencia a ácidos y álcalis y resistencia al aceite. Sus productos de combustión son principalmente agua y dióxido de carbono, que son menos dañinos para el medio ambiente y cumplen con los requisitos de la seguridad contra incendios moderna.
Desde un punto de vista técnico, la carga espacial generada y acumulada durante el proceso de transmisión HVDC de los cables aislados XLPE es el problema más importante que deben afrontar los materiales aislantes poliméricos. Siempre ha limitado la aplicación de materiales aislantes poliméricos en cables HVDC. Por lo tanto, tanto el mecanismo de acumulación de carga espacial como la supresión de la acumulación de carga espacial son el foco de la investigación: Incluyendo el material aislante polimérico correspondiente en el semiconductor del cable. Propiedades de interfaz de aisladores y materiales semiconductores. Investigación sobre materiales aislantes, investigación sobre las propiedades de las interfaces de los aisladores, el efecto de los gradientes de temperatura sobre las cargas espaciales, el proceso de acumulación de cargas espaciales, etc.
Por supuesto, también incluye algunos otros problemas: El mecanismo de envejecimiento del material de aislamiento, la estabilidad a largo plazo de los nuevos materiales y la influencia de las descargas parciales. No está claro si el límite superior de la tensión de funcionamiento debe determinarse mediante la medición de la carga espacial o mediante la tensión umbral de envejecimiento eléctrico.
En el proceso de uso del sistema de prueba de resonancia en serie para realizar pruebas de descarga parcial y alta tensión de los productos de cable de media tensión terminados, a veces aparecen averías falsas repentinamente durante la prueba debido a varias razones: Cómo identificar correctamente la verdadera avería del cable en sí o la falsa avería del cable debido a otras razones es de gran importancia para mejorar la eficiencia de la prueba de fábrica de cables.
Las pruebas de descarga parcial y alta tensión en fábrica de los cables de potencia XLPE de media tensión se realizan uno a uno en la sala blindada. En este momento, puede considerar reemplazar el núcleo aislado para volver a realizar la prueba. Si la prueba de voltaje pasa normalmente después de que se reemplaza el núcleo, se debe determinar que el cable realmente se ha roto. O, vuelva a aumentar, si el voltaje de ruptura muestra una disminución gradual, también se puede determinar que el cable tiene una ruptura real. Si la tensión de ruptura del cable tiene el mismo valor cada vez, se debe considerar si el extremo del cable tiene una ruptura. En este momento, el interruptor de enclavamiento de la puerta de la sala de blindaje de descarga parcial se puede cerrar manualmente y la puerta de la sala de blindaje se puede abrir para aumentar el voltaje, observar el fenómeno de avería y determinar rápidamente la posición final de avería. Si después de la investigación, no hay una ruptura al final del cable, reemplace varios núcleos y cables aislados, e incluso vuelva a probar los cables que han sido calificados por Zengjin o reevaluaciones sin carga. La tensión de ruptura siempre mantiene el mismo valor. Debe ser posible confirmar que ocurrió una falla falsa en el cable, y el equipo debe ser inspeccionado; la prueba debe realizarse después de la resolución de problemas. Sin embargo, en el caso de algunos cables reticulados de media tensión de un solo núcleo de longitud larga que se hayan inspeccionado, debe comprobarse si han superado la carga admisible del equipo de prueba. En este caso, la desafinación y el disparo también ocurrirán durante el proceso de prueba, y no es necesario apresurarse para determinar que el cable se ha roto.
Hay un caso especial que debe explicarse aquí: a veces se produce un cortocircuito dentro del aislamiento del cable y es posible que el sistema de prueba de resonancia en serie no pueda resonar para aumentar el voltaje. Este es también un fenómeno especial de rotura de cables. Encontró este fenómeno, siempre que se pueda confirmar el reemplazo de una buena prueba del núcleo del cable de aislamiento.
La primera categoría "reticulación química de peróxido" incluye reticulación de vapor saturado, reticulación de gas inerte, reticulación de sales fundidas y reticulación de aceite de silicona. El segundo método más común es la reticulación química seca;
Tipo 2, reticulación química de silano;
Tipo 3, reticulación por radiación.
