交聯聚乙烯絕緣電纜：裝置、設計、優點、應用

目前，俄羅斯電纜和電線產品市場上交聯聚乙烯絕緣電纜的生產和消費量不斷增加。這些電纜的俄語名稱為 XLPE，英文名稱為 XLPE，德文名稱為 VPE，瑞典名稱為 PEX。

讓我們注意 XLPE 絕緣電纜（XLPE 電纜）相對於浸漬紙絕緣電纜（BPI 電纜）的主要優點：

• 根據敷設條件，XLPE 電纜的吞吐量由於較高的允許長期溫度而高出 1.2-1.3 倍，

• 由於較高的極限溫度，XLPE 電纜在短路電流 (SC) 下的熱阻較高，XLPE 電纜的特定擊穿比 BPI 電纜低 10-15 倍，

• XLPE 電纜使用壽命長（製造商提供超過 50 年），

• 由於更輕的重量、直徑、彎曲半徑、沒有沉重的鉛（或鋁）護套，XLPE 電纜的安裝條件更容易，

• 由於使用聚合物材料作為絕緣和護套，交聯聚乙烯電纜可以在負溫（最高-20°C）下敷設而無需預熱，

• XLPE 電纜結構中不含液體成分，減少了安裝時間和成本，

• XLPE電纜由於在發生故障時不會漏油和污染環境，因此非常環保，

• XLPE電纜結構元件的吸濕性遠小於BPI電纜，絕緣材料的介電性能高，

• XLPE電纜對電纜線路的高低差沒有限制。

米。 1、交聯聚乙烯絕緣電纜

XLPE 電纜的主要特徵是其全新的絕緣材料——交聯聚乙烯……聚乙烯作為絕緣材料早已為人所知。但傳統的熱塑性聚乙烯有嚴重的缺點，主要是在接近熔點的溫度下性能會急劇下降。熱塑性聚乙烯絕緣材料在 85°C 的溫度下已經開始失去其形狀、電氣和機械特性。

XLPE 絕緣材料即使在 130 °C 下也能保持其形狀、電氣和機械特性。

術語“交聯”或“硫化”是指在分子水平上處理聚乙烯。聚乙烯大分子之間交聯過程中形成的交聯鍵形成了三維結構，決定了材料的高電氣和機械特性、較低的吸濕性和較寬的工作溫度範圍。

在全球電纜行業中，兩種交聯技術用於電力電纜的生產，主要區別在於聚乙烯交聯過程所用的試劑。

最常見的技術是過氧化物交聯，當聚乙烯在特定溫度和壓力的中性氣體環境中藉助特殊化學品-過氧化物進行交聯時。該技術使獲得足夠程度的交聯成為可能。連接整個絕緣厚度並保證沒有空氣夾雜物。除了良好的介電性能外，它還具有比其他電纜絕緣材料更寬的工作溫度範圍和優異的機械性能。過氧化物技術用於生產中壓和高壓電纜。

不太常見的是零強度交聯，其中將特殊化合物（矽烷）添加到聚乙烯中以確保在較低溫度下交聯。這種更便宜的技術的應用領域包括低壓和中壓電纜。

1996 年第一家俄羅斯 XLPE 電纜製造商是莫斯科公司 ABB Moskabel，該公司使用過氧化物交聯技術。 2003 年，JSC "Kamkabel" 成為俄羅斯第一家由矽烷交聯聚乙烯製成的 XLPE 電纜製造商。

XLPE 電纜有兩個版本 - 三芯和單芯。 XLPE 電纜通常採用單芯設計（圖 2）。

米。 2.單芯交聯聚乙烯電纜外觀圖：1-圓形多線密封載流導體，2-半導電交聯聚乙烯沿線芯屏蔽層，3-交聯聚乙烯絕緣層，4-屏蔽層沿半導電交聯聚乙烯絕緣層， 5——半導電膠帶或半導電防水膠帶製成的隔離層， 6——用銅帶固定的銅線屏蔽層， 7——兩條皺紋紙帶、膠布的隔離層，聚合物膠帶或防水膠帶，8層鋁-聚乙烯或云母膠帶，9層聚乙烯，PVC-塑料

三芯 XLPE 電纜的一個顯著特點是存在由聚乙烯或聚氯乙烯 (PVC) 塑料混合物製成的擠壓相填充物。

使用單芯 XLPE 電纜首先可以確保由於相間短路的可能性急劇降低而提高電源的可靠性。兩根結構無關的單芯電纜（連接器或端套）的絕緣在一處同時損壞的概率對應於帶絕緣母線的母線的相間損壞概率，即很小。

XLPE 絕緣單芯電纜發生單相接地故障的概率遠低於三芯 BPI 電纜。這是通過單芯 XLPE 電纜的設計和絕緣材料的卓越介電性能實現的。

XLPE 電纜的單芯版本允許載流導線的橫截面高達 800 毫米。具有這種截面的電纜可以成功地與能源密集型企業供電系統中使用的母線競爭。

電纜元件的屏蔽對於電纜與各種外部電路的電磁兼容性以及保證電纜線芯周圍電場的對稱性從而為絕緣的運行創造更有利的條件是必要的。內屏蔽由半導電塑料製成，外屏蔽由銅線和銅帶製成。

外部保護套保護電纜的內部元件在安裝和操作過程中免受水分滲透和機械損壞。交聯聚乙烯電纜的外護套由高強度聚乙烯或聚氯乙烯化合物製成。

米。 3.交聯聚乙烯絕緣電纜APvPg

XLPE 絕緣電纜的常規字母數字名稱（標記）：

• A——鋁導體，無標號——銅導體，

• PV——絕緣材料——交聯（硫化）聚乙烯，

• P 或 V — 由聚乙烯或 PVC 塑料製成的外殼，

• y——增加厚度的增強聚乙烯外殼，

• ng — 具有低易燃性的 PVC 化合物護套，

• ngd — 外殼由低煙和低氣體排放的 PVC 化合物製成，

• d——用防水膠帶縱向密封屏幕，

• 1 或 3 — 有電流的電線數量，

• 50—800載流導線截面，mm2，

• gzh-載流線的密封，2 16-35-屏蔽的橫截面，mm，

• 1-500 — 標稱電壓，kV。

名稱示例：APvPg 1×240 / 35-10-電纜，鋁芯 (A)，XLPE 絕緣 (Pv)，聚乙烯護套 (P)，屏蔽 (g)，實心 (1)，導體橫截面 240 mm。屏蔽橫截面 35 mm，標稱電壓 10 kV。