Nagyfeszültségű kábelösszetevők: Az erősáramú kábelgyártók szigetelési követelményei

Ha egy 132 kV-os kábel tönkreteszi a szokásos részleges kisülési árnyékolást 5 pC-on, először az extrudáló vezetéket vizsgálják, és utoljára a vegyületet. A sorrend általában fordított. A nagyfeszültségű kábelek részleges kisülése, melegedése és meghibásodása három olyan tulajdonságra vezethető vissza, amelyet az összetett tanúsítvány nem mutat: tisztaság, nedvesség és a térhálósodás teljessége. Egy ipari tápkábel-gyártó esetében mindhárom a beszerzési specifikációban történik, hónapokkal az első mérő extrudálása előtt.

Mire képes egy nagyfeszültségű kábelkompozíció

A nagyfeszültségű kábel szigetelőanyagának egyszerre négy követelménynek kell megfelelnie: alacsony dielektromos veszteségnek, a szabványos váltakozóáramú és impulzusvizsgálatokat túlélő dielektromos szilárdságnak, hő- és mechanikai tartósságnak a tervezett vezeték-hőmérsékleten, valamint a feldolgozási viselkedésnek, amely nem okoz hibákat az extrudálás során. Az a fokozat, amelyik bármelyiket kihagyja, a kábeltesztben hibázik, nem pedig az összetett szakaszban.

• Dielektromos veszteség: a disszipációs tényezőnek alacsonynak és stabilnak kell maradnia a teljes üzemi hőmérsékleti tartományban, mivel a veszteség határozza meg a szigetelés vastagságát és az áramerősséget a feszültségtartomány felső végén.
• Dielektromos szilárdság: a kikeményedett szigetelésnek meg kell tartania a kábelszabvány AC feszültségteszt- és villámimpulzus-szintjét, és támogatnia kell a rutin részleges kisülési határértéket, például 10 pC az IEC 60502-2 szerint.
• Hő- és mechanikai tartósság: 90 C folyamatos vezetékhőmérséklet és 250 C zárlat alatt, a deformációt az IEC 60811-507 szerinti hot-set teszttel ellenőrzik.
• Feldolgozhatóság: a keveréknek a minősített vonalon kell futnia a minősített olvadékhőmérsékleten és kimeneten, és szennyeződésmentesnek kell lennie a szállítás, szárítás és tárolás során.

A feszültségosztály határozza meg az összetett fokozatot

A kábelszabványok három szigetelési rendszerre osztják fel a piacot: az IEC 60502-2 1 kV és 30 kV között, az IEC 60840 30 kV és 150 kV között, az IEC 62067 pedig 150 kV és 500 kV között. Az összetett képesítési szint minden határon változik, csakúgy, mint a szállító által szolgáltatandó bizonyítékok.

36 kV alatt a szigetelőfal viszonylag vékony, az elektromos feszültség mérsékelt, így a szilán térhálósított XLPE továbbra is praktikus választás. 36 kV felett a falvastagság és a feszültség a képernyő felületén megnő, és csak a szupertiszta peroxidok, szabályozott melléktermékszintekkel illeszkednek a tervezéshez.

Az XLPE alapvonal és ahol a szilán térhálósítás megáll

A peroxid térhálósított XLPE az alapértelmezett szigetelés 30 kV felett. A szilán térhálósított XLPE 35 kV és az alatti feszültséget szolgál ki, ahol a vízfürdős térhálósodás elegendő, és a berendezés költsége meghaladja a dielektromos árrést.

A különbség a kémia, nem a marketing. A dikumil-peroxid a kikeményedés során acetofenonra, kumil-alkoholra, metánra és alfa-metilsztirolra bomlik. Ezek a maradékok növelik a disszipációs tényezőt, és gáztalanítással el kell távolítani őket, mielőtt a feszültségosztály tetején lévő barna delta határértéket elérnék. Ennek az útnak a megbízhatósága éppúgy függ a gyógyulási körülményektől, mint a készítménytől, amelyről ebben a megjegyzésben tárgyalunk mi teszi megbízhatóvá a peroxid XLPE vegyületeket az erősáramú kábelekhez .