Gas inerte
Adopta un material aislante de polietileno agregado con un agente de reticulación compuesto peroxi, que se completa con una coextrusión de tres capas: la extrusión de la capa protectora del conductor, la capa aislante, la capa protectora aislante. Complete de manera continua y uniforme el proceso de reticulación a través de un tubo de reticulación sellado lleno de nitrógeno a alta temperatura y alta presión. El medio de transferencia de calor es nitrógeno (gas inerte), el polietileno reticulado tiene excelentes propiedades eléctricas y el rango de producción puede alcanzar los 500KV.
Química del silano
Adopte material aislante de polietileno agregado con agente reticulante de silano y complételo con el método de extrusión 1 + 2: capa protectora del conductor-capa aislante-capa protectora aislante. Sumerja el núcleo de alambre aislado enfriado en 85-95 ℃ de agua caliente para hidrólisis y reticulación, porque la reticulación húmeda afectará el contenido de agua en la capa aislante. Generalmente, el nivel de voltaje más alto es de solo 10KV.
Última tecnología
Método de aplicación de la reticulación química y la reticulación por radiación de partículas madre funcionales.
Utilizando cable de polietileno con partículas madre con función de reticulación, se puede agregar una pequeña cantidad de estas partículas madre funcionales a las partículas de material de los cables de polietileno ordinarios, y el cable extruido puede convertirse en un cable reticulado.
Hay tres tipos de partículas madre funcionales de reticulación de cables: Función de reticulación química, función de reticulación de irradiación de haz de electrones, función de reticulación de irradiación de luz ultravioleta.
1. La partícula madre con función de reticulación para cables químicamente reticulados, modelo: 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. Reticulación de partículas madre funcionales para cables reticulados de irradiación con haz de electrones, modelo: DH-125DF
La apariencia de las partículas madre de la función de reticulación por radiación de haz de electrones DH-125DF son partículas de plástico LLDPE incoloras. Se agrega 1 kg de partículas madre funcionales DH-125DF a 7042 partículas de plástico. Después de girarlo uniformemente a mano, colóquelo directamente en la extrusora para extruir el cable. Luego irradiado por haces de electrones para hacer un cable reticulado. Esta partícula madre funcional puede producir cables reticulados con una temperatura de trabajo a largo plazo de 125 ℃ en el medio ambiente.
3. El cable reticulado de irradiación de luz ultravioleta utiliza partículas madre funcionales reticuladas, modelo: DH-125ZF,
La apariencia de las partículas madre funcionales reticulantes irradiadas con UV DH-125ZF son partículas plásticas LLDPE incoloras. Se agrega 1 kg de partículas madre funcionales DH-125ZF a 7042 partículas de plástico. Después de girarlo uniformemente a mano, se coloca directamente en la extrusora del cable y el alambre, y el cable se extruye y el cable reticulado se fabrica mediante irradiación de luz ultravioleta. Las partículas madre de esta función pueden producir alambres y cables reticulados con una temperatura ambiente de trabajo a largo plazo de 125 ° C.
ventaja:
1. Ahorre dinero:
Reducir costos.Puede ser utilizado directamente por el fabricante del cable, que es 1500 ~ 3000 yuanes / tonelada más barato que las partículas especiales de cables de polietileno reticulado por radiación y químicos comprados en el mercado.
2. Ahorro de tiempo;
Los fabricantes de cables requieren un período de aproximadamente una semana para realizar consultas, realizar pedidos, producir y transportar partículas de materiales especiales para cables de polietileno reticulado químico e irradiado. Cuando se utilizan partículas madre funcionales DH-125, después de decidir el plan de producción, el cable se puede producir directamente después de 5 minutos de preparación.
3. Versatilidad,
El fabricante del cable puede ajustar la variedad y dureza por sí mismo: las partículas madre funcionales DH-125 no solo se pueden agregar a las partículas ordinarias de polietileno PE, sino que también se pueden agregar a las partículas ordinarias del material del cable que no tienen propiedades de reticulación. Convierta las partículas de cable de plástico ordinarias que no tienen propiedades de reticulación en partículas de plástico reticuladas.
Hay muchos tipos de aislamiento de cables reticulados, que se dividen principalmente en dos categorías del mecanismo de reticulación, a saber, reticulación física y reticulación química.
1. Reticulación química:
Hay dos métodos de reticulación a alta temperatura y reticulación a baja temperatura.
