بنية الكابل ومواد عملية تصنيع الكابلات.

يبدو أن بنية الكابل بسيطة ، في الواقع ، لكل مكون من مكوناته هدفه المهم ، لذلك يجب اختيار كل مادة مكون بعناية عند تصنيع الكابل ، وذلك لضمان موثوقية الكبل المصنوع من هذه المواد أثناء التشغيل.

1. مواد الموصلات
تاريخيا ، كانت المواد المستخدمة في موصلات كابل الطاقة النحاس والألومنيوم. تمت تجربة الصوديوم لفترة وجيزة. النحاس والألومنيوم لديهما توصيل كهربائي أفضل ، وكمية النحاس أقل نسبيًا عند نقل نفس التيار ، وبالتالي فإن القطر الخارجي لموصل النحاس أصغر من كمية الموصل الألمنيوم. سعر الألومنيوم أقل بكثير من النحاس. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن كثافة النحاس أكبر من الكثافة من الألومنيوم ، حتى لو كانت القدرة الاستيعابية الحالية هي نفسها ، فإن المقطع العرضي لموصل الألومنيوم أكبر من كبل الموصل النحاسي ، لكن كابل موصل الألومنيوم لا يزال أخف من كابل الموصل النحاسي.

2. مواد العزل
هناك العديد من المواد العازلة التي يمكن أن تستخدمها كابلات الطاقة MV ، حتى بما في ذلك مواد عزل الورق الناضجة من الناحية التكنولوجية ، والتي تم استخدامها بنجاح لأكثر من 100 عام. اليوم ، تم قبول عزل البوليمر المقذوف على نطاق واسع. تشمل مواد عزل البوليمر المقدمة PE (LDPE و HDPE) ، XLPE ، WTR-XLPE و EPR. هذه المواد هي لدن بالحرارة وكذلك الحرارية. تشوه المواد بالحرارة عند تسخينها ، بينما تحتفظ مواد الترموسيت بأشكالها في درجات حرارة التشغيل.

2.1. عزل الورق
في بداية عملها ، تحمل الكابلات المعزولة الورقية سوى حمولة صغيرة ويتم صيانتها جيدًا نسبيًا. ومع ذلك ، يستمر مستخدمو الطاقة في جعل الكبل يحمل المزيد والمزيد من الحمل العالي ، فإن الظروف الأصلية للاستخدام لم تعد مناسبة لاحتياجات الكبل الحالي ، فإن التجربة الجيدة الأصلية لا يمكن أن تمثل التشغيل المستقبلي للكبل يجب أن تكون جيدة. في السنوات الأخيرة ، نادراً ما تم استخدام الكابلات المعزولة الورقية.
2.2.PVC
لا يزال يستخدم PVC كمواد عازلة لكابلات 1KV ذات الجهد المنخفض وهي أيضًا مادة تغميس. ومع ذلك ، يتم استبدال تطبيق PVC في عزل الكابل بسرعة XLPE ، ويتم استبدال التطبيق في غمد بسرعة بولي إيثيلين منخفض الكثافة (LLDPE) ، والبولي إيثيلين متوسطة الكثافة (MDPE) أو البولي إيثيلين عالية الكثافة (HDPE) وتكاليف CABLE غير PVC منخفضة.
2.3. البولي إيثيلين (PE)
تم تطوير البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) في ثلاثينيات القرن العشرين ويستخدم الآن راتنجًا أساسيًا للبولي إيثيلين المتشابك (XLPE) ومواد البولي إيثيلين المتشابكة الشجرية المقاومة للماء (WTR-XLPE). في حالة البلاستيك الحراري ، يكون الحد الأقصى لدرجة حرارة التشغيل للبولي إيثيلين 75 درجة مئوية ، وهو أقل من درجة حرارة التشغيل للكابلات المعزولة الورقية (80 ~ 90 درجة مئوية). تم حل هذه المشكلة مع ظهور البولي إيثيلين المتشابك (XLPE) ، والتي يمكن أن تلبي أو تتجاوز درجة حرارة خدمة الكابلات المعزولة بالورق.

2.4.البولي إيثيلين متشابك (XLPE)
XLPE عبارة عن مادة تربية حرارية مصنوعة عن طريق خلط البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) مع عامل تشابك (مثل البيروكسيد).
الحد الأقصى لدرجة حرارة تشغيل الموصل للكابل المعزول XLPE هو 90 درجة مئوية ، واختبار التحميل الزائد يصل إلى 140 درجة مئوية ، ويمكن أن تصل درجة حرارة الدائرة القصيرة إلى 250 درجة مئوية.

2.5. بولي إيثيلين متشابك من الأشجار المقاومة للماء (WTR-XLPE)
سوف تقلل ظاهرة شجرة المياه من عمر كابل XLPE. هناك العديد من الطرق للحد من نمو الأشجار المائية ، ولكن واحدة من أكثر الطرق التي يتم قبولها هي استخدام مواد عزل مصممة خصيصًا مصممة لتثبيط نمو الأشجار المائية ، والتي تسمى البولي إيثيلين المقاومة للماء WTR-XLPE.

2.6. مطاط الإثيلين البروبيلين (EPR)
EPR عبارة عن مادة حرارية مصنوعة من الإيثيلين ، بروبيلين (أحيانًا مونومر ثالث) ، ويسمى كوبوليمر المونومرات الثلاثة المطاط الإيثيلين البروبيلين ديين (EPDM). على مدى درجة حرارة واسعة ، تظل EPR دائمًا ناعمة ولديها مقاومة جيدة للهالة. ومع ذلك ، فإن الخسارة العازلة للمواد EPR أعلى بكثير من تلك الموجودة في XLPE و WTR-XLPE.

3. عملية عزل الفلكنة
عملية التشابك خاصة بالبوليمر المستخدم. يبدأ تصنيع البوليمرات المتشابكة ببوليمر المصفوفة ثم تضاف المستقاة والروابط المتقاطعة لتشكيل خليط. تضيف عملية التشابك المزيد من نقاط الاتصال إلى التركيب الجزيئي. بمجرد الارتباط المتقاطع ، تظل السلسلة الجزيئية البوليمر مرنة ، ولكن لا يمكن قطعها تمامًا إلى ذوبان السائل.

4. موصلات الموصلات ومواد التدريع العازلة
يتم بثق طبقة التدريع شبه الموصل على السطح الخارجي للموصل والعزل لتوحيد المجال الكهربائي ولاحتواء الحقل الكهربائي في قلب الكابل المعزول. تحتوي هذه المادة على درجة هندسية للمواد السوداء الكربونية لتمكين الطبقة التدريبية للكابل لتحقيق موصلية مستقرة ضمن النطاق المطلوب.