Kao dobavljač do 35kV XLPE kabela, bio sam svjedokom kritične uloge koje ovi kablovi igraju u sustavima prijenosa i distribucije snage. Tijekom godina, također sam duboko uronio u razumijevanje mehanizma starenja do 35kV XLPE izolacije kabela. Ovo znanje nije samo ključno za nas kao dobavljači za poboljšanje kvalitete proizvoda, već i za naše kupce kako bismo osigurali dugoročnu pouzdanost njihovih mreža.
1. Uvod u do 35kV XLPE kabel
Do 35KV XLPE kabel [/power-cable/up-to-35kv-xlpe-cable.html] široko se koristi u sustavima srednjeg napona zbog izvrsnih električnih i mehaničkih svojstava. Povezani polietilen (XLPE) najčešći je izolacijski materijal za ove kablove zbog njegove visoke dielektrične čvrstoće, niskog dielektričnog gubitka i dobre toplinske stabilnosti. Međutim, kao i svi materijali, XLPE izolacija s vremenom podliježe starenju, što može dovesti do smanjenja performansi i na kraju uzrokovati kvar kabela.
2. Mehanizmi fizičkog starenja
2.1 toplinsko starenje
Toplinsko starenje jedan je od glavnih čimbenika koji utječu na izolaciju XLPE kabela. Kad kabel radi, struja koja teče kroz vodič stvara toplinu. Ako se toplina ne rasprši učinkovito, temperatura izolacijskog sloja će se povećati. Visoke temperature mogu uzrokovati prekid molekularnih lanaca XLPE, što dovodi do smanjenja mehaničkih i električnih svojstava izolacije.
Arrheniusova jednadžba često se koristi za opisivanje odnosa između brzine starenja i temperature. Prema ovoj jednadžbi, brzina starenja udvostručuje se na svakih povećanja temperature od 8 do 10 ° C. Dugotrajna izloženost visokim temperaturama može uzrokovati da izolacija postane krhka, pukotina i izgubi fleksibilnost, povećavajući rizik od električnog raspada.
2.2 Mehaničko starenje
Mehanički stres također može ubrzati starenje izolacije XLPE kabela. Tijekom instalacije kabeli se mogu podvrgnuti savijanju, povlačenju i torziji. Ako se postupak instalacije ne provodi ispravno, prekomjerni mehanički napon može se primijeniti na izolaciju, uzrokujući formiranje mikro -pukotina. Ove mikro -pukotine mogu djelovati kao točke inicijacije za električno stablo i vodena stabla, o kojima će se raspravljati kasnije.
Osim toga, tijekom rada kabela, vibracije i toplinsko širenje i kontrakcija također mogu uzrokovati mehanički napon na izolaciji. S vremenom, ta ponovljeni mehanički naponi mogu dovesti do širenja pukotina i daljnje razgradnje izolacije.
3. Mehanizmi kemijskog starenja
3.1 Oksidacija
Oksidacija je glavni mehanizam za kemijsko starenje za izolaciju XLPE kabela. Kisik u zraku može reagirati s XLPE molekulama, posebno pri visokim temperaturama. Proces oksidacije uključuje stvaranje slobodnih radikala, koji mogu razbiti molekularne lance XLPE. To dovodi do stvaranja karbonilnih skupina i drugih oksidacijskih proizvoda, koji mogu promijeniti fizička i kemijska svojstva izolacije.
Antioksidanti se obično dodaju XLPE tijekom procesa proizvodnje kako bi se inhibirala oksidacija. Međutim, s vremenom se mogu konzumirati antioksidanti, a proces oksidacije će se ubrzati. Prisutnost vlage i metalnih iona također može katalizirati reakciju oksidacije, dodatno promičući starenje izolacije.
3.2 Hidroliza
Hidroliza je još jedan mehanizam kemijskog starenja koji može utjecati na izolaciju XLPE kabela, posebno u vlažnom okruženju. Molekule vode mogu reagirati s XLPE lancima, razbijajući kemijske veze i uzrokujući razgradnju izolacije. Proces hidrolize vjerojatnije će se pojaviti na visokim temperaturama i u prisutnosti alkalnih ili kiselih tvari.
4. Mehanizmi električnog starenja
4.1 Električno stablo
Električno stablo je fenomen u kojem se unutar izolacije formira granana struktura vodljivih staza pod utjecajem električnog polja. Obično počinje od malih oštećenja ili nečistoća u izolaciji. Kada se primijeni visoki napon, koncentrirano je električno polje na tim oštećenjima, što uzrokuje lokalnu ionizaciju i kvar. Kako se proces nastavlja, vodljive staze rastu poput drveća, postupno smanjujući izolacijsku čvrstoću kabela.
Električno stablo može se podijeliti u dvije vrste: jedno - fazno stablo i više fazno stablo. Jednostruko - fazno stablo nastaje kada postoji naponski napon u jednom faznom kabelu, dok se višestruko fazno stablo pojavljuje u multifaznim kablovima zbog interakcije između različitih faza.