(1) La reticulación a alta temperatura también se denomina reticulación por peróxido. Generalmente se utilizan como reticulantes los peróxidos orgánicos, que se descomponen para generar radicales libres activos bajo la acción del calor. Estos radicales libres generan sitios activos en la cadena de carbono del polímero y generan enlaces de reticulación C-C para formar una estructura de red tridimensional. La reticulación a alta temperatura incluye la reticulación con vapor y la reticulación en seco. La mayoría de los cables reticulados utilizaron un proceso de reticulación por vapor en la década de 1960. A medida que la reticulación del vapor aumenta el contenido de humedad en el aislamiento, la calidad del aislamiento no es buena y se ha eliminado por completo; Desde la década de 1970, el proceso de reticulación en seco se ha utilizado ampliamente en países extranjeros, utilizando tuberías de vulcanización a alta presión y métodos de calentamiento rápido para la reticulación.
(2) La reticulación a baja temperatura también se denomina reticulación con agua caliente o reticulación con silano. El cable se reticula en agua tibia a 70-90 ℃, y el agente reticulante en el aislante-silano, después de absorber agua, la estructura lineal reacciona para formar una estructura reticulada similar a una red.
2. Reticulación física: también conocida como reticulación por radiación.
Se divide en dos métodos: reticulación de rayos γ y reticulación por haz de electrones.
(1) La reticulación de rayos γ solo se utiliza en la reticulación de materiales termocontraíbles debido a su baja tasa de dosis y no puede penetrar el núcleo del cable durante la irradiación. Generalmente, la reticulación de rayos γ no se usa en la producción de alambres y cables.
(2) Reticulación por haz de electrones: Use un acelerador de electrones para cooperar con un dispositivo de irradiación y use un haz de electrones de alta energía (generalmente entre 1.0-3.0 MeV) para irradiar la capa de aislamiento del cable. Iniciar materiales poliméricos para generar radicales libres, formar enlaces cruzados C-C y generar una estructura de red tridimensional.
En la producción de cables, los plásticos aislantes más utilizados son el polietileno y el cloruro de polivinilo. Entre ellos, los materiales de polietileno tienen mejores propiedades eléctricas y mejores propiedades de reticulación, por lo que se han desarrollado una variedad de procesos de producción de reticulación industrial, reticulación química y reticulación por radiación. En el proceso de producción y colocación, la capa de aislamiento de los cables reticulados de uso común tiene mayor dureza y resistencia, lo que es más difícil de despegar que el aislamiento de PVC. Dado que el cable reticulado de radios tiene el mejor rendimiento de reticulación y el mayor grado de reticulación, en términos relativos, la resistencia al pelado también es la más alta. Si el pelado de la capa de aislamiento del cable reticulado es relativamente fácil (similar al cloruro de polivinilo), debe ser insuficiente o sin reticulación. En circunstancias normales, los cables reticulados producidos por el proceso de reticulación con agua caliente a menudo tienen un grado de reticulación insuficiente, porque el grado de reticulación original de este tipo de productos es relativamente bajo. Además, el proceso de reticulación no es continuo y no puede controlarse automáticamente, se ve muy afectado por factores humanos y es propenso a la falta de reticulación.
La vida útil del material aislante del cable depende principalmente de su vida útil térmica. Está determinada por la velocidad de las reacciones químicas como la oxidación térmica del oxígeno, el agrietamiento térmico, el agrietamiento oxidativo térmico y la policondensación que ocurren en el material aislante bajo trabajo en caliente. Por lo tanto, la vida útil del envejecimiento térmico del material aislante afecta directamente la vida útil del cable. De acuerdo con la derivación de la cinética de la reacción química y la prueba de envejecimiento térmico acelerado artificial (20-30 años), la temperatura de trabajo permitida a largo plazo del cable reticulado irradiado es:
Cable de alimentación YJV 0.6 / 1KV
La temperatura de trabajo nominal es de 105 grados y su vida de envejecimiento térmico es de más de 60 años.
La temperatura de trabajo nominal es de 90 grados y su vida de envejecimiento térmico es de más de 100 años.
