Полное введение в изоляционные и оболочные кабели питания из сшитого полиэтилена

I.Определение и основные характеристики  
Силовые кабели с изоляцией и оболочкой из XLPE относятся к силовым кабелям, в которых в качестве слоя изоляции проводника используется сшитый полиэтилен (XLPE), а в качестве оболочки могут использоваться другие материалы (например, ПВХ, ПЭ или безгалогеновый полиолефин). XLPE подвергается физическому или химическому сшиванию, превращая линейные молекулярные цепи полиэтилена в трехмерную сетчатую структуру, значительно улучшая его термомеханические свойства. Это делает ее основной и предпочтительной технологией для современных кабелей низкого, среднего и высокого напряжения.

Основные характеристики:  
Исключительная термостойкость: Длительная допустимая рабочая температура до 90°C, на 20°C выше, чем у кабелей из ПВХ (70°C), со значительно улучшенной кратковременной перегрузочной способностью и температурой термостабильности короткого замыкания (250°C).  
Более высокая токопроводящая способность: благодаря более высокой температурной характеристике при том же сечении проводника его допустимая токопроводящая способность на 20%–30% выше, чем у кабелей из ПВХ. В качестве альтернативы можно выбрать меньшее поперечное сечение для того же тока, что позволит сэкономить материалы и затраты.  
Превосходные электрические свойства: высокая диэлектрическая прочность, низкие диэлектрические потери и высокое сопротивление изоляции, что делает его особенно подходящим для передачи электроэнергии среднего и высокого напряжения.  
Хорошая устойчивость к растрескиванию под воздействием окружающей среды: сшитая структура обеспечивает гораздо более высокую устойчивость к растрескиванию под воздействием термических и механических нагрузок по сравнению с обычным полиэтиленом (ПЭ).  
Длительный срок службы: медленное термическое старение материала обеспечивает типичный расчетный срок службы 30–40 лет, что значительно превышает срок службы кабелей из ПВХ.

II. Основные типы и сценарии применения  
Классификация по уровню напряжения:  
Низковольтные кабели XLPE (0,6/1 кВ): такие как серии YJV и YJLV, которые быстро заменяют серию VV и становятся абсолютной основой в распределении электроэнергии в зданиях и промышленности.  
Кабели среднего напряжения XLPE (например, 8,7/15 кВ, 26/35 кВ): такие как серии YJV22 и YJLV22, используемые для основной передачи электроэнергии в городских распределительных сетях, промышленных парках и крупных зданиях при напряжении 10 кВ–35 кВ.  
Высоковольтные и сверхвысоковольтные кабели XLPE (110 кВ и выше): используйте сверхчистые изоляционные материалы и специальные процессы для таких применений, как городские подземные коридоры электропередачи, розетки электростанций и подводная передача электроэнергии.

Классификация по оболочке и структуре:  
Стандартный тип (YJV): внешняя оболочка из поливинилхлорида (ПВХ), обеспечивающая высочайшую универсальность.  
Тип брони (например, YJV22, YJV32): усовершенствован стальной лентой или проволочной броней для применений, требующих механической защиты, таких как прямое захоронение или установка трубопровода.  
Безгалогеновый малодымный тип (например, WDZ-YJY): использует безгалогеновую полиолефиновую оболочку, производящую мало дыма и не выделяющую токсичных газов при сгорании, подходит для густонаселенных районов.

Основные области применения:  
Городские электросети и распределение электроэнергии в зданиях: предпочтительный выбор для основных линий электропередачи, от городских подземных инженерных туннелей до вертикальных шахт высотных зданий, причем серия YJV является предпочтительным вариантом.  
Промышленное и возобновляемое производство электроэнергии: высоковольтное электроснабжение на заводах, коллекторных линиях и исходящих линиях для ветровых и фотоэлектрических электростанций.  
Транспортная инфраструктура: системы электроснабжения и осветительные сети метрополитена, железных дорог и аэропортов.  
Крупные общественные объекты: места с высокими требованиями к надежности электроснабжения, такие как больницы, центры обработки данных и стадионы.

