Kable XLPEsą jednym z najczęściej stosowanych typów izolowanych kabli w nowoczesnych systemach przesyłu i dystrybucji energii.Zrozumienie ich stosownych scenariuszy jest kluczowym warunkiem wyboru projektu energetycznegoOd miejskich podziemnych sieci energetycznych po integrację morskiej energii wiatrowej, od szkieletów przesyłowych wysokonapięciowych po linie elektroenergetyczne instalacji przemysłowych, kable XLPE,z ich doskonałą wydajnością elektryczną, odporność na ciepło i wytrzymałość mechaniczna stały się głównym wyborem globalnych sieci przesyłowych i dystrybucyjnych.

I. Podstawowe właściwości kabli XLPE

Kable XLPE, skrót od "Cross-linked Polyethylene Insulated Power Cables",są oparte na technologii, która przekształca liniową strukturę molekularną polietylenu w trójwymiarową strukturę sieciową za pomocą metod chemicznych lub fizycznych, zmieniając w ten sposób materiał z termoplastycznego na termowstający, co przynosi znaczącą poprawę wydajności.

Wzrost cieplny jest jedną z najważniejszych zalet XLPE. Długoterminowa temperatura pracy tradycyjnych izolowanych kabli PVC wynosi 70°C.podczas gdy kable izolowane XLPE mogą podnieść tę wartość do 90°CW warunkach zwarcia (trwającego nie dłużej niż 5 sekund) przewodnik kabla XLPE może wytrzymać maksymalną temperaturę 250°C,zapewnienie dużego marginesu bezpieczeństwa w warunkach awarii systemuDzięki tej charakterystyce odporności na ciepło, żywotność termiczna izolowanego kabla XLPE może osiągnąć 40 lat, znacznie wyższa niż zwykłeKable z PVC.

Z punktu widzenia wydajności elektrycznej XLPE zachowuje zalety polietylenu, wysoką odporność izolacyjną, niską stałą dielektryczną,i niskie straty dielektryczne, a jego ogólna wydajność jest jeszcze bardziej poprawiona po modyfikacji połączenia krzyżowegoJego styczność strat dielektrycznych jest bardzo mała i nie ulega znaczącemu wpływowi temperatury, skutecznie zmniejszając straty linii w scenariuszach przesyłu energii na duże odległości.

Z powodu tworzenia nowych wiązań chemicznych między makromolekułami twardość, sztywność, odporność na ścieranie,i odporność na uderzenia są poprawione, które zrekompensowały wady zwykłego polietylenu, który jest podatny na pęknięcie pod wpływem stresów środowiskowych.

II. Granice selekcji oparte na napięciu znamionowym

Zastosowanie kabla XLPE zależy przede wszystkim od napięcia znamionowego systemu.

1Sektor niskiego napięcia (0,6/1 kV i poniżej)

W sieciach dystrybucji energii lub instalacjach przemysłowych o napięciu nominalnym 0,6/1kV i poniżej, izolowane kable XLPE są podstawowym wyborem dla dystrybucji energii niskiego napięcia.Niskonapięciowe kable izolowane XLPE zazwyczaj wykorzystują wielojadrową strukturę strunkową (e.np., 3+1 rdzenia, 4+1 rdzenia), oferując elastyczne opcje instalacji odpowiednie do zasilania budynków, stacji ładowania prądu przemiennego dla pojazdów elektrycznych oraz dystrybucji zasilania w terminalach centrów danych.

W odniesieniu do przepustowości prądu, dla tej samej powierzchni przekroju poprzecznego przewodnika, kable izolowane XLPE mają o około 25% większą przepustowość prądu niż kable izolowane PVC.Oznacza to, że mniejsze przekróje przewodników mogą być stosowane w tych samych warunkach obciążenia, zmniejszając w ten sposób koszty materiałów.

2Sektor średniego napięcia (3kV~35kV)

Kable izolowane XLPE są najczęściej stosowane w dystrybucji energii średniego napięcia. Zgodnie z normą IEC 60502-2 kable izolowane XLPE nadają się do instalacji stałych od 3,6 kV do 18/30 kV,obsługujące głównie systemy pierścieniowe sieci dystrybucyjnej miejskiej, linii głównych w dużych parkach przemysłowych i punktów podłączenia do sieci dla rozproszonych źródeł energii (takich jak dachowe elektrownie fotowoltaiczne i małe farmy wiatrowe),wykonywanie zadań w zakresie przesyłu energii elektrycznej dla obciążeń regionalnych lub dużych mocy.

