AC 전원 케이블의 XLPE 절연:재료 특성, 케이블 구성 및 실제 선택

XLPE 절연체는 전원 케이블이 전기 분리를 유지하고 도체가 가열될 때 변형을 방지하는 데 도움이 됩니다. 인버터, 분전반, 산업기기, 변압기 등을 연결하는 케이블에 사용됩니다. 재료를 이해하면 케이블 사양을 비교하기가 더 쉬워지지만, 전체 구성 및 설치 조건에 따라 케이블이 프로젝트에 적합한지 여부가 결정됩니다.

이 가이드에서는 XLPE가 무엇인지, 교차 연결이 폴리에틸렌을 어떻게 변화시키는지, XLPO와 어떻게 관련되는지, 저압 또는 중압- AC 전원 케이블을 선택할 때 확인해야 할 사항에 대해 설명합니다. 의 예SINELINK AC 케이블 범위재료 과학을 실제 제품 구성과 연결합니다.

AC 전원 케이블에서 절연이 중요한 이유

도체는 전류를 전달합니다. 절연체는 해당 도체를 다른 도체, 스크린 및 접지로부터 전기적으로 분리합니다. 이러한 분리는 케이블이 전기적 스트레스, 반복적인 가열 및 냉각, 설치와 관련된 기계적 힘을 겪는 동안에도 효과적으로 유지되어야 합니다.

전류는 도체에 열을 발생시킵니다. 케이블이 얼마나 뜨거워지는지는 전기적 손실과 열이 얼마나 쉽게 빠져나가는지에 따라 달라집니다. 촘촘하게 모여 있는 케이블, 뜨거운 주변 환경, 전도성이 낮은 토양 등으로 인해 냉각이 더욱 어려워질 수 있습니다. 따라서 절연은 분리된 재료 샘플이 아닌 열 및 전기 시스템의 일부로 수행되어야 합니다.

EPC 계약자 또는 구매자의 경우 XLPE가 출발점입니다. 전체 케이블이 의도한 회로와 일치하는지 확인하십시오.

• 격리:등급, 치수 및 전압 정격을 확인하십시오.
• 외부 보호:피복과 보호층을 경로에 일치시키십시오.
• 설치 제한:케이블이 계획된 설치에 적합한지 확인하십시오.

적합한 재료는 안정적인 케이블 설계의 출발점입니다.

XLPE란 무엇이며 가교가 폴리에틸렌을 어떻게 변화시키는가

XLPE는 가교-결합 폴리에틸렌을 의미합니다. 폴리에틸렌(PE)은 긴 분자 사슬로 만들어진 중합체입니다. 일반 열가소성 PE는 충분히 가열하면 부드러워지고 흐를 수 있습니다. 교차-연결은 사슬 사이에 화학적 연결을 도입하여 사슬의 움직임을 제한하는 네트워크를 생성합니다.

네트워크는 열과 하중에 따라 재료의 동작을 변경합니다. 가교-결합 PE는 결정 영역이 녹을 때 일반 열가소성 플라스틱처럼 흐르거나 모양이 바뀌지 않습니다. 이는 열 변형을 방지하는 데 도움이 됩니다. 온도나 노출이 구성 및 케이블 설계의 한계를 초과하는 경우에도 여전히 부드러워지고, 노화되고, 산화되거나 저하될 수 있습니다.

따라서 교차-연결은 온도에 대한 무제한 저항을 보장하지 않습니다. 최종 특성은 기본 수지, 첨가제, 제조 조건 및 가교-정도에 따라 달라집니다. 완성된 단열재는 단순히 XLPE 이름을 표시하는 것이 아니라 정의된 테스트를 충족해야 합니다.Evonik이 주요 가교 메커니즘과 폴리에틸렌 안정성에 미치는 영향을 설명합니다-.

XLPE와 XLPO 비교

XLPO는 가교된-폴리올레핀을 의미합니다. 폴리올레핀은 폴리에틸렌을 포함하는 광범위한 폴리머 계열입니다. 광범위한 화학적 의미에서 XLPE는 XLPO 계열에 속합니다. 용어는 상호 배타적인 두 가지 자료 범주가 아닙니다.

