MV電力電纜能夠選用的絕緣資料有許多,乃至包含技能老練的浸漬紙絕緣資料,這種資料現(xiàn)已成功運(yùn)用了100多年?,F(xiàn)在,擠包聚合物絕緣現(xiàn)已被廣泛認(rèn)可。擠包聚合物絕緣資料包含PE(LDPE和HDPE),XLPE、WTR-XLPE以及EPR等。這些資料的熱塑性的,也有熱固性的。熱塑性資料一旦受熱會(huì)產(chǎn)生變形,而熱固性資料在運(yùn)轉(zhuǎn)溫度下可堅(jiān)持其形狀。
1、紙絕緣
MV紙絕緣電力電纜現(xiàn)已有超越100年的牢靠運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)歷。直到今日,紙絕緣電纜損壞的大多數(shù)原因依然是因?yàn)檫\(yùn)用在該電纜外部的鉛護(hù)套開裂或被腐蝕,使水分進(jìn)入電纜內(nèi)部而導(dǎo)致的??墒切枨笠c(diǎn)指出的是,在紙絕緣電纜運(yùn)轉(zhuǎn)初期,它們只承載了較小的負(fù)荷且被相對(duì)杰出的保護(hù)??墒请娏τ脩舨粩嗟厥闺娎|承載越來越高負(fù)荷,本來的運(yùn)用條件不再合適現(xiàn)在電纜的需求,那么本來好的經(jīng)歷也就不能代表電纜未來的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況也必定杰出。近年來,紙絕緣電纜現(xiàn)已很少被運(yùn)用。
2、聚氯乙烯
PVC初次被用于電纜的絕緣資料是在20世紀(jì)前期,直到PE和XLPE發(fā)展起來,PVC一同都遍及運(yùn)用在電纜的絕緣中,尤其是低電壓等級(jí)的電纜??墒桥cPE資料比較,PVC在擊穿場(chǎng)強(qiáng)、老化特性、溫度等級(jí)以及耐濕潤功能等方面的下風(fēng)迅速地顯現(xiàn)出來。別的,在運(yùn)轉(zhuǎn)中PVC絕緣電纜體現(xiàn)了較高的事端率。因而,現(xiàn)在1kV以上電壓等級(jí)的電力電纜現(xiàn)已不再運(yùn)用PVC絕緣。
PVC現(xiàn)在依然作為低壓1kV電纜的絕緣資料,一起也是一種護(hù)套資料??墒牵琍VC在電纜絕緣中的運(yùn)用正迅速地被XLPE替代,在護(hù)套中的運(yùn)用正迅速地被線性低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)或許高密度聚乙烯(HDPE)所替代,非PVC電纜有較低的全壽數(shù)期費(fèi)用。
3、聚乙烯(PE)
低密度聚乙烯(LDPE)從20世紀(jì)30年代發(fā)展起來,現(xiàn)在用于交聯(lián)聚乙烯(XLPE)和抗水樹交聯(lián)聚乙烯(WTR-XLPE)資料的基體樹脂。PE是一種長(zhǎng)鏈的,熱塑性碳?xì)浠衔锓肿咏Y(jié)構(gòu),在壓力效果下由乙烯氣體聚合而成。與絕緣比較,因?yàn)榫垡蚁┵Y料具有低成本、杰出的電功能及加工功能、耐濕潤、耐化學(xué)腐蝕和杰出的低溫特性,現(xiàn)在現(xiàn)已被廣泛運(yùn)用??墒牵垡蚁┵Y料不具有杰出的耐電?功能,導(dǎo)致PE很簡(jiǎn)單被部分放電腐蝕以及被電暈燒蝕,而且在濕潤環(huán)境和電場(chǎng)一起效果下,易產(chǎn)生水樹。在前期的電纜規(guī)劃中,部分放電和水樹成長(zhǎng)導(dǎo)致電纜的絕緣劣化,并終究致使電纜的失效。