Cable aéreo aislado
Cuando los cables aéreos aislados se colocan al aire libre, la resistencia ambiental y la resistencia a la radiación de los materiales aislantes son más importantes. Los materiales aislantes reticulados por irradiación deben someterse a un proceso de irradiación y ellos mismos tienen una buena resistencia a la radiación. La dosis de radiación aplicada en el proceso de producción de reticulación deja un gran margen de seguridad frente a la dosis de destrucción. La dosis de daño por radiación del polietileno es de 1000 KGY y la dosis de procesamiento es de aproximadamente 200 KGY. Junto con la mejora de la fórmula especial, todavía está reticulado por radiación en un rango relativamente amplio, por lo que su rendimiento mejorará cuando se exponga a la radiación durante un período de uso más prolongado.
Se debe prestar suficiente atención a la seguridad y confiabilidad del funcionamiento de la línea de cable de alimentación XLPE. Se deben tomar las medidas necesarias y apropiadas para prevenir accidentes y monitorear las condiciones de operación de las líneas de cables eléctricos. El plan de prueba del cable XLPE incluye principalmente la prueba de tensión soportada, la evaluación del estado de rutina y la prueba de descarga parcial. La parte principal que se puede utilizar para la prueba de cables en la operación de campo es la prueba de descarga parcial.
Introducción al cable XLPE
Los cables reticulados generalmente se refieren al uso de materiales reticulados en la capa de aislamiento del cable. El material más utilizado es el polietileno reticulado (XLPE).El cable aislado de polietileno reticulado utiliza métodos químicos o físicos para transformar la molécula de polietileno del aislamiento del cable de una estructura molecular lineal a una estructura molecular de red principal. Es decir, el polietileno termoplástico se transforma en polietileno reticulado termoendurecible. De este modo, se mejora en gran medida su resistencia al calor y sus propiedades mecánicas, se reduce su contracción, se deja de fundir después de calentarla y se mantienen excelentes propiedades eléctricas.
La temperatura de trabajo permitida a largo plazo de los cables XLPE aumenta de 70 ° C a 90 ° C (o más). La temperatura permitida aumenta de 140 ° C a 250 ° C (o más) durante el cortocircuito, lo que mejora en gran medida el rendimiento de uso real al tiempo que mantiene su excelente rendimiento eléctrico original.
La operación segura del cable XLPE es muy importante para la estabilidad de todo el sistema de energía, una vez que ocurre una falla, causará un corte de energía mayor en el área bajo su jurisdicción. Basado en el análisis de materiales como los registros de reparaciones de cables de energía en las principales ciudades a lo largo del año, fotos del lugar del accidente y muestras de sellado de cables defectuosos. Las causas de las fallas en el funcionamiento del cable de alimentación se pueden dividir en cuatro tipos: El daño por fuerza externa, la calidad de fabricación de los accesorios del cable, la calidad de la instalación y el tendido del cable y la calidad de la fabricación del cuerpo del cable representaron el 58%, 27%, 12% y 3%, respectivamente. Excluyendo las fallas causadas por daños por fuerza externa, las fallas de los accesorios del cable representan más del 50% de las fallas de operación del cable. Sin embargo, más del 97% de las fallas de los accesorios del cable son fallas de aislamiento causadas por la descarga superficial del medio compuesto sólido. Se puede ver que se debe prestar suficiente atención al funcionamiento de las líneas de cables de alimentación XLPE, especialmente a la seguridad y fiabilidad del funcionamiento de los accesorios del cable. Se deben tomar las medidas necesarias y apropiadas para prevenir accidentes y monitorear las condiciones de operación de las líneas de cables eléctricos.
Características del cable XLPE
Los cables aislados de polietileno reticulado utilizan métodos de reticulación de peróxido para cambiar las moléculas de polietileno de estructuras moleculares lineales a estructuras de red tridimensionales, y de materiales termoplásticos a materiales termoendurecibles. La temperatura de trabajo aumenta de 70 ° C a 90 ° C, lo que mejora significativamente la capacidad de transporte de corriente del cable. Los cables con aislamiento XLPE tienen las siguientes ventajas:1. Resistencia al calor: El XLPE con una estructura tridimensional en forma de red tiene una excelente resistencia al calor. No se descompondrá ni carbonizará por debajo de 300 ℃, la temperatura de trabajo a largo plazo puede alcanzar los 90 ℃ y la vida térmica puede alcanzar los 40 años.
2. Rendimiento de aislamiento: XLPE mantiene las buenas propiedades de aislamiento originales del PE y la resistencia del aislamiento aumenta aún más. El valor de la tangente de pérdida dieléctrica es muy pequeño y no se ve muy afectado por la temperatura.
3. Características mecánicas: Debido al establecimiento de nuevos enlaces químicos entre macromoléculas, se han mejorado la dureza, rigidez, resistencia al desgaste y resistencia al impacto del XLPE, compensando así las deficiencias del PE al ser vulnerable al estrés ambiental y al agrietamiento.
4. Resistencia química: XLPE tiene una fuerte resistencia a ácidos y álcalis y resistencia al aceite. Sus productos de combustión son principalmente agua y dióxido de carbono, que son menos dañinos para el medio ambiente y cumplen con los requisitos de la seguridad contra incendios moderna.
Aplicación de cable XLPE
Los cables aislados de polietileno reticulado son adecuados para redes de distribución de energía, instalaciones industriales u otros campos que requieran electricidad de gran capacidad. Se utiliza para tendido fijo en líneas de transmisión y distribución de energía con CA 50Hz y voltaje nominal 6kV ～ 35kV La función principal es transmitir energía eléctrica.Problemas técnicos clave de los cables XLPE
Aunque el polietileno reticulado (XLPE) tiene muchas ventajas sobresalientes como material aislante, y se han desarrollado algunos productos excelentes después de años de arduo trabajo, todavía hay algunos problemas importantes que deben resolverse. Desde la perspectiva del mercado de cables HVDC, los cables HVDC tradicionales, como los cables con aislamiento de papel impregnados o los cables rellenos de aceite, siguen siendo productos de uso generalizado, y aún se están realizando mejoras sobre esta base. Esto se puede ver en los productos producidos por las dos compañías de cable más grandes del mundo, Prismmann en Italia y Nexans en Francia. En términos de productos de cables de transmisión HVDC de 500 kV y superiores, los cables aislados con papel relleno de aceite siguen siendo los productos principales absolutos. Por el contrario, los cables aislados de 500kV HVDC XLPE están solo en la etapa de certificación de prueba en Japón sin certificación comercial. Aunque los cables de transmisión de CC de alto voltaje de servicio ligero de ABB han pasado la certificación comercial para 80 kV, 150 kV y 320 kV, solo se aplican a proyectos de ingeniería con dos niveles de voltaje de 80 kV y 150 kV. A partir de esto, se puede ver que aumentar el nivel de voltaje y la capacidad es la dirección de desarrollo de los productos de cable con aislamiento XLPE de CC de alto voltaje, que también presenta los requisitos técnicos correspondientes.Desde un punto de vista técnico, la carga espacial generada y acumulada durante el proceso de transmisión HVDC de los cables aislados XLPE es el problema más importante que deben afrontar los materiales aislantes poliméricos. Siempre ha limitado la aplicación de materiales aislantes poliméricos en cables HVDC. Por lo tanto, tanto el mecanismo de acumulación de carga espacial como la supresión de la acumulación de carga espacial son el foco de la investigación: Incluyendo el material aislante polimérico correspondiente en el semiconductor del cable. Propiedades de interfaz de aisladores y materiales semiconductores. Investigación sobre materiales aislantes, investigación sobre las propiedades de las interfaces de los aisladores, el efecto de los gradientes de temperatura sobre las cargas espaciales, el proceso de acumulación de cargas espaciales, etc.
Por supuesto, también incluye algunos otros problemas: El mecanismo de envejecimiento del material de aislamiento, la estabilidad a largo plazo de los nuevos materiales y la influencia de las descargas parciales. No está claro si el límite superior de la tensión de funcionamiento debe determinarse mediante la medición de la carga espacial o mediante la tensión umbral de envejecimiento eléctrico.
Método de identificación de averías de cables XLPE
Identifique el método de avería falsa del cable XLPE:En el proceso de uso del sistema de prueba de resonancia en serie para realizar pruebas de descarga parcial y alta tensión de los productos de cable de media tensión terminados, a veces aparecen averías falsas repentinamente durante la prueba debido a varias razones: Cómo identificar correctamente la verdadera avería del cable en sí o la falsa avería del cable debido a otras razones es de gran importancia para mejorar la eficiencia de la prueba de fábrica de cables.