그러나 케이블 사양에서는 이름이 다양한 세부 수준에서 사용됩니다. XLPE는 폴리에틸렌을 기본 폴리머로 식별합니다. XLPO는 다양한 폴리올레핀 제제 또는 혼합물을 포괄할 수 있는 더 넓은 설명입니다. 두 이름 모두 완전한 레시피를 제공하지 않으며 특정 화염, 연기 또는 풍화 분류를 보장하지 않습니다.

태양광 케이블은 절연체와 외부 피복 모두에 XLPO 공식을 사용할 수 있으며, 각 공식은 서로 다른 작업에 최적화되어 있습니다. 기존 AC 전원 케이블은 PVC 외장 아래에 XLPE 절연체를 사용할 수 있습니다. 이는 서로 다른 구성 선택일 뿐 하나의 재료 라벨이 보편적으로 더 좋다는 증거는 아닙니다.

태양광-케이블 관점에 대해서는 관련 기사를 읽어보세요.태양광 케이블의 XLPO: 재료 특성 및 전자빔 가교 설명. XLPO 및 전자{1}}빔 처리에 대한 소개를 제공합니다. 본 가이드는 AC 전원 케이블의 XLPE 절연에 중점을 두고 있습니다.

XLPE가 전원 케이블에 위치하는 위치

도체 절연체와 외장은 별도의 작업을 수행합니다.

일반적인 비보호 저-전압 단일{1}}코어 케이블에는 3개의 주요 레이어가 있으며 각 레이어는 별도의 작업을 수행합니다.

• 지휘자:전류를 운반합니다.
• XLPE 단열재:1차 전기 절연을 제공합니다.
• 외부 피복:제품 사양에 포함된 외부 조건으로부터 절연 코어를 보호합니다.

Cu/XLPE/PVC 표기는 구리 도체, XLPE 절연체 및 PVC 외피를 내부에서 외부로 읽습니다. Al/XLPE/PVC는 알루미늄 도체와 동일한 논리를 따릅니다. 따라서 케이블에는 모순 없이 XLPE와 PVC가 모두 포함될 수 있습니다. 두 재료는 서로 다른 기능을 수행합니다.

멀티코어 구성에는 필요에 따라 절연 코어, 필러 또는 바인더가 추가됩니다. 보호 및 차폐된 케이블은 추가 구성 요소를 추가합니다. 도면이나 견적을 검토할 때 이러한 레이어를 개별적으로 식별해야 합니다.

XLPE 단열재 제조 방법

제조 경로는 제어된 압출 및 교차 연결과 함께 적절한 화합물을 결합합니다.- 정확한 순서는 프로세스에 따라 다릅니다. 모든 XLPE 전원 케이블이 전자-빔 조사 라인을 통과한다고 가정하는 것은 올바르지 않습니다.

과산화물 가교

과산화물 시스템에서 가열은 폴리머 사슬 사이의 연결을 촉진하는 개시제를 활성화합니다. 압출 및 경화 조건은 의도한 단열 특성을 달성하면서 조기 반응을 방지해야 합니다. 높은 전기적 스트레스에서 작동하는 케이블의 경우 재료 청결도와 안정적인 처리가 특히 중요합니다.

일부 과산화물-경화 케이블 설계에서는 생성물의 반응을 줄이기 위해 탈기 제어가 필요합니다.- 처리는 화합물, 단열재 두께 및 사양에 따라 다릅니다. 모든 XLPE 케이블에 적용되는 표준시는 아닙니다. 에이과산화물 부산물-에 대한 유용한 연구고전압 케이블 절연체에서 가스 제거가 제조상의 특별한 고려사항인 이유를 보여줍니다.-

실란 가교

실란 시스템은 수분-보조 화학 반응을 사용하여 네트워크를 형성합니다. 화합물과 생산 경로에 따라 실란 기능과 촉매가 도입되는 방식이 결정됩니다. 경화에는 지정된 결과를 달성하기 위해 온도와 시간을 관리하면서 습기에 대한 노출을 제어할 수 있습니다.