Az ipari és elosztó projektekre szánt szigetelési portfóliók jellemzően a 35 kV-os mennyezetnél megállnak, így a gyártó által vásárolt minőséglista szűkebb, mint a standard tartomány sugallja. Jellemző példa erre a peroxid XLPE minőség 35 kV-ig terjedő kábelszigeteléshez, ahol a térhálósodási viselkedés és a melegen beállított értékek a vásárlási kritériumok, nem pedig a fő dielektromos adatok.

ML-YJ35 peroxid XLPE szigetelőanyag 35 kV-os kábelekhez Peroxid XLPE insulation compound for power cables up to 35 kV, listed to JB/T 10437-2004; a representative grade when crosslinking and hot-set values guide specification. Termék megtekintése →

Szennyezés, nedvesség és gáztalanítás: amit az adatlap kihagy

Három hibaforrás dönti el, hogy egy megfelelő keverékből megfelelő kábel lesz-e: visszatartott szennyeződés, felszívott nedvesség és hiányos gáztalanítás. Ezek egyike sem jelenik meg egy tipikus adatlapon, így mind a hármat be kell írni a vásárlási specifikációba.

• Szennyezés: a megállapodás szerinti méret feletti részecskék feszültségkoncentrációt hoznak létre, amely fákat indít el és részleges kisülést okoz. A nagyfeszültségű osztályokat a maximális részecskeméret határozza meg, és pellet- vagy szalagvizsgálattal ellenőrzik, nem pedig átlagszámmal.
• Nedvesség: az abszorbeált víz üregeket képez az extrudálás során, és üzem közben táplálja a vizet. Állítson be Karl Fischer nedvességhatárt a specifikációban, és kérjen nedvességzáró csomagolást, mert a nedves padlón kinyitott fóliatasak gyorsan visszaáll az egyensúlyi állapotba.
• Gáztalanítás: a visszamaradó peroxid melléktermékeket kikeményedés után el kell távolítani, és az elfogadható szint a feszültségosztálytól és a szigetelés vastagságától függ. Kész kábelen ellenőrzik, pelleteken soha.

A félvezető ernyők fele a szigetelőrendszernek

A vezetőernyő és a szigetelőernyő mindkét szigetelési felületen szabályozza az elektromos feszültséget. 30 kV felett a szita simasága, kötése és lehúzhatósága éppúgy befolyásolja az impulzus- és részleges kisülési teljesítményt, mint maga a szigetelőanyag.

A szitavegyületek koromtartalmú térhálósítható készítmények. A vásárlásnál nem a feketetartalom számít, hanem a kész felület: a szigetelés határfelületén lévő kiemelkedések feszültségi pontként működnek, a térfogati ellenállásnak elég alacsonynak kell lennie ahhoz, hogy a vezető mentén kiegyenlítse a mezőt, és a szigetelőernyőnek a csatlakozásnál lecsupaszíthatónak kell lennie anélkül, hogy az alatta lévő szigetelés elszakadna. A háromrétegű szimultán extrudálás valamiért bevett gyakorlat, mert utólag nem lehet sima felületet létrehozni.

ML-PSD félvezető vezető képernyő 10 kV-os XLPE kábelekhez Félvezető térhálósítható vezetőernyő XLPE tápkábelekhez 10 kV-ig, a JB/T 10738 szerint; releváns a képernyőösszetevők és a bejövő ellenőrzések meghatározásakor. Termék megtekintése →

Bejövő ellenőrzés az extrudálás előtt

Négy beérkező ellenőrzés fedi le a nagyfeszültségű keverék kockázatának legnagyobb részét: forró kötés, nedvesség, szennyeződés és pellet állaga. Mindegyiknek van egy meghatározott metódusa, amely beírható a beszerzési rendelésbe és megismételhető az áru átvételekor.