Las pruebas de descarga parcial y alta tensión en fábrica de los cables de potencia XLPE de media tensión se realizan uno a uno en la sala blindada. En este momento, puede considerar reemplazar el núcleo aislado para volver a realizar la prueba. Si la prueba de voltaje pasa normalmente después de que se reemplaza el núcleo, se debe determinar que el cable realmente se ha roto. O, vuelva a aumentar, si el voltaje de ruptura muestra una disminución gradual, también se puede determinar que el cable tiene una ruptura real. Si la tensión de ruptura del cable tiene el mismo valor cada vez, se debe considerar si el extremo del cable tiene una ruptura. En este momento, el interruptor de enclavamiento de la puerta de la sala de blindaje de descarga parcial se puede cerrar manualmente y la puerta de la sala de blindaje se puede abrir para aumentar el voltaje, observar el fenómeno de avería y determinar rápidamente la posición final de avería. Si después de la investigación, no hay una ruptura al final del cable, reemplace varios núcleos y cables aislados, e incluso vuelva a probar los cables que han sido calificados por Zengjin o reevaluaciones sin carga. La tensión de ruptura siempre mantiene el mismo valor. Debe ser posible confirmar que ocurrió una falla falsa en el cable, y el equipo debe ser inspeccionado; la prueba debe realizarse después de la resolución de problemas. Sin embargo, en el caso de algunos cables reticulados de media tensión de un solo núcleo de longitud larga que se hayan inspeccionado, debe comprobarse si han superado la carga admisible del equipo de prueba. En este caso, la desafinación y el disparo también ocurrirán durante el proceso de prueba, y no es necesario apresurarse para determinar que el cable se ha roto.
Hay un caso especial que debe explicarse aquí: a veces se produce un cortocircuito dentro del aislamiento del cable y es posible que el sistema de prueba de resonancia en serie no pueda resonar para aumentar el voltaje. Este es también un fenómeno especial de rotura de cables. Encontró este fenómeno, siempre que se pueda confirmar el reemplazo de una buena prueba del núcleo del cable de aislamiento.
Proceso de fabricación de cables XLPE
Los métodos de proceso para producir cables XLPE se dividen en tres categorías:La primera categoría "reticulación química de peróxido" incluye reticulación de vapor saturado, reticulación de gas inerte, reticulación de sales fundidas y reticulación de aceite de silicona. El segundo método más común es la reticulación química seca;
Tipo 2, reticulación química de silano;
Tipo 3, reticulación por radiación.
Gas inerte
Adopta un material aislante de polietileno agregado con un agente de reticulación compuesto peroxi, que se completa con una coextrusión de tres capas: la extrusión de la capa protectora del conductor, la capa aislante, la capa protectora aislante. Complete de manera continua y uniforme el proceso de reticulación a través de un tubo de reticulación sellado lleno de nitrógeno a alta temperatura y alta presión. El medio de transferencia de calor es nitrógeno (gas inerte), el polietileno reticulado tiene excelentes propiedades eléctricas y el rango de producción puede alcanzar los 500KV.
Química del silano
Adopte material aislante de polietileno agregado con agente reticulante de silano y complételo con el método de extrusión 1 + 2: capa protectora del conductor-capa aislante-capa protectora aislante. Sumerja el núcleo de alambre aislado enfriado en 85-95 ℃ de agua caliente para hidrólisis y reticulación, porque la reticulación húmeda afectará el contenido de agua en la capa aislante. Generalmente, el nivel de voltaje más alto es de solo 10KV.
Última tecnología
Método de aplicación de la reticulación química y la reticulación por radiación de partículas madre funcionales.
Utilizando cable de polietileno con partículas madre con función de reticulación, se puede agregar una pequeña cantidad de estas partículas madre funcionales a las partículas de material de los cables de polietileno ordinarios, y el cable extruido puede convertirse en un cable reticulado.
Hay tres tipos de partículas madre funcionales de reticulación de cables: Función de reticulación química, función de reticulación de irradiación de haz de electrones, función de reticulación de irradiación de luz ultravioleta.
1. La partícula madre con función de reticulación para cables químicamente reticulados, modelo: 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. Reticulación de partículas madre funcionales para cables reticulados de irradiación con haz de electrones, modelo: DH-125DF
La apariencia de las partículas madre de la función de reticulación por radiación de haz de electrones DH-125DF son partículas de plástico LLDPE incoloras. Se agrega 1 kg de partículas madre funcionales DH-125DF a 7042 partículas de plástico. Después de girarlo uniformemente a mano, colóquelo directamente en la extrusora para extruir el cable. Luego irradiado por haces de electrones para hacer un cable reticulado. Esta partícula madre funcional puede producir cables reticulados con una temperatura de trabajo a largo plazo de 125 ℃ en el medio ambiente.