중요한 생산 질문은 단열재 전반에 걸쳐 필요한 특성이 달성되는지 여부입니다. 표면 외관만으로는 만족스러운 경화를 나타낼 수 없습니다.

전자빔 가교

고에너지-전자는 적합한 고분자 화합물에 반응 부위를 생성하여 사슬 사이에 연결을 형성할 수 있습니다. 이 경로에는 케이블 형상에 적합한 공식화 및 노출 프로세스가 필요합니다. 빔 침투, 흡수선량, 케이블 전송 및 노출 균일성이 모두 중요합니다.

방사선은 또한 사슬 절단과 산화를 촉진할 수 있습니다. 따라서 더 많은 노출이 자동으로 더 좋아지는 것은 아닙니다. 적격 프로세스는 원치 않는 자료 변경과 의도된 네트워크 형성의 균형을 맞춰야 합니다.

품질은 완성된 결과에 따라 달라집니다.

다양한 경로에 걸쳐 생산 관리에는 화합물 처리, 압출 치수, 단열재 동심도, 오염 제어 및 열적 및 기계적 동작 검증이 포함됩니다. 핫{1}}설정 테스트는 교차 연결된 재료에 대한 관련 방법 중 하나입니다.- 그 절차는 다음에 설명되어 있습니다.IEC 60811-507. 승인 요구 사항은 해당 케이블 사양에 따라 결정됩니다. 성공적인 핫{2}}설정 결과만으로는 완전한 케이블 규정 준수를 확립할 수 없습니다.

XLPE가 케이블 절연에 널리 사용되는 이유

전기적 성능

적합한 XLPE 제제는 강력한 전기 절연성과 낮은 유전 손실을 제공합니다. 이러한 특성은 전력 분배에서의 사용을 설명하는 데 도움이 됩니다. 이점은 절연체가 올바르게 설계되고 제조되었는지에 따라 달라집니다. 공칭 재료가 적절하더라도 오염 물질, 공극 및 손상된 인터페이스로 인해 성능이 저하될 수 있습니다.Borealis는 중전압 AC 케이블용 전용 XLPE 절연 등급을 설명합니다.{0}}.

내열성 및 치수 안정성

가교{0}}는 절연체가 고온 및 기계적 부하 하에서 변형에 저항하는 데 도움이 됩니다. 많은 기존 XLPE 전원 케이블은 최대 연속 도체 온도 90도에 대해 지정되어 있습니다. 이는 주변 공기가 아닌 도체를 설명하는 것이며 정확한 케이블을 확인하기 위한 등급입니다.

터미널 및 연결된 장비는 더 낮은 온도 제한을 적용할 수 있습니다. 케이블의 더 높은 절연 등급은 이러한 제한 사항을 무시하지 않습니다. 그만큼열경화성 케이블 등급에 대한 IET 논의전류 전송 용량을 선택할 때 장비 호환성이 중요한 이유를 설명합니다.-

단락 및 장기 성능

지속적인 서비스와 단락{0}}회로 조건은 서로 다른 임무입니다. 일부 지정된 XLPE 케이블 설계는 제한된 단락(일반적으로 최대 5초) 동안 도체 온도 250도를 허용합니다. 이는 반복적인 과열에 대한 운전 대상이나 허가가 아닙니다. 허용되는 의무는 고장 전류, 보호-장치 제거 시간, 도체 크기 및 케이블 사양을 기준으로 확인해야 합니다.

장기적인- 성능은 항산화제, 작동 온도, 환경 노출 및 전체 케이블의 무결성에 따라 달라집니다. XLPE는 설계자에게 유용한 열 성능을 제공하지만 적절한 크기 조정 및 보호에 대한 필요성을 제거하지는 않습니다.

XLPE 및 PVC 단열재 비교

유용한 비교는 XLPE 단열재와 PVC 단열재의 기능을 일정하게 유지합니다. 절연재를 다른 케이블의 외부 피복과 비교하면 잘못된 결론을 내릴 수 있습니다.