Kable izolowane XLPE średniego napięcia są w większości strukturami jednobrodkowymi lub trójrodkowymi, w tym warstwą osłony przewodnika, połączoną warstwą izolacyjną polietylenu,i izolacyjna warstwa osłonowaMożna dodać opcjonalne metalowe warstwy pancerza (takie jak taśma stalowa lub drut stalowy), aby zwiększyć ochronę mechaniczną.Ten konstrukcyjny projekt pozwala im dostosować się do różnych metod układania, takich jak bezpośrednie zakopanie, rowów kablowych i tuneli.

3. pola wysokonapięciowe i ultrawysokonapięciowe (66 kV i wyższe)

W przypadku scenariuszy przesyłu wysokiego napięcia 66 kV i wyższego, izolowane kable XLPE stały się głównym wyborem ze względu na ich doskonałą odporność na napięcie i przewagę przesyłową.W 2024 r., znaczące przełomy zostały osiągnięte w zakresie badań i rozwoju izolowanych kabli zasilania z polietylenu (XLPE) o napięciu 750 kV.Stanowi to dalszą poprawę w stosunku do istniejących linii przesyłowych ultrawysokiego napięcia o maksymalnym napięciu 500 kV izolowanych XLPEObecnie najwyższy poziom napięcia izolowanych przewodów prądowych prądu przemiennego na świecie osiągnął 750 kV.tworzenie nowego rozwiązania dla przesyłu energii czystej o dużej mocy.

W dziedzinie transmisji prądu stałego z powodzeniem opracowano również izolowany system kabli podwodnych prądu stałego o napięciu ±550 kV XLPE, który przeszedł pełne badania typu,Oznacza to nową wysokość w technologii kabli podwodnych prądu stałego.

III. Przewodnik do wyboru oparty na scenariuszach zastosowań

Oprócz poziomu napięcia, stosowalność kabli XLPE zależy również od konkretnego scenariusza zastosowania.

1Uaktualnienie sieci energetycznej w miastach i podziemna dystrybucja energii elektrycznej

Ze względu na prostą strukturę, wygodną produkcję i instalację izolowane kable XLPE stały się kluczowym sprzętem do modernizacji miejskiej sieci energetycznej.Są one szeroko stosowane w miejskich sieciach kablowych podziemnych do przesyłu energii, systemów dystrybucji i dostaw, skutecznie zwiększając niezawodność i bezpieczeństwo miejskich sieci energetycznych.można wybrać kable XLPE o niskiej stężeniu dymu bez halogenów i opóźniające płomień,W przypadku pożaru dym jest cienkie i nie są uwalniane toksyczne gazy kwasów halogenowych, zapewniając bezpieczną ewakuację personelu.

2. Elektrownia wiatrowa morska i przesył podwodny

Wraz z gwałtownym rozwojem morskiej energetyki wiatrowej większe wymagania stawiane są wydajności linii przesyłowych.ze względu na doskonałe właściwości elektryczne i odporność na działanie środowiska, jest szeroko stosowany w projektach połączeń sieci wiatrowych na morzu.

3- Energia przemysłowa i dystrybucja w fabrykach

W sektorze przemysłowym izolowane kable XLPE nadają się do przesyłu energii w instalacjach przemysłowych, zwłaszcza w obszarach wymagających dużej mocy.Jego dobra odporność na wysokie temperatury, odporność na napięcie i odporność na korozję umożliwiają stabilną pracę w trudnych środowiskach przemysłowych.nowe linie zbiornikowe elektrowni energetycznych, i innych scenariuszy.

4Środowiska petrochemiczne i specjalne

XLPE ma silną odporność na kwasy i alkalie oraz odporność na oleje.W zakładach i fabrykach chemicznych, XLPE izolowane kable są odporne na korozję chemiczną, zapewniając bezpieczeństwