Кабель XLPE – полное руководство по часто задаваемым вопросам

XLPE — это аббревиатура сшитого полиэтилена, который является распространённым материалом для изоляции кабелей. Этот материал прошёл долгий путь и становится всё более популярным, особенно в высоковольтных приложениях. Его основным конкурентом является EPR, ещё один термореактивный материал. XLPE предлагает широкий спектр преимуществ, которые в первую очередь обусловлены его сшивкой. Полиэтилен сам по себе является отличным материалом для изоляции и оболочки кабелей. Однако сшивка выводит его на новый уровень и делает его идеальным для определённых применений. Этот материал в основном используется только для изоляции, поэтому вы найдёте его в паре с другими материалами для оболочки, чаще всего с ПВХ. Однако он сильно отличается от ПВХ, особенно с точки зрения изолятора.

Что такое кабель XLPE?

Любой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена называется XLPE. Это термореактивный материал, что означает, что его можно нагреть и сформировать только один раз. Полиэтилен сшивается либо физически, либо химически, и этот процесс похож на вулканизацию резины. Химикаты, такие как силан или пероксид, производят свободные радикалы, которые образуют связи/цепи между молекулами. В результате прочность связи между молекулами увеличивается, даже при воздействии высокой температуры. С другой стороны, при физической сшивке производители используют высокоэнергетические электронные пучки или микроволновые лазеры. В любом случае, полученный полиэтилен намного прочнее своей предыдущей версии. Он по сути перестраивает молекулярную структуру и создает барьеры для связей, чтобы они не разрывались даже при более высокой температуре или под более высоким давлением. Этот материал затем используется для изоляции алюминиевых или медных проводников.

Каковы характеристики кабеля XLPE?

Сшитый полиэтилен (XLPE) обладает множеством полезных свойств в качестве изоляционного материала. Вот некоторые из них:

Теплостойкость

Сшитый полиэтилен (XLPE) обеспечивает надежную термостойкость, отчасти благодаря сшивке. Этилен сам по себе также термостоек, но сшитый полиэтилен обладает еще большей термостойкостью. Молекулярная структура значительно прочнее, поэтому они диспергируются под действием теплового давления. По сравнению с большинством термопластов, сшитый полиэтилен (XLPE) как термореактивный материал обладает значительно лучшей термостойкостью.

Широкий диапазон рабочих температур

Благодаря высокой термостойкости этот материал также обладает повышенной стабильностью при высоких температурах. Благодаря этому его рабочая температура и температура короткого замыкания выше, чем у термопластиков. Это также одна из причин, по которой эта изоляция легко выдерживает высокое напряжение. Рабочая температура сшитого полиэтилена (XLPE) составляет 90 ℃, аварийная — до 130 ℃, а температура короткого замыкания — 250 ℃.

Высокая прочность на разрыв

Сшитый полиэтилен (XLPE) обладает очень высокой прочностью на разрыв, что позволяет ему выдерживать механические нагрузки. Он устойчив к истиранию, разрывам и износу, а также долговечен и прочен благодаря прочной молекулярной структуре. Благодаря своим прочным свойствам он идеально подходит для использования на открытом воздухе и в сложных условиях, где воздействие окружающей среды может привести к износу. Добавление технического углерода может дополнительно повысить стойкость к проколам.

Ударопрочность

По сравнению с полиэтиленом, сшитый полиэтилен обладает ещё более высокой ударопрочностью. Он хорошо выдерживает механическое давление. Это гарантирует, что кабели не теряют структурную целостность и продолжают работать даже при сильных ударах.

Химическая стойкость

Сшитый полиэтилен устойчив к воздействию химикатов, включая кислоты и щелочи. Он также обладает хорошей маслостойкостью, особенно лучшей, чем другие изоляторы, такие как ПВХ и этиленпропиленовый каучук (ЭПР).

Устойчивость к погодным условиям

Одной из важнейших характеристик силовых кабелей является устойчивость к атмосферным воздействиям. В настоящее время устойчивость к атмосферным воздействиям в основном обусловлена внешней оболочкой кабеля, поскольку именно этот слой первым контактирует с атмосферными воздействиями. Однако можно с уверенностью сказать, что XLPE повышает устойчивость кабеля к атмосферным воздействиям. Наиболее важным аспектом устойчивости XLPE к атмосферным воздействиям является его устойчивость к образованию водных триингов. Водяное триингов — это явление, при котором вода просачивается в изоляцию, образуя трещины. Это может привести к медленному повреждению с течением времени и, возможно, даже к необратимому выходу из строя. XLPE обладает хорошей устойчивостью к образованию водных триингов. Для сравнения, EPR лучше подходит для такой защиты. Однако XLPE обладает лучшей устойчивостью к образованию водных триингов, чем ПВХ.