더 높은 절연 온도 등급은 적절한 조건에서 더 높은 허용 전류를 지원할 수 있지만 보편적인 백분율 증가는 적용되지 않습니다. 비교에는 설치 방법, 그룹화, 주변 온도 및 장비 제한이 포함되어야 합니다. 마찬가지로, 재료 이름만으로는 유연성, 예상 수명 또는 총 설치 비용을 결정하지 못합니다.

XLPE 절연체를 사용한 구리 또는 알루미늄 도체

XLPE 절연체는 구리 또는 알루미늄 도체에 적용될 수 있습니다. 도체 선택은 전기 저항, 무게, 치수 및 연결 설계에 영향을 미칩니다. 단열재의 기본 역할은 바뀌지 않습니다.

동일한 길이와 단면적의 경우-알루미늄은 구리보다 전기 저항이 더 높습니다. 따라서 동일한 회로 요구 사항을 충족하려면 더 큰 알루미늄 섹션이 필요할 수 있습니다. 실제 선택은 단일 대체 비율에 의존하기보다는 전류 용량, 전압 강하 및 결함 듀티를 충족해야 합니다.

알루미늄의 낮은 밀도는 특히 대형 피더에서 취급 무게를 줄일 수 있습니다. 잠재적인 비용 이점은 더 큰 케이블 치수, 지지대 배열 및 호환 가능한 단자와 함께 평가되어야 합니다. 올바른 표면 준비, 커넥터 선택 및 조임 절차는 설치된 연결의 중요한 부분입니다.

SINELINK의Al/XLPE/PVC 전원 케이블XLPE 절연체 및 PVC 피복이 포함된 알루미늄-도체 옵션을 제공합니다. 도체 가격만 고려하지 말고 완전한 회로 요구 사항과 장비 인터페이스를 사용하여 구리 버전과 비교하십시오.

중압 케이블에 추가 레이어가 필요한 이유

전기적 스트레스가 증가함에 따라 절연체 주변의 인터페이스에 더 많은 제어가 필요합니다. 일반적인 차폐된 중전압- 케이블은 도체와 절연체 주위에 반도체 층과 금속 스크린을 추가합니다. 이러한 구성 요소의 기능은 다릅니다.

금속 스크린은 기계 갑옷을 대체할 수 없습니다. 단면적과 결합 배열은-전기 설계와 조화를 이루어야 합니다. 케이블 조인트 및 종단에는 ​​호환 가능한 크기, 전압 정격 및 응력-제어 구성 요소도 필요합니다.

그만큼SINELINK MV 단일-동선 도체가 포함된 코어 XLPE 절연 비보호 케이블반도체 스크린, 구리 테이프 스크린 및 PVC 외장을 사용합니다. 이는 단열재가 조정된 중간{1}}전압 구조의 일부를 형성하는 방법에 대한 유용한 예입니다.

전압 지정을 주의 깊게 읽으십시오.

• U₀:도체와 접지 또는 스크린 사이의 정격 전압.
• U:도체 사이의 정격 전압.
• Uₘ:관련 최대 시스템 전압.

시스템의 등급과 접지 조건을 선택하십시오. XLPE라는 단어에서 적합성을 추론하지 마십시오.

칼집 갑옷과 화재 사양은 여전히 ​​​​중요합니다.

야외 및 매장 경로

케이블 내부의 XLPE 절연체 자체만으로는 햇빛, 기름, 화학물질 노출 또는 지속적인 침수에 대한 저항성을 갖지 않습니다. 이러한 조건에는 피복 및 기타 보호 구성 요소는 물론 단열재도 포함됩니다. 직접 매설에는 실제 토양, 물 및 기계적 위험에 적합한 케이블 구성 및 설치 설계가 필요합니다.

보호되지 않은 케이블에는 외부 기계적 보호가 필요할 수 있습니다. 강화된 케이블은 여전히 ​​올바른 취급, 굽힘 및 종단이 필요합니다. 단일-코어 AC 회로의 경우 외장 재료 및 배열에는 자기 손실에 특별한 주의가 필요합니다. 멀티코어 강철-장갑 설계를 단일-코어 사양에 무분별하게 복사해서는 안 됩니다.이랜드의 LV 장갑 케이블 구조이 차이점을 설명합니다.