A tesztadatokon túl kérje a jelentéscsomagot és a mögötte lévő műszerek kalibrációs állapotát. Egy beszállító, aki publikál laboratóriumi vizsgáló berendezései és a termelési környezetet könnyebb ellenőrizni, mint azt, amely nyomon követhető módszer nélkül küld tanúsítványt.

Köpeny és láng teljesítmény ipari útvonalakon

A köpeny nem visel dielektromos kötelezettséget, de eldönti, hogy a kábel túléli-e a víz behatolását, a kopást, a rágcsálókat és a tűzveszélyt. A köpenykeverékeket a beépítési szabvány és a kész kábel tűzveszélyességi osztálya alapján választják ki, nem pedig a szigetelési fokozat alapján.

Az ipari területeken három hüvelycsalád dominál. Az égésgátló polietilént nagyfeszültségű utakon használják, ahol a nedvességállóság és az alacsony vízgőzáteresztés fontosabb, mint a rugalmasság. A 70 C és 90 C hőmérsékletű PVC-minőségek továbbra is általánosak maradnak, ahol a költségek és a mechanikai szívósság határozzák meg a döntést. Halogénmentes burkolatok jelennek meg ott, ahol a füstsűrűséget és a korróziót a kábelen szabályozzák, nem a keveréken. Minden esetben a rajzon szereplő mennyiséget kell megadni: köpenyvastagság, az árnyékoláshoz való tapadás és a kész kábel tűzvizsgálati osztálya.

ML-ZRPE-H lángálló polietilén köpeny nagyfeszültségű kábelekhez Halogénmentes, alacsony füsttartalmú égésgátló PE-köpeny keverék nagyfeszültségű kábelekhez, GB/T 11017 ST12 és kötegégés A/B szerint; releváns, ha a köpeny tűzi teljesítményét meghatározzák. Termék megtekintése →

Gyakorlati kérdések a kábelgyártóktól

Melyik keverék illik egy 33 kV-os ipari betáplálóhoz?

Egy 33 kV-os betápláló található az IEC 60502-2 szabványban, amely 30 kV névleges és Um 36 kV feszültségig működik. Ezen a szinten peroxiddal és szilánnal térhálósított XLPE-t is használnak: peroxidot, ahol a részleges kisülési határ szűk, szilánt, ahol a térhálósító berendezés vízbázisú. A hot-set, a nedvesség és a szita tulajdonságait egy csomagban adja meg, mert a szigetelési fokozat önmagában nem határozza meg a vizsgálat eredményét.

Hogyan ellenőrizhető a gáztalanítás, nem pedig feltételezhető?

A feszültségosztályok között nincs egyetlen számkorlát sem. A gáztalanítást a kész kábelen teljesítményfrekvencián és megemelt hőmérsékleten végzett disszipációs tényező méréssel, valamint az ügyféllel egyeztetett maradék melléktermék- vagy gázfejlődési tesztekkel ellenőrzik. A falvastagság és a kikeményedési hőmérséklet beállítja a szükséges gáztalanítási időt, így az ütemezés a folyamatspecifikációhoz tartozik.

A B2ca vagy Cca besorolás vonatkozik a szigetelőanyagra?

No. Az EN 13501-6 osztályok, mint például a B2ca és a Cca a tűzvizsgálati eredmények alapján vannak hozzárendelve a kész kábelhez, és főként a köpeny és a teljes konstrukció hajtja őket. A szigetelés a halogéntartalom, a füst és a savasság révén hozzájárul, de az osztály kábel tulajdonság, nem pedig összetett tulajdonság.

Mi tartozik a vásárlási specifikációhoz a dielektromos szilárdságon túl?

Minimum: nedvességhatár vizsgálati módszerrel, szennyeződési határérték és ellenőrzési módszer, forró kötési értékek az IEC 60811-507 szerint, félvezető szita térfogat-ellenállása és felületi simasága, csomagolási és tárolási feltételek, valamint a vizsgálati jelentés csomag szállításonként. Ezek azok a tételek, amelyek eldöntik, hogy a vegyület túléli-e a rutin részleges kisülési tesztet 10 pC-on.