Малодымный, без галогенов

Малодымные материалы с нулевым содержанием галогенов — это материалы, которые не выделяют чрезмерного количества дыма при горении и не содержат галогенов, что исключает образование вредных газов. Сшитый полиэтилен (XLPE) соответствует обоим этим требованиям, которые обычно предъявляются к различным сферам применения во многих регулируемых отраслях.

Каковы преимущества кабеля XLPE?

Эти кабели стали одним из самых востребованных материалов в мире кабельной промышленности. Это один из трёх наиболее распространённых материалов (наряду с ПВХ и этиленпропиленовым каучуком). Однако он обладает множеством преимуществ, некоторые из которых отсутствуют у двух других.

Поддержка высоковольтных приложений

XLPE практически стал стандартным изоляционным материалом для всех высоковольтных кабелей. Этот материал может выдерживать большие токи и сотни киловольт. Даже EPR не может сравниться с диапазоном, который предлагает XLPE с точки зрения совместимости с высоким напряжением. Номинальное напряжение кабелей XLPE может быть как низким, так и высоким и сверхвысоким. Обычно их диапазон напряжения составляет от 600 В до 36 кВ. Кабели сверхвысокого напряжения, специально разработанные для высоковольтных применений с изоляцией из XLPE, могут выдерживать напряжение до 300 кВ. Именно поэтому он является распространенным материалом в высоковольтных силовых кабелях, которые выдерживают сотни киловольт для электроснабжения городов и поселков. Кроме того, этот материал не требует металлической оболочки, что сохраняет гибкость кабелей.

Прочный материал

Сшитый полиэтилен (XLPE) — прочный материал, обеспечивающий достаточную механическую прочность и химическую стойкость. Он отвечает всем требованиям, предъявляемым к высококачественному изоляционному материалу. Независимо от того, прокладываете ли вы кабели на открытом воздухе, прокладываете их в земле или используете в промышленности, этот вид изоляции обеспечивает надежную защиту от всех потенциальных угроз. Это также делает кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена чрезвычайно надежными. Кроме того, они являются одними из самых долговечных кабелей, поскольку не теряют своей прочности со временем.

Низкие диэлектрические потери

По сравнению с ПВХ и этиленпропиленовым каучуком (ЭПК), сшитый полиэтилен (СПЭ) имеет самые низкие диэлектрические потери. Благодаря минимальному рассеянию энергии, СПЭ является наиболее экономичным вариантом. Это одна из многих причин, по которым многие отрасли предпочитают этот изоляционный материал другим, поскольку он экономит деньги в долгосрочной перспективе. В этом его высокая эффективность, поскольку диэлектрические потери являются одной из основных проблем в кабельных системах, особенно в энергетике. Неизбежно теряемая электроэнергия может быть восстановлена за счет использования более эффективных кабельных конструкций, в которых СПЭ играет важную роль.

Высокий тепловой диапазон

Диапазон рабочих температур сшитого полиэтилена (XLPE) довольно широк, что делает его идеальным для использования в самых разных частях света, как при отрицательных, так и при температурах кипения. Он может использоваться в отраслях промышленности, где эксплуатируются кабели с высокими температурами. Высокая рабочая температура важна для сохранения целостности кабелей даже в случае аварий, например, пожара.

Простая установка

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) обычно имеют приличный радиус изгиба, хотя он сильно варьируется от кабеля к кабелю (в зависимости от ряда факторов). Радиус изгиба в сочетании с лёгкостью облегчает монтаж этих кабелей. Стоит также отметить, что кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) можно прокладывать вертикально, в отличие от кабелей с масляной изоляцией. Поэтому при монтаже кабелей с СПЭ нет ограничений по высоте. Кроме того, для соединения и монтажа не всегда требуется использование пламени.

Каковы области применения кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена?

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) в основном используются в качестве силовых кабелей для подачи электроэнергии. Однако их применение не ограничивается только энергетикой. Кабели с изоляцией из СПЭ также используются в других отраслях, особенно там, где требуются высоковольтные кабели. Список отраслей, в которых используются кабели с СПЭ, весьма широк. Вот некоторые из основных областей применения/отраслей:

• Энергетический сектор (электроснабжение, HVDC, распределение и т. д.)
• Добыча полезных ископаемых
• Сельское хозяйство
• Морской судовой
• Химическое производство

В чем разница между кабелем XLPE и ПВХ-кабель?

Сшитый полиэтилен (XLPE) и ПВХ (поливинилхлорид) — два наиболее распространённых материала, используемых для изоляции. Сшитый полиэтилен (XLPE) служит в первую очередь изоляцией, а ПВХ — одновременно изоляцией и оболочкой. Однако между ними существует множество различий, даже если сравнивать их только как изоляторы. Это различие также приводит к разным областям применения. В некоторых областях, особенно в низковольтном оборудовании, могут использоваться как ПВХ, так и сшитый полиэтилен (XLPE), в то время как в других условиях подходит только сшитый полиэтилен. Вот основные различия между этими двумя типами кабелей (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена и кабели с изоляцией из ПВХ):

XLPE не содержит галогенов

ПВХ содержит хлор (Cl2), который является галогеном, в то время как сшитый полиэтилен (XLPE) не содержит галогенов. Это самое основное молекулярное различие между двумя материалами, но оно также важно. В областях применения, где существует вероятность возгорания, сшитый полиэтилен (XLPE) является, безусловно, лучшим вариантом и, возможно, даже обязательным требованием. Многие отрасли промышленности и официальные стандарты требуют, чтобы кабельные материалы не содержали галогенов, что фактически исключает возможность использования ПВХ. Хлор в ПВХ представляет опасность выделения вредных газов в случае пожара. Это делает сшитый полиэтилен (XLPE) гораздо более безопасным вариантом.