멀티코어 예를 보려면 다음을 검토하세요.구리 도체가 포함된 5개의-코어 3C+2 XLPE 외장 케이블. 프로젝트 설계에 따라 코어 크기, 회로 기능 및 정확한 갑옷 구성을 확인합니다.

난연성 낮은 연기 및 할로겐 함량

화재-관련 사양은 다양한 속성을 설명합니다. 각 요구사항을 별도로 확인하세요.

• 난연성:정의된 테스트에 따라 화염이 확산됩니다.
• 낮은 연기:연기 발생.
• 무할로겐-요구사항:관련 재료 구성 또는 특정 가스 테스트.
• 내화성 또는 회로 무결성:지정된 화재 조건 하에서 전기적 기능이 지속됩니다.

변형되지 않은 폴리에틸렌에는 할로겐이 포함되어 있지 않지만 모든 XLPE{0}}절연 케이블이 연기가 적은-무할로겐-완제품이 되는 것은 아닙니다. PVC 외장에는 염소가 포함되어 있습니다. 전체 케이블을 청구할 때 필러, 테이프 및 기타 비{5}}부품도 고려해야 합니다.-

SINELINK의LSZH 난연-저전압-전압 AC 전원 케이블XLPE 단열재와 지정된 저연-연기, 무할로겐- 구조를 결합합니다. 선택한 변형과 ​​테스트 증거를 필요한 화재 성능과 일치시키십시오. 난연성은 화재 발생 시 회로 무결성을 확립하지 않습니다.

XLPE 단열재의 수명에 영향을 미치는 요인

작동 중에 열 노화가 축적됩니다. 지속적인 과열과 연결 불량으로 인해 성능 저하가 가속화될 수 있으며 피복이 손상되거나 부적절한 설치 조건으로 인해 케이블이 추가적인 스트레스에 노출될 수 있습니다. 단열재 이름만으로는 보편적인 수명을 할당할 수 없습니다.

중전압 애플리케이션에서는 결함과 불리한 인터페이스로 인해 전기적 스트레스가 집중될 수 있습니다. 부분 방전은 국부적으로 절연체를 손상시킬 수 있습니다. 전기 트리잉에는 분기 분석-관련 경로가 포함됩니다. 워터 트리잉은 습기 및 전기적 스트레스와 관련된 다른 분해 과정입니다. 이 용어를 서로 바꿔서 사용하거나 변색된 모든 케이블을 설명하는 것으로 가정해서는 안 됩니다.

재료 등급 및 건축 문제. 수-트리-지연제 화합물은 독특한 디자인 선택이며, 수-차단 기능은 기본 XLPE 지정과 별개입니다. 설치 및 유지 관리 시 밀봉, 피복 무결성, 적절한 연결부 및 종단을 포함하여 케이블의 보호 시스템을 보존해야 합니다.

케이블 상태가 불확실한 경우 평가는 적절한 검사 및 전기 테스트 절차를 따라야 합니다. 사진이나-외피 외관으로는 남은 절연 수명을 확인할 수 없습니다. 작동 내역, 로딩 및 테스트 결과는 지원되지 않는 서비스-수명 추정보다 더 유용한 증거를 제공합니다.Borealis의 케이블-자료 개요단열 시스템 및 재료 선택에 대한 배경 지식을 제공합니다.

XLPE 절연 AC 케이블 지정 방법

회로 임무 및 경로 정보로 시작한 다음 전체 구성을 선택하십시오. 동일한 절연재를 설치 성능이 매우 다른 케이블에 사용할 수 있습니다.

주문한 케이블과 일치하는 증거를 요청하세요.

주문한 케이블과 일치하는 기록을 요청하십시오.

