케이블의 구조는 단순해 보이지만 실제로 각 구성 요소에는 고유한 중요한 목적이 있으므로 케이블을 제조할 때 각 구성 요소 재료를 신중하게 선택하여 작동 중에 이러한 재료로 만든 케이블의 신뢰성을 보장해야 합니다.
1. 도체 재료
역사적으로 전력 케이블 도체에 사용된 재료는 구리와 알루미늄이었습니다. 나트륨도 간략하게 시도되었습니다. 구리와 알루미늄은 전기 전도성이 더 좋고, 동일한 전류를 전달할 때 구리의 양이 상대적으로 적기 때문에 구리 도체의 외경이 알루미늄 도체의 외경보다 작습니다. 알루미늄 가격은 구리보다 훨씬 저렴합니다. 또한 구리의 밀도는 알루미늄의 밀도보다 크기 때문에 전류 전달 용량이 동일하더라도 알루미늄 도체의 단면적은 구리 도체의 단면적보다 크지만 알루미늄 도체 케이블은 여전히 구리 도체 케이블보다 가볍습니다. .
2. 단열재
100년 이상 성공적으로 사용되어 온 기술적으로 성숙한 함침지 절연재를 포함하여 MV 전력 케이블에 사용할 수 있는 절연재는 다양합니다. 오늘날에는 압출 폴리머 단열재가 널리 받아들여지고 있습니다. 압출 폴리머 단열재에는 PE(LDPE 및 HDPE), XLPE, WTR-XLPE 및 EPR이 포함됩니다. 이러한 재료는 열가소성 및 열경화성입니다. 열가소성 재료는 가열되면 변형되는 반면, 열경화성 재료는 작동 온도에서 모양을 유지합니다.
2.1. 종이 단열재
작동 초기에 종이 절연 케이블은 작은 부하만을 전달하며 상대적으로 잘 관리됩니다. 그러나 고급 사용자는 점점 더 높은 부하를 전달하는 케이블을 계속 만들고 있으며 원래 사용 조건은 더 이상 현재 케이블의 요구에 적합하지 않으며 원래의 좋은 경험은 케이블의 향후 작동을 나타낼 수 없습니다. . 최근에는 종이 절연 케이블이 거의 사용되지 않습니다.
2.2.PVC
PVC는 지금도 저압 1kV 케이블의 절연재로 사용되고 있으며 피복재로도 사용되고 있다. 그러나 케이블 절연재의 PVC 적용은 XLPE로 빠르게 대체되고 있으며 외피 적용은 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE) 또는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 빠르게 대체되고 있습니다. -PVC 케이블은 수명주기 비용이 낮습니다.
2.3. 폴리에틸렌(PE)
저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 1930년대에 개발되었으며 현재는 가교 폴리에틸렌(XLPE) 및 내수성 나무 가교 폴리에틸렌(WTR-XLPE) 소재의 기본 수지로 사용됩니다. 열가소성 상태에서 폴리에틸렌의 최대 작동 온도는 75°C로 종이 절연 케이블의 작동 온도(80~90°C)보다 낮습니다. 이 문제는 종이 절연 케이블의 사용 온도를 충족하거나 초과할 수 있는 가교 폴리에틸렌(XLPE)의 출현으로 해결되었습니다.
2.4.가교 폴리에틸렌(XLPE)
XLPE는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 가교제(예: 과산화물)를 혼합하여 만든 열경화성 소재입니다.
XLPE 절연 케이블의 최대 도체 작동 온도는 90 ° C이고 과부하 테스트는 최대 140 ° C이며 단락 온도는 250 ° C에 도달 할 수 있습니다. XLPE는 우수한 유전 특성을 가지며 전압 범위에서 사용할 수 있습니다 600V ~ 500kV.
2.5. 내수성목 가교폴리에틸렌(WTR-XLPE)
워터 트리 현상은 XLPE 케이블의 수명을 단축시킵니다. 수나무 성장을 줄이는 방법에는 여러 가지가 있지만 가장 일반적으로 받아들여지는 방법 중 하나는 수나무 성장을 억제하도록 설계된 방수 나무 가교 폴리에틸렌 WTR-XLPE라고 불리는 특수 가공 단열재를 사용하는 것입니다.
2.6. 에틸렌 프로필렌 고무(EPR)
EPR은 에틸렌, 프로필렌(때때로 제3의 단량체)으로 만들어진 열경화성 소재이며, 세 단량체의 공중합체를 EPDM(에틸렌 프로필렌 디엔 고무)이라고 합니다. 넓은 온도 범위에서 EPR은 항상 부드러운 상태를 유지하며 우수한 코로나 저항성을 갖습니다. 그러나 EPR 재료의 유전 손실은 XLPE 및 WTR-XLPE보다 훨씬 높습니다.
3. 절연가황공정
가교 과정은 사용되는 폴리머에 따라 다릅니다. 가교 폴리머의 제조는 매트릭스 폴리머로 시작한 다음 안정제와 가교제를 첨가하여 혼합물을 형성합니다. 가교 과정은 분자 구조에 더 많은 연결 지점을 추가합니다. 일단 가교되면 폴리머 분자 사슬은 탄성을 유지하지만 유체 용융물로 완전히 절단될 수는 없습니다.
4. 도체 차폐 및 절연차폐재
반도전성 차폐층은 도체와 절연체의 외부 표면에 압출되어 전기장을 균일하게 하고 케이블 절연 코어에 전기장을 담아두는 역할을 합니다. 이 소재에는 케이블의 차폐층이 필요한 범위 내에서 안정적인 전도성을 달성할 수 있도록 엔지니어링 등급의 카본 블랙 소재가 포함되어 있습니다.
게시 시간: 2024년 4월 12일