Полимерные материалы для изоляции кабелей

Поливинилхлорид (ПВХ)

ПВХ приобрел особое значение в качестве изолирующего материала в кабелях низкого и среднего напряжения благодаря низкой стоимости смеси, хорошей обра­батываемости и пригодности к переработке. Для изоляции кабелей обычно рекомен­дуется применять ПВХ с константой равновесия (.К-уаЬе) 65-70. В смесь с ПВХ вводят стабилизаторы, такие как основной сульфат свинца и фталат; пластификато­ры, такие как диоктилфталат и триоктил тримеллитат; наполнители, такие как кар­бонат кальция и т. д. Кабели с поливинилхлоридной изоляцией широко применяют­ся в диапазоне 1,1-3,3 кВ и нашли ограниченное применение в кабелях 6,6 и 11 кВ. В стандарте В5 6346 приведены требования к смесям для ПВХ кабелей до 3,3 кВ. В1ЕС 502 указаны ПВХ/Л до 3,3 кВ и ПВХ/В для более высоких напряжений. На рис. 16.2 показана типичная конструкция изолированного ПВХ кабеля с площадью сечения 300 мм2 на 3,3 кВ, многожильного с секторными алюминиевыми проводни­ками.

Сшиваемый полиэтилен (СПЭ)

Полиэтилен, обладающий уникальными диэлектрическими свойствами, нашел широкое применение в изоляции кабеля сразу после своего появления на рынке. Ос­новная проблема у обычного ПЭ — это низкая предельная рабочая температура (70 °С) и максимальная температура короткого замыкания (160 °С). Эти две харак­теристики ПЭ, наряду с его термическим и электрическим старением, значительно улучшаются сшиванием (образованием поперечных связей).

Поэтому ПЭ, используемый в качестве изолирующего материала, почти всегда сшивают- в результате максимальная рабо­чая температура и температура короткого замыкания улучшаются до 90 и 250 °С соот­ветственно. Сегодня кабель питания, изоли­рованный сшитым ПЭ, это наиболее распространенный кабель в мире. И спрос на него только растет поскольку потребители понимают его основные преимуще­ства, такие как простая система передачи электроэнергии, более низкие требова­ния к обслуживанию, малая диэлектрическая проницаемость и низкие диэлектри­ческие потери.

Разработка сверхчистого материала привела к тому, что его используют в кабе­лях до 275 кВ, а в Японии до 500 кВ. На рис. 16.3 показана типичная конструкция ка­беля 500 мм2 одножильного, 33 кВ, с алюминиевым проводником, изолированного сшитым полиэтиленом.

Рис. 16.3. Типичная конструкция кабеля — черный (поглощающий) экран, изолированный СПЭ алюми­ниевый проводник (500 мм   одна жила, 33 кВ): 7 — внешняя оболочка ПВХ; 2 — броня из холоднотяну­той алюминиевой полосы; 3 экструдированная внут­ренняя оболочка из ПВХ; 4 жила, экранированная экструдированной необработанной полупроводящей смесью, полупроводниковой и медной лентами; 5 изоляция из СПЭ; 6 проводник, экранированный экструдированной необработанной полупроводящей смесью; 7 — многожильный уплотненный алюминие­вый проводник