• 도체 및 치수:도체 저항 및 절연 치수.
• 전기적 성능:적용 가능한 전압 테스트.
• 재료 성능:인장 특성, 노화 및 핫{0}}설정 테스트.
• 차폐된 중-전압 설계:해당 설계에 지정된 전기 테스트(해당하는 경우 부분 방전 테스트- 포함)

일상적인 테스트, 샘플 테스트, 유형 테스트는 서로 다른 목적으로 사용됩니다. 구매자는 주문과 함께 제공되는 생산 기록과 이를 뒷받침하는 디자인-인증 보고서에 동의해야 합니다. 다른 전압, 구성 또는 제조 소스에 대한 테스트 결과가 제공된 케이블에 적용된다고 가정해서는 안 됩니다.

해당 표준은 전압 범위 및 시장과 일치해야 합니다.IEC 60502-11kV 및 3kV 정격의 압출{0}}절연 전원 케이블을 다룹니다.IEC 60502-2관련 최대 시스템 전압과 함께 관련 6kV ~ 30kV 범위를 다룹니다. 26/35(40.5) kV 지정은 IEC 60502에 따라 자동으로 표시되어서는 안 됩니다-2. 프로젝트-별 표준 및 에디션을 확인하세요. 핫셋 테스트는 완전한 제품 승인이 아닌 재료 테스트 방법을 의미합니다.

자주 묻는 질문

Q: XLPE는 XLPO와 동일합니까?

XLPE는 교차결합된 폴리에틸렌을 식별하는 반면, XLPO는 더 넓은 용어인 교차결합된 폴리올레핀을 나타냅니다.- 폴리에틸렌은 폴리올레핀 계열에 속하지만 광범위한 XLPO 설명에서는 정확한 조성을 식별하지 못합니다. 약어에만 의존하기보다는 제품 사양과 테스트 증거를 비교하십시오.

Q: 모든 XLPE 케이블에는 할로겐이 포함되어 있지 않습니까?

아니요. XLPE 단열재는 PVC 피복 아래 또는 기타 할로겐- 함유 구성 요소와 함께 사용할 수 있습니다. 완성된-케이블 청구서는 관련 구성 요소와 필수 테스트를 설명해야 합니다. 낮은-연기와 난연-성능도 별도의 증거가 필요합니다.

Q: XLPE 절연 케이블을 실외에서 사용하거나 매설할 수 있나요?

이러한 응용 분야에 맞게 설계할 수 있지만 XLPE만으로는 적합성을 확립할 수 없습니다. 정확한 케이블에 대한 피복 특성, 물 노출, 기계적 보호 및 설치 요구 사항을 확인하십시오. 보호된 지하 덕트에 직접 매설하는 것과 설치하는 것은 서로 다른 조건입니다.

Q: 모든 XLPE 케이블은 전자빔으로 교차 연결되어 있습니까?

아니요. 과산화물, 실란 및 조사 공정은 적합한 폴리에틸렌 시스템과 함께 사용할 수 있습니다. 적합한 경로는 형식, 케이블 형상 및 성능 요구 사항에 따라 다릅니다. 프로젝트 사양에 특정 프로세스가 필요한 경우 공급업체에 문의하세요.

Q: 90도 등급은 90도 공기에서 작동을 허용합니까?

아니요. 최대 도체 온도가 90도이면 주변 환경과 도체 사이에 열 여유가 생깁니다. 전류는 추가 열을 발생시키므로 허용 전류는 환경 및 냉각 조건에 따라 달라집니다. 터미널 온도 제한도 준수해야 합니다.

Q: XLPE 단열재는 항상 PVC보다 우수합니까?

적합한 선택은 회로, 온도 제한, 설치 및 비용 요구 사항에 따라 달라집니다. XLPE는 유용한 열적 및 전기적 특성을 제공하지만 규정을 준수하는 PVC-절연 케이블이 지정된 임무에 적합할 수 있습니다. 동일한 설치에 대해 동일한 케이블 설계를 비교하십시오.

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기술 참고자료

아래 소스는 재료 및 엔지니어링 토론을 지원합니다. 제품-별 등급 및 가용성은 현재 견적 및 승인된 데이터 시트를 기준으로 확인해야 합니다.

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