Korkeajännitekaapeliyhdisteet: Virtakaapelivalmistajien eristysvaatimukset

Kun 132 kV kaapeli rikkoo rutiininomaisen osapurkaussuojansa 5 pC:ssa, pursotuslinja tutkitaan ensin ja seos viimeisenä. Järjestys on yleensä päinvastainen. Korkeajännitekaapelin osittaiset purkaus-, hot-set- ja rikkoutumishäiriöt jäljittävät kolmeen ominaisuuteen, joita yhdistesertifikaatti ei osoita: puhtaus, kosteus ja silloittumisen täydellisyys. Teollisuuden virtakaapeleiden valmistajalle kaikki kolme päätetään ostospesifikaatiossa kuukausia ennen ensimmäisen mittarin puristamista.

Mitä korkeajännitekaapeliseoksen on tarjottava

Korkeajännitekaapelin eristemassan on täytettävä samanaikaisesti neljä vaatimusta: alhainen dielektrinen häviö, dielektrinen lujuus, joka kestää tavanomaiset vaihtovirta- ja impulssitestit, lämpö- ja mekaaninen kestävyys suunnittelussa johtimen lämpötilassa ja prosessointikäyttäytyminen, joka ei lisää vikoja suulakepuristuksen aikana. Arvosana, josta jokin niistä puuttuu, epäonnistuu kaapelin testausvaiheessa, ei yhdistelmävaiheessa.

• Dielektrinen häviö: dissipaatiokertoimen on pysyttävä alhaisena ja vakaana koko käyttölämpötila-alueella, koska häviö säätelee eristeen paksuutta ja virran arvoa jännitealueen yläpäässä.
• Dielektrinen lujuus: kovettuneen eristeen on kestettävä kaapelistandardin vaihtojännitetesti- ja salamaimpulssitasot ja tuettava rutiininomaista osapurkausrajaa, esimerkiksi 10 pC standardin IEC 60502-2 mukaisesti.
• Lämpö- ja mekaaninen kestävyys: 90 C jatkuva johtimen lämpötila ja 250 C oikosulun aikana, muodonmuutos tarkistetaan IEC 60811-507:n hot-set-testillä.
• Prosessoitavuus: yhdisteen on toimittava hyväksytyllä linjalla hyväksytyssä sulamislämpötilassa ja lähdössä, ja sen on pysyttävä puhtaana kontaminaatiosta kuljetuksen, kuivauksen ja varastoinnin aikana.

Jänniteluokka Määrittää yhdisteluokan

Kaapelistandardit jakavat markkinat kolmeen eristysjärjestelmään: IEC 60502-2 kattaa 1 kV - 30 kV, IEC 60840 kattaa yli 30 kV - 150 kV ja IEC 62067 kattaa yli 150 kV - 500 kV. Yhdistetty pätevyystaso muuttuu kaikilla rajoilla, samoin kuin todisteet, jotka toimittajan on toimitettava.

Alle 36 kV eristeseinä on suhteellisen ohut ja sähköjännitys kohtalainen, joten silaanisilloitettu XLPE on edelleen käytännöllinen valinta. Yli 36 kV seinämän paksuus ja jännitys näytön rajapinnassa kasvavat, ja vain superpuhtaat peroksidilaadut, joiden sivutuotetasot ovat hallittuja, sopivat suunnitteluun.

XLPE-perusviiva ja missä silaanin silloitus pysähtyy

Peroksidisilloitettu XLPE on yli 30 kV:n oletuseristys. Silaanisilloitettu XLPE palvelee 35 kV ja sen alle, missä vesihauteen kovetus on riittävä ja laitekustannukset painavat enemmän kuin dielektrinen marginaali.

Ero on kemiassa, ei markkinoinnissa. Dikumyyliperoksidi hajoaa kovettumisen aikana asetofenoniksi, kumyylialkoholiksi, metaaniksi ja alfa-metyylistyreeniksi. Nämä jäännökset nostavat hajoamiskerrointa, ja ne on poistettava poistamalla kaasut ennen kuin jänniteluokan huipulla olevat tan delta-rajat voidaan saavuttaa. Tämän reitin luotettavuus riippuu yhtä paljon kovettumisolosuhteista kuin formulaatiosta, jota käsitellään tässä huomautuksessa mikä tekee peroksidi XLPE -yhdisteistä luotettavia virtakaapeleihin .