4.2 vodeni stablo
Vodena stabla je posebna vrsta električnog starenja koja se javlja u prisutnosti vode. Molekule vode mogu prodrijeti u XLPE izolaciju kroz mikro -pukotine ili pore. Pod djelovanjem električnog polja, molekule vode mogu uzrokovati stvaranje stabla - poput struktura unutar izolacije. Ova vodena stabla napunjena su vodom i vodljivim tvarima, što može značajno smanjiti izolacijsku otpornost kabela.
Vjerojatnije je da će se vodeni stablo pojaviti u kablovima instaliranim u vlažnim okruženjima, poput podzemnih ili podzemnih. Na brzinu rasta vodenih stabala utječu faktori kao što su čvrstoća električnog polja, sadržaj vode i temperatura.
5. Utjecaj starenja na performanse kabela
Starenje izolacije XLPE kabela može imati značajan utjecaj na performanse kabela. Kako izolacija stare, njegova dielektrična čvrstoća smanjuje se, što znači da više ne može izdržati istu razinu napona bez razbijanja. To povećava rizik od električnih grešaka, poput kratkih krugova i prizemnih grešaka, koji mogu poremetiti napajanje i uzrokovati oštećenje električne opreme.
Pored toga, starenje izolacije također može dovesti do povećanja dielektričnog gubitka. Veći dielektrični gubitak znači da se više energije raspršuje kao toplina, što može dodatno ubrzati proces starenja. S vremenom kabel može postati potpuno neoperabilan, zahtijevajući zamjenu.
6. Otkrivanje i nadzor starenja
Da bi se osigurao siguran i pouzdan rad do 35kV XLPE kabela, ključno je otkriti i nadzirati proces starenja. U tu je svrhu dostupno nekoliko metoda.
6.1 Dielektrično mjerenje gubitka
Dielektrični mjerenje gubitka uobičajena je metoda za otkrivanje starenja izolacije XLPE kabela. Mjerenjem dielektričnog faktora gubitka (TANδ) kabela možemo odrediti stupanj izolacije. Povećanje TANΔ ukazuje na porast dielektričnog gubitka, što je često povezano sa starenjem i razgradnjom izolacije.
6.2 Djelomično otkrivanje pražnjenja
Djelomično otkrivanje pražnjenja još je jedna važna metoda za praćenje starenja kabela. Djelomični ispuštanja javljaju se unutar izolacije kada jačina električnog polja premašuje čvrstoću raspada lokalnog područja. Otkrivanjem i analizom djelomičnih pražnjenja možemo identificirati potencijalne nedostatke i starenje u izolaciji.
7. Pristup naše tvrtke za prevenciju starenja
Kao dobavljač do 35kV XLPE kabela, posvećeni smo proizvodnji visokih kvalitetnih kabela s izvrsnim otporom starenja. Koristimo visoke kvalitetne sirovine i napredne proizvodne procese kako bismo osigurali jednoličnost i čistoću XLPE izolacije. Pored toga, dodajemo antioksidante visoke performanse i druge aditive u izolaciju kako bismo inhibirali oksidaciju i druge procese starenja.
Također pružamo sveobuhvatnu tehničku podršku našim kupcima. Možemo im pomoći da odaberu pravu vrstu kabela i metodu instalacije prema njihovim specifičnim zahtjevima za aplikaciju. Nudimo redovne usluge inspekcije i održavanja za otkrivanje i sprečavanje starenja kabela u ranoj fazi.
8. Zaključak i poziv na akciju
Razumijevanje mehanizma starenja do 35kV XLPE izolacije kabela ključno je za osiguravanje dugoročne pouzdanosti elektroenergetskih sustava. Budući da smo svjesni različitih čimbenika koji doprinose starenju, poput toplinskih, mehaničkih, kemijskih i električnih čimbenika, možemo poduzeti odgovarajuće mjere kako bismo spriječili i usporili proces starenja.
U našoj tvrtki posvećeni smo pružanju najbolje kvalitete do 35kV XLPE kabela, uključujućiOklopna bakrena jezgra XLPE kabeli10kV izolirani zračni kabel. Ako vam trebaju visoke kvalitetne kabele za svoje projektima snage, pozivamo vas da nas kontaktirate na nabavu i daljnju raspravu. Spremni smo raditi s vama kako bismo osigurali uspjeh vaših elektroenergetskih sustava.
Reference
- Tanaka, T., i Fothergill, JC (2000). Električna degradacija i slom u polimerima. Institucija inženjera elektrotehnike.
- Cherney, EA, & Montanari, GC (2009). Električna izolacija za rotirajuće strojeve: dizajn, procjena, starenje, testiranje i popravak. Wiley - IEEE Press.
- Andrady, Al (2015). Degradacija polimera i stabilnost. Elsevier.