在熱塑性狀況,聚乙烯的最高工作溫度是75℃,低于紙絕緣電纜的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度(80~90℃)。跟著交聯(lián)聚乙烯(XLPE)的呈現(xiàn),處理了這個(gè)問題,交聯(lián)聚乙烯能夠到達(dá)或超越紙絕緣電纜的運(yùn)用溫度。
4、交聯(lián)聚乙烯(XLPE)
XLPE是通過把低密度聚乙烯(LDPE)和交聯(lián)劑(如過氧化物)混合而制成的一種熱固性資料。1963年3月,通用電氣研討實(shí)驗(yàn)室發(fā)明晰XLPE。長(zhǎng)鏈的PE分子在硫化過程中產(chǎn)生“交聯(lián)”,形成了XLPE。XLPE不只具有了同熱熱塑性PE相同杰出的電功能,還具有了更好的機(jī)械功能,尤其是在高溫度下。XLPE絕緣電纜的最高導(dǎo)體工作溫度為90℃,過載測(cè)驗(yàn)高達(dá)140℃,短路溫度可達(dá)250℃。XLPE具有極好的電介質(zhì)特性,可用于600V到500kV的電壓范圍內(nèi)。
5、抗水樹交聯(lián)聚乙烯(WTR-XLPE)
水樹現(xiàn)象會(huì)削減XLPE電纜的運(yùn)用壽數(shù)。在幾個(gè)月或許幾年的時(shí)間里,水樹的成長(zhǎng)相對(duì)緩慢。當(dāng)水樹成長(zhǎng)時(shí),水樹頂級(jí)電場(chǎng)強(qiáng)度增加,這時(shí)會(huì)在水樹頂部激宣布電樹枝。電樹一旦生成,就會(huì)迅速地成長(zhǎng),導(dǎo)致絕緣資料功能削弱,致使不再能夠承當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)電壓,然后致使電纜在成長(zhǎng)水樹/電樹的方位擊穿。能夠選用許多辦法來削減水樹成長(zhǎng),可是最遍及承受的一種辦法是運(yùn)用為了按捺水樹成長(zhǎng)而規(guī)劃的特別工程絕緣資料,這種絕緣資料稱作抗水樹交聯(lián)聚乙烯WTR-XLPE。這種資料合作潔凈的半導(dǎo)電屏蔽的運(yùn)用,加之老練的制作工藝,消除了許多電力用戶對(duì)運(yùn)用聚合物絕緣電纜的顧忌。
有兩種絕緣技能被廣泛選用,來按捺水樹成長(zhǎng),每一種都是對(duì)一般XLPE進(jìn)行的改善。
(1)改動(dòng)聚合物分子結(jié)構(gòu),即聚合物型WTR-XLPE,有時(shí)也稱為共聚物改性XLPE;
(2)增加劑改性,即增加劑型WTR-XLPE,有時(shí)也寫為TR-XLPE;
這兩種狀況的XLPE都堅(jiān)持了一般XLPE具有的優(yōu)秀的電氣功能(高介電強(qiáng)度和十分低的介質(zhì)損耗)。WTR-XLPE絕緣料在上世紀(jì)八十年代現(xiàn)已呈現(xiàn),至今已牢靠運(yùn)轉(zhuǎn)了20多年。
6、乙丙橡膠(EPR)
EPR是一種由乙烯、丙烯(有時(shí)會(huì)有第三種單體)共聚而成的熱固性資料,三種單體的共聚物稱為三元乙丙橡膠(EPDM)。在柔軟的共聚物中,增加一系列通過規(guī)劃的填料,會(huì)使資料具有杰出的熱功能,擠出功能及電功能。這類絕緣以EPR為代表。在較寬的溫度范圍內(nèi),EPR始終堅(jiān)持柔軟,而且具有杰出的耐電暈功能??墒牵珽PR資料的介質(zhì)損耗顯著高于XLPE和WTR-XLPE。
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