XLPE лучше подходит для высокого напряжения

Сшитый полиэтилен (XLPE) гораздо лучше выдерживает большие токи, поэтому может использоваться в системах с высоким напряжением (свыше 100 кВ). С другой стороны, ПВХ идеально подходит только для низковольтных систем. Он может оказаться непригодным для изоляции проводов с номинальным напряжением более 100 кВ.

XLPE прочнее

В целом, сшитый полиэтилен (XLPE) значительно прочнее ПВХ. Хотя оба материала обладают стойкостью к истиранию, износу, разрыву и ударопрочностью, сшитый полиэтилен превосходит ПВХ. Сшивка повышает его устойчивость к механическому давлению и воздействию химических веществ. Сшитый полиэтилен (XLPE) также имеет более высокую рабочую температуру, опять же благодаря сшивке, которая сохраняет молекулярную структуру даже при более высоких температурах. Например, в условиях короткого замыкания максимальная температура ПВХ составляет 160 ℃, тогда как сшитого полиэтилена — 250 ℃.

ПВХ дешевле

С экономической точки зрения ПВХ является более выгодным вариантом, поскольку он дешев и доступен. Поскольку для производства сшитого полиэтилена требуется сшивка, его производство немного дороже, чем для производства ПВХ. Тем не менее, сшитый полиэтилен оказывается экономически выгодным в долгосрочной перспективе благодаря более низким диэлектрическим потерям.

ПВХ более водостойкий

Сшитый полиэтилен (XLPE) обладает хорошей водостойкостью, но при постоянном воздействии воды лучшим вариантом будет ПВХ. ПВХ служит важным изоляционным и оболочным материалом для судовых кабелей.

Каков стандарт кабеля XLPE?

Стандарты чрезвычайно важны при выборе кабелей. Международные организации по стандартизации разработали общие стандарты для кабелей, определяющие их конструкцию, материалы, пропускную способность и области применения. Эти стандарты также помогают обеспечить безопасность помещений и сооружений, где используются кабели. Существует несколько систем стандартов, содержащих специальные стандарты для электрических кабелей, в которых в качестве изоляционного материала используется сшитый полиэтилен (XLPE). Например, британский стандарт BS 5467 определяет изоляционные материалы для силовых кабелей напряжением до 3 кВ. XLPE соответствует требованиям к изоляции, установленным этим стандартом. Технически, HEPR (жесткий этиленпропиленовый каучук) также соответствует этому стандарту, но обычно используется сшитый полиэтилен (XLPE). IEC 62076 и IEC 60502 также содержат спецификации на экструдированную изоляцию, которой соответствует сшитый полиэтилен (XLPE). IEC 62076 устанавливает спецификации для экструдированной изоляции кабелей на напряжение от 150 кВ до 500 кВ в стационарной установке. Стандарт IEC 60502 устанавливает спецификации для аналогичных кабелей, но на напряжение от 1 кВ до 30 кВ. Более подробную информацию об изоляции и других спецификациях можно найти в стандартах, действующих в вашем регионе. Стандарты IEC и BS соблюдаются на международном уровне, но существуют также региональные и национальные органы стандартизации. Помимо стандартов, обратите внимание на сертификаты, такие как CE и ROHS, которые помогают оценить безопасность кабелей.

Какие существуют типы кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена?

• YJV Электрический кабель питания
• YJV22 Армированный силовой кабель
• CJPF96/SC Бронированный судовой кабель
• CBYJR/DC Морской провод
• CBPJP86/SC Кабель ЭМС
• MPRX Небронированный морской кабель
• ЛКСМ-КВ Морской силовой кабель

Заключение

Сшитый полиэтилен (XLPE) — исключительно прочный и надёжный изоляционный материал, особенно для высоковольтных кабелей. Он стал наиболее распространённым материалом для таких кабелей благодаря своему широкому диапазону температур, механической прочности и стойкости к коррозии, вызванной различными факторами окружающей среды. Поэтому Кабели из сшитого полиэтилена Используются в различных отраслях, в основном для электроснабжения и распределения электроэнергии. Именно сшивка делает их настолько устойчивыми к различным воздействиям окружающей среды. Качество изоляции, конечно же, играет важную роль. Кабели могут быть надёжными только при использовании качественных компонентов и соблюдении требуемых стандартов.