III. Ключевые элементы управления производственным процессом  
Сверхчистый изоляционный материал XLPE: в кабелях среднего и высокого напряжения должны использоваться сверхчистые сшитые полиэтиленовые кабельные соединения с контролем примесей и микропустот, соответствующие самым высоким стандартам, чтобы гарантировать электрическую прочность изоляции.  
Трехслойная совместная экструзия и сухое отверждение: это основной процесс. Один экструдер одновременно экструдирует слой экранирования проводника, слой изоляции XLPE и слой экранирования изоляции для формирования гладких интерфейсов. Затем кабель поступает в вертикальную (VCV) или контактную (CCV) отверждающую трубу, заполненную азотом и паром высокого давления, где происходит химическое сшивание полиэтилена при высокой температуре и давлении.  
Точный контроль температуры и провисания: необходимо точно контролировать температуру в каждой зоне отверждающей трубы. Одновременно лазерное измерение диаметра и компьютерные системы управления гарантируют, что кабель не подвергнется чрезмерному изгибу или растяжению в цепном состоянии, гарантируя концентричность и однородность изоляционного слоя.  
Охлаждение и дегазация: После отверждения кабель подвергается поэтапному охлаждению для придания ему формы. Высоковольтные кабели также требуют длительного термоциклирования для удаления остаточных побочных продуктов внутри изоляции.  
Онлайн-инспекция: интегрированные онлайн-системы обнаружения частичных разрядов, лазерное измерение внешнего диаметра и мониторинг эксцентриситета обеспечивают обнаружение дефектов и отбраковку продукции в режиме реального времени.  
Оболочка и броня: ПВХ или полиолефиновая оболочка экструдируется на отвержденный изолированный сердечник, при необходимости наносится броня.

IV. Подробные основные преимущества  
Комплексные ведущие технические характеристики: превосходит традиционные кабели из ПВХ и полиэтилена по всем ключевым показателям эффективности, включая термостойкость, токопроводящую способность, сопротивление напряжению и срок службы, что представляет собой высочайший технический уровень кабелей с полимерной изоляцией.  
Значительная экономия при эксплуатации: более высокая токопроводящая способность позволяет использовать кабели меньшего сечения при той же пропускной способности, экономя цветные металлы и пространство в кабелепроводах. Более длительный срок службы снижает затраты на замену и техническое обслуживание в течение жизненного цикла.  
Высокая безопасность и надежность: отличная термостойкость снижает риск перегрузки, а прочная сшитая структура обеспечивает стабильные изоляционные характеристики, что делает ее особенно подходящей для систем электроснабжения, требующих длительной, непрерывной и стабильной работы.  
Адаптивность в широком диапазоне напряжений: зрелые приложения от 1 кВ до 500 кВ делают ее бесспорно основной технологией для подземной передачи электроэнергии среднего и высокого напряжения.  
Потенциал улучшения окружающей среды: сама изоляция не содержит галогенов. В сочетании с безгалогеновой оболочкой (YJY) его можно легко модернизировать до экологически чистого кабеля, отвечающего требованиям зеленого строительства.

Резюме  
Силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена представляют собой важную веху в развитии современных технологий силовых кабелей. Благодаря скачку производительности материалов, вызванному химией сшивки, они успешно доминируют в широком спектре применений: от распределения электроэнергии низкого напряжения до передачи электроэнергии сверхвысокого напряжения. Выбор кабелей из сшитого полиэтилена — это не просто выбор продукта, а принятие технологического пути, обеспечивающего более высокую надежность, более длительный жизненный цикл и превосходную экономичность эксплуатации. Хотя их первоначальная стоимость может быть немного выше, чем у кабелей из ПВХ, комплексные преимущества, которые они обеспечивают на протяжении всего срока службы, делают их наиболее экономически эффективным выбором для новых строительных и модернизационных проектов. Они являются краеугольным камнем построения безопасной, эффективной и современной энергосистемы.