3. El cable reticulado de irradiación de luz ultravioleta utiliza partículas madre funcionales reticuladas, modelo: DH-125ZF,
La apariencia de las partículas madre funcionales reticulantes irradiadas con UV DH-125ZF son partículas plásticas LLDPE incoloras. Se agrega 1 kg de partículas madre funcionales DH-125ZF a 7042 partículas de plástico. Después de girarlo uniformemente a mano, se coloca directamente en la extrusora del cable y el alambre, y el cable se extruye y el cable reticulado se fabrica mediante irradiación de luz ultravioleta. Las partículas madre de esta función pueden producir alambres y cables reticulados con una temperatura ambiente de trabajo a largo plazo de 125 ° C.
ventaja:
1. Ahorre dinero:
Reducir costos.Puede ser utilizado directamente por el fabricante del cable, que es 1500 ~ 3000 yuanes / tonelada más barato que las partículas especiales de cables de polietileno reticulado por radiación y químicos comprados en el mercado.
2. Ahorro de tiempo;
Los fabricantes de cables requieren un período de aproximadamente una semana para realizar consultas, realizar pedidos, producir y transportar partículas de materiales especiales para cables de polietileno reticulado químico e irradiado. Cuando se utilizan partículas madre funcionales DH-125, después de decidir el plan de producción, el cable se puede producir directamente después de 5 minutos de preparación.
3. Versatilidad,
El fabricante del cable puede ajustar la variedad y dureza por sí mismo: las partículas madre funcionales DH-125 no solo se pueden agregar a las partículas ordinarias de polietileno PE, sino que también se pueden agregar a las partículas ordinarias del material del cable que no tienen propiedades de reticulación. Convierta las partículas de cable de plástico ordinarias que no tienen propiedades de reticulación en partículas de plástico reticuladas.
Reticulación por radiación
El material aislante de polietileno modificado se utiliza mediante el método de extrusión 1 + 2: la extrusión de la capa protectora de cuerpo extraño, la capa aislante, la capa protectora aislante. Pase el núcleo de alambre aislado enfriado uniformemente a través de la ventana de exploración de radiación del acelerador de electrones de alta energía para completar el proceso de reticulación. No se agrega ningún agente reticulante al material del cable reticulado por radiación. Durante la reticulación, el haz de electrones de alta energía generado por el acelerador de electrones de alta energía penetra eficazmente en la capa aislante y la reacción de reticulación se genera mediante conversión de energía. Debido a que los electrones tienen alta energía y atraviesan la capa aislante de manera uniforme, los enlaces reticulados formados tienen una alta energía de unión y buena estabilidad. El rendimiento físico mostrado es que la resistencia al calor es mejor que la de los cables químicamente reticulados. Sin embargo, debido a la limitación del nivel de energía del acelerador (generalmente no más de 3,0 Mev, el espesor de penetración efectivo del haz de electrones es inferior a 10 mm). Teniendo en cuenta los factores geométricos, el nivel de voltaje del cable de producción solo puede alcanzar los 10KV, y la ventaja es inferior a 6KV.Hay muchos tipos de aislamiento de cables reticulados, que se dividen principalmente en dos categorías del mecanismo de reticulación, a saber, reticulación física y reticulación química.
1. Reticulación química:
Hay dos métodos de reticulación a alta temperatura y reticulación a baja temperatura.
(1) La reticulación a alta temperatura también se denomina reticulación por peróxido. Generalmente se utilizan como reticulantes los peróxidos orgánicos, que se descomponen para generar radicales libres activos bajo la acción del calor. Estos radicales libres generan sitios activos en la cadena de carbono del polímero y generan enlaces de reticulación C-C para formar una estructura de red tridimensional. La reticulación a alta temperatura incluye la reticulación con vapor y la reticulación en seco. La mayoría de los cables reticulados utilizaron un proceso de reticulación por vapor en la década de 1960. A medida que la reticulación del vapor aumenta el contenido de humedad en el aislamiento, la calidad del aislamiento no es buena y se ha eliminado por completo; Desde la década de 1970, el proceso de reticulación en seco se ha utilizado ampliamente en países extranjeros, utilizando tuberías de vulcanización a alta presión y métodos de calentamiento rápido para la reticulación.
