Структура кабла делује једноставно, заправо, свака његова компонента има своју важну намену, тако да сваки материјал компоненте мора бити пажљиво одабран приликом производње кабла, како би се осигурала поузданост кабла направљеног од ових материјала током рада.
1. Материјал проводника
Историјски гледано, материјали који су се користили за проводнике каблова за напајање били су бакар и алуминијум. Натријум је такође кратко испробан. Бакар и алуминијум имају бољу електричну проводљивост, а количина бакра је релативно мања при преносу исте струје, тако да је спољашњи пречник бакарног проводника мањи од пречника алуминијумског проводника. Цена алуминијума је знатно нижа од цене бакра. Поред тога, пошто је густина бакра већа од густине алуминијума, чак и ако је носивост струје иста, попречни пресек алуминијумског проводника је већи од пресек бакарног проводника, али је алуминијумски проводни кабл и даље лакши од бакарног проводног кабла.
2. Изолациони материјали
Постоји много изолационих материјала које могу да користе средњенапонски каблови за напајање, укључујући чак и технолошки зреле импрегниране папирне изолационе материјале, који се успешно користе више од 100 година. Данас је екструдирана полимерна изолација широко прихваћена. Екструдирани полимерни изолациони материјали укључују PE (LDPE и HDPE), XLPE, WTR-XLPE и EPR. Ови материјали су термопластични, као и термореактивни. Термопластични материјали се деформишу када се загреју, док термореактивни материјали задржавају свој облик на радним температурама.
2.1. Папирна изолација
На почетку рада, каблови са папирном изолацијом носе само мало оптерећење и релативно су добро одржавани. Међутим, потрошачи енергије настављају да користе каблове са све већим оптерећењем, оригинални услови употребе више нису погодни за потребе тренутног кабла, па оригинално добро искуство не може представљати да ће будући рад кабла бити добар. Последњих година, каблови са папирном изолацијом се ретко користе.
2.2.ПВЦ
ПВЦ се и даље користи као изолациони материјал за нисконапонске каблове од 1 kV, а такође је и материјал за плашт. Међутим, примену ПВЦ-а у изолацији каблова брзо замењује XLPE, а примену у плашту брзо замењује линеарни полиетилен ниске густине (LLDPE), полиетилен средње густине (MDPE) или полиетилен високе густине (HDPE), а каблови који нису од ПВЦ-а имају ниже трошкове животног циклуса.
2.3. Полиетилен (ПЕ)
Полиетилен ниске густине (LDPE) је развијен 1930-их и сада се користи као основна смола за умрежени полиетилен (XLPE) и водоотпорне материјале умреженог полиетилена (WTR-XLPE). У термопластичном стању, максимална радна температура полиетилена је 75 °C, што је ниже од радне температуре каблова изолованих папиром (80~90 °C). Овај проблем је решен појавом умреженог полиетилена (XLPE), који може да достигне или премаши радну температуру каблова изолованих папиром.
2.4.Умрежени полиетилен (XLPE)
XLPE је термореактивни материјал направљен мешањем полиетилена ниске густине (LDPE) са средством за умрежавање (као што је пероксид).
Максимална радна температура проводника кабла изолованог XLPE-ом је 90 °C, тест преоптерећења је до 140 °C, а температура кратког споја може достићи 250 °C. XLPE има одличне диелектричне карактеристике и може се користити у опсегу напона од 600V до 500kV.
2.5. Водоотпорно дрво Умрежени полиетилен (WTR-XLPE)
Феномен воденог дрвета ће смањити век трајања XLPE кабла. Постоји много начина за смањење раста воденог дрвета, али један од најчешће прихваћених је употреба специјално пројектованих изолационих материјала дизајнираних да спрече раст воденог дрвета, названих водоотпорни умрежени полиетилен за дрвеће WTR-XLPE.
2.6. Етилен пропилен гума (EPR)
ЕПР је термореактивни материјал направљен од етилена, пропилена (понекад и трећег мономера), а кополимер три мономера назива се етилен пропилен диенска гума (ЕПДМ). У широком температурном опсегу, ЕПР увек остаје мекан и има добру отпорност на корону. Међутим, диелектрични губици ЕПР материјала су знатно већи него код XLPE и WTR-XLPE.
3. Процес вулканизације изолације
Процес умрежавања је специфичан за коришћени полимер. Производња умрежених полимера почиње са матричним полимером, а затим се додају стабилизатори и средства за умрежавање да би се формирала смеша. Процес умрежавања додаје више тачака повезивања молекуларној структури. Једном умрежен, молекуларни ланац полимера остаје еластичан, али се не може потпуно прекинути у флуидни растоп.
4. Материјали за заштиту проводника и изолационо-заштитни материјали
Полупроводни заштитни слој је екструдиран на спољашњој површини проводника и изолације како би се униформисало електрично поље и задржало електрично поље у изолованом језгру кабла. Овај материјал садржи инжењерски квалитет угљеничне чађи како би се омогућило да заштитни слој кабла постигне стабилну проводљивост унутар потребног опсега.
Време објаве: 12. април 2024.