ケーブルの構造は単純に見えますが、実際には、ケーブルの各コンポーネントには独自の重要な目的があるため、ケーブルを製造する際には各コンポーネントの材料を慎重に選択し、これらの材料で作られたケーブルの動作時の信頼性を確保する必要があります。
1. 導体材質
歴史的に、電力ケーブルの導体に使用される材料は銅とアルミニウムでした。ナトリウムも短期間試しられました。銅とアルミニウムは導電性に優れており、同じ電流を流す場合、銅の量が相対的に少ないため、銅導体の外径はアルミニウム導体の外径よりも小さくなります。アルミニウムの価格は銅よりも大幅に安いです。また、銅の密度はアルミニウムよりも大きいため、電流容量が同じであっても、アルミニウム導体の断面積は銅導体の断面積よりも大きくなりますが、それでもアルミニウム導体ケーブルの方が銅導体ケーブルよりも軽いです。 。
2. 断熱材
MV 電力ケーブルに使用できる絶縁材料は数多くあります。その中には、100 年以上使用されてきた技術的に成熟した含浸紙絶縁材料も含まれます。今日、押出ポリマー断熱材は広く受け入れられています。押出ポリマー断熱材には、PE(LDPE および HDPE)、XLPE、WTR-XLPE、EPR などがあります。これらの材料は熱可塑性であると同時に熱硬化性でもあります。熱可塑性材料は加熱すると変形しますが、熱硬化性材料は動作温度で形状を保持します。
2.1.紙絶縁体
運用開始時には、紙絶縁ケーブルにかかる負荷はわずかであり、メンテナンスも比較的良好です。しかし、パワーユーザーはケーブルにますます高負荷を背負わせ続けており、元の使用条件は現在のケーブルのニーズに適さなくなり、元の良い経験はケーブルの将来の動作を表すことができなくなり、ケーブルの良好な動作が必要になります。 。近年、紙絶縁ケーブルはほとんど使用されなくなりました。
2.2.PVC
PVC は現在でも低圧 1kV ケーブルの絶縁材として使用されており、被覆材としても使用されています。しかし、ケーブル絶縁における PVC の用途は XLPE に急速に置き換えられており、シースにおける PVC の用途は直鎖状低密度ポリエチレン (LLDPE)、中密度ポリエチレン (MDPE) または高密度ポリエチレン (HDPE) に急速に置き換えられています。 -PVC ケーブルはライフサイクルコストが低くなります。
2.3.ポリエチレン(PE)
低密度ポリエチレン (LDPE) は 1930 年代に開発され、現在は架橋ポリエチレン (XLPE) および耐水性樹木架橋ポリエチレン (WTR-XLPE) 材料のベース樹脂として使用されています。熱可塑性状態におけるポリエチレンの最高使用温度は 75 °C であり、紙絶縁ケーブルの使用温度 (80 ～ 90 °C) よりも低くなります。この問題は、紙絶縁ケーブルの使用温度を満たすかそれを超えることができる架橋ポリエチレン (XLPE) の出現により解決されました。
2.4.架橋ポリエチレン(XLPE)
XLPE は、低密度ポリエチレン (LDPE) と架橋剤 (過酸化物など) を混合して作られた熱硬化性材料です。
XLPE 絶縁ケーブルの最大導体動作温度は 90 °C、過負荷試験は 140 °C まで、短絡温度は 250 °C に達することがあります。XLPE は優れた誘電特性を備えており、あらゆる電圧範囲で使用できます。 600Vから500kVまで。
2.5.耐水木 架橋ポリエチレン（WTR-XLPE）
水トリー現象により、XLPE ケーブルの寿命が短くなります。水トリーの成長を軽減するには多くの方法がありますが、最も一般的に受け入れられている方法の 1 つは、水トリーの成長を抑制するように設計された、耐水ツリー架橋ポリエチレン WTR-XLPE と呼ばれる特別に設計された断熱材を使用することです。
2.6.エチレンプロピレンゴム（EPR）
EPR はエチレン、プロピレン (場合によっては 3 番目のモノマー) から作られる熱硬化性材料で、3 つのモノマーの共重合体はエチレン・プロピレンジエン・ゴム (EPDM) と呼ばれます。広い温度範囲にわたって、EPR は常に柔らかい状態を保ち、優れた耐コロナ性を備えています。ただし、EPR 材料の誘電損失は、XLPE および WTR-XLPE の誘電損失よりも大幅に高くなります。
3. 絶縁加硫工程
架橋プロセスは使用するポリマーに特有です。架橋ポリマーの製造は、マトリックスポリマーから始まり、次に安定剤と架橋剤を加えて混合物を形成します。架橋プロセスにより、分子構造にさらに多くの接続点が追加されます。架橋すると、ポリマー分子鎖は弾性を保ちますが、完全に切断して流体溶融状態にすることはできません。
4. 導体シールドおよび絶縁シールド材
半導電性シールド層は、電界を均一にし、ケーブル絶縁コア内の電界を封じ込めるために、導体および絶縁体の外面上に押し出されます。この材料にはエンジニアリンググレードのカーボンブラック材料が含まれており、ケーブルのシールド層が必要な範囲内で安定した導電率を達成できるようにします。
投稿日時: 2024 年 4 月 12 日