(2) La reticulación a baja temperatura también se denomina reticulación con agua caliente o reticulación con silano. El cable se reticula en agua tibia a 70-90 ℃, y el agente reticulante en el aislante-silano, después de absorber agua, la estructura lineal reacciona para formar una estructura reticulada similar a una red.
2. Reticulación física: también conocida como reticulación por radiación.
Se divide en dos métodos: reticulación de rayos γ y reticulación por haz de electrones.
(1) La reticulación de rayos γ solo se utiliza en la reticulación de materiales termocontraíbles debido a su baja tasa de dosis y no puede penetrar el núcleo del cable durante la irradiación. Generalmente, la reticulación de rayos γ no se usa en la producción de alambres y cables.
(2) Reticulación por haz de electrones: Use un acelerador de electrones para cooperar con un dispositivo de irradiación y use un haz de electrones de alta energía (generalmente entre 1.0-3.0 MeV) para irradiar la capa de aislamiento del cable. Iniciar materiales poliméricos para generar radicales libres, formar enlaces cruzados C-C y generar una estructura de red tridimensional.
Comparación de rendimiento
Comparación de rendimiento de cables aislados de uso común:En la producción de cables, los plásticos aislantes más utilizados son el polietileno y el cloruro de polivinilo. Entre ellos, los materiales de polietileno tienen mejores propiedades eléctricas y mejores propiedades de reticulación, por lo que se han desarrollado una variedad de procesos de producción de reticulación industrial, reticulación química y reticulación por radiación. En el proceso de producción y colocación, la capa de aislamiento de los cables reticulados de uso común tiene mayor dureza y resistencia, lo que es más difícil de despegar que el aislamiento de PVC. Dado que el cable reticulado de radios tiene el mejor rendimiento de reticulación y el mayor grado de reticulación, en términos relativos, la resistencia al pelado también es la más alta. Si el pelado de la capa de aislamiento del cable reticulado es relativamente fácil (similar al cloruro de polivinilo), debe ser insuficiente o sin reticulación. En circunstancias normales, los cables reticulados producidos por el proceso de reticulación con agua caliente a menudo tienen un grado de reticulación insuficiente, porque el grado de reticulación original de este tipo de productos es relativamente bajo. Además, el proceso de reticulación no es continuo y no puede controlarse automáticamente, se ve muy afectado por factores humanos y es propenso a la falta de reticulación.
Características del cable reticulado de irradiación:
La vida útil del material aislante del cable depende principalmente de su vida útil térmica. Está determinada por la velocidad de las reacciones químicas como la oxidación térmica del oxígeno, el agrietamiento térmico, el agrietamiento oxidativo térmico y la policondensación que ocurren en el material aislante bajo trabajo en caliente. Por lo tanto, la vida útil del envejecimiento térmico del material aislante afecta directamente la vida útil del cable. De acuerdo con la derivación de la cinética de la reacción química y la prueba de envejecimiento térmico acelerado artificial (20-30 años), la temperatura de trabajo permitida a largo plazo del cable reticulado irradiado es:Cable de alimentación YJV 0.6 / 1KV
La temperatura de trabajo nominal es de 105 grados y su vida de envejecimiento térmico es de más de 60 años.
La temperatura de trabajo nominal es de 90 grados y su vida de envejecimiento térmico es de más de 100 años.
Cable aéreo aislado
Cuando los cables aéreos aislados se colocan al aire libre, la resistencia ambiental y la resistencia a la radiación de los materiales aislantes son más importantes. Los materiales aislantes reticulados por irradiación deben someterse a un proceso de irradiación y ellos mismos tienen una buena resistencia a la radiación. La dosis de radiación aplicada en el proceso de producción de reticulación deja un gran margen de seguridad frente a la dosis de destrucción. La dosis de daño por radiación del polietileno es de 1000 KGY y la dosis de procesamiento es de aproximadamente 200 KGY. Junto con la mejora de la fórmula especial, todavía está reticulado por radiación en un rango relativamente amplio, por lo que su rendimiento mejorará cuando se exponga a la radiación durante un período de uso más prolongado.