Teollisuus- ja jakeluprojekteihin suunnatut eristyssalkut pysähtyvät tyypillisesti 35 kV kattoon, joten valmistajan ostama laatulista on kapeampi kuin standardivalikoima antaa ymmärtää. Edustava esimerkki on tämä peroksidi XLPE -laatu kaapelieristykseen 35 kV:iin asti, jossa silloituskäyttäytyminen ja hot-set-arvot ovat ostokriteereitä dielektristen päälukujen sijaan.

ML-YJ35 Peroxide XLPE -eristysseos 35 kV kaapeleille Peroksidi XLPE insulation compound for power cables up to 35 kV, listed to JB/T 10437-2004; a representative grade when crosslinking and hot-set values guide specification. Näytä tuote →

Saastuminen, kosteus ja kaasunpoisto: mitä tietolomakkeesta on jätetty pois

Kolme vikalähdettä ratkaisee, tuleeko yhteensopivasta yhdisteestä yhteensopiva kaapeli: jäänyt epäpuhtaus, imeytynyt kosteus ja epätäydellinen kaasunpoisto. Mikään niistä ei näy tyypillisessä tietolomakkeessa, joten kaikki kolme on kirjoitettava ostospesifikaatioon.

• Likaantuminen: sovitun koon ylittävät hiukkaset aiheuttavat jännityspitoisuuksia, jotka käynnistävät puita ja osittaista purkautumista. Korkeajänniteluokat määritellään enimmäishiukkaskoon mukaan ja tarkistetaan pelletti- tai teippitarkastuksella, ei keskimääräisellä määrällä.
• Kosteus: imeytynyt vesi muodostaa tyhjiä tiloja suulakepuristuksen aikana ja ruokkii vesipuiden muodostumista käytössä. Aseta spesifikaatioon Karl Fischerin kosteusraja ja vaadi kosteussulkupakkausta, koska kostealle lattialle avattu foliopussi palaa nopeasti tasapainoon.
• Kaasunpoisto: jäännösperoksidisivutuotteet on poistettava kovettumisen jälkeen, ja hyväksyttävä taso riippuu jänniteluokasta ja eristeen paksuudesta. Se on vahvistettu valmiilla kaapelilla, ei koskaan pelleteillä.

Puolijohtavat näytöt ovat puolet eristysjärjestelmästä

Johdinsuoja ja eristyssuoja ohjaavat sähköjännitystä molemmissa eristysrajapinnoissa. Yli 30 kV jännitteellä seulan sileys, tarttuvuus ja kuorittavuus vaikuttavat impulssi- ​​ja osapurkaussuorituskykyyn yhtä paljon kuin itse eristemassa.

Seulayhdisteet ovat hiilimustalla ladattuja silloittuvia formulaatioita. Ostaessa ei ole merkitystä mustan sisällöllä, vaan viimeistellyllä pinnalla: eristysrajapinnassa olevat ulkonemat toimivat jännityspisteinä, tilavuusvastuksen tulee pysyä riittävän alhaisena tasaamaan kentän johtimessa ja eristyssuojan tulee olla irrotettavissa liitoksesta ilman, että sen alla oleva eriste repeytyy. Kolmikerroksinen samanaikainen suulakepuristus on syystäkin normaali käytäntö, koska sileää rajapintaa ei voi luoda jälkikäteen.

ML-PSD puolijohtava johdinsuoja 10 kV XLPE-kaapeleille Puolijohtava silloitettava johdinsuoja XLPE-virtakaapeleille 10 kV:iin asti, listattu JB/T 10738:ssa; oleellista määritettäessä seulayhdisteitä ja saapuvia tarkastuksia. Näytä tuote →

Saapuva tarkastus ennen ekstruusiota

Neljä saapuvaa tarkistusta kattavat suurimman osan suurjänniteyhdisteen riskeistä: kuumakovettuminen, kosteus, kontaminaatio ja pellettien koostumus. Jokaisella on määritelty menetelmä, joka voidaan kirjoittaa ostotilaukseen ja toistaa tavaran vastaanoton yhteydessä.

Kysy testitietojen lisäksi raporttipakettia ja sen takana olevien instrumenttien kalibrointitilaa. Toimittaja, joka julkaisee sen laboratoriotestauslaitteet ja tuotantoympäristö on helpompi tarkastaa kuin sellainen, joka lähettää varmenteen ilman jäljitettävää menetelmää.

Vaipan ja liekin suorituskyky teollisuusreiteillä

Vaippa ei sisällä eristettä, mutta se päättää kestääkö kaapeli veden sisäänpääsyn, hankauksen, jyrsijöiden ja tulen altistumisen. Vaippaseokset valitaan asennusstandardin ja valmiin kaapelin paloluokan mukaan, ei eristyslaadun mukaan.

Teollisuuskohteissa vallitsee kolme vaippaperhettä. Paloa hidastavaa polyeteeniä käytetään korkeajännitereiteillä, joissa kosteudenkestävyys ja alhainen vesihöyrynläpäisy ovat tärkeämpiä kuin joustavuus. PVC-laadut 70 C ja 90 C ovat edelleen yleisiä, kun kustannukset ja mekaaninen sitkeys vaikuttavat päätöksentekoon. Halogeenittomat vaipat näkyvät siellä, missä savun tiheyttä ja syövyttävyyttä ohjataan kaapelissa, ei yhdisteessä. Kussakin tapauksessa määritettävä seosmäärä on piirustuksessa oleva määrä: vaipan paksuus, tarttuvuus suojukseen ja valmiin kaapelin palotestiluokka.

ML-ZRPE-H Paloa hidastava polyeteenivaippa suurjännitekaapeleille Halogeeniton, vähän savua hidastava PE-vaippaseos suurjännitekaapeleille, ilmoitettu GB/T 11017 ST12 ja nippupoltto A/B; olennainen, kun vaipan paloteho määritellään. Näytä tuote →

Käytännön kysymyksiä kaapelivalmistajilta

Mikä seos sopii 33 kV teollisuussyöttöön?

IEC 60502-2:n sisällä on 33 kV syöttölaite, joka toimii 30 kV nimellisjännitteellä ja Um 36 kV:lla. Tällä tasolla käytetään sekä peroksidia että silaanilla silloitettua XLPE:tä: peroksidia, jossa osapurkausmarginaali on tiukka, silaania, kun kovetuslaitteisto on vesipohjainen. Määritä hot-set-, kosteus- ja seulaominaisuudet yhtenä pakettina, koska pelkkä eristysaste ei ratkaise testitulosta.

Miten kaasunpoisto varmistetaan sen sijaan, että se oletetaan?

Jänniteluokkien välillä ei ole yhtä numeerista rajaa. Kaasunpoisto varmistetaan valmiissa kaapelissa hajoamiskertoimen mittauksella tehotaajuudella ja korotetussa lämpötilassa sekä asiakkaan kanssa sovituilla jäännössivutuote- tai kaasunkehitystesteillä. Seinämän paksuus ja kovettumislämpötila asettavat tarvittavan kaasunpoistoajan, joten aikataulu kuuluu prosessispesifikaatioon.

Koskevatko B2ca- tai Cca-luokitukset eristemassaa?

Ei. EN 13501-6 -luokat, kuten B2ca ja Cca, on määritetty valmiille kaapelille palotestituloksista, ja niitä ohjaavat pääasiassa vaippa ja koko rakenne. Eristys vaikuttaa halogeenipitoisuuden, savun ja happamuuden kautta, mutta luokka on kaapeliominaisuus, ei yhdisteominaisuus.

Mitä ostospesifikaatioon kuuluu dielektrisen lujuuden lisäksi?

Vähintään: kosteusraja testimenetelmällä, kontaminaatioraja ja tarkastusmenetelmä, kuumakovettumat arvot IEC 60811-507:n mukaan, puolijohtavan seulan tilavuusvastus ja pinnan sileys, pakkaus- ja säilytysolosuhteet sekä testiraporttipakkaus toimitusta kohti. Nämä ovat asioita, jotka ratkaisevat, selviääkö yhdiste rutiininomaisesta osittaisen purkauksen testauksesta 10 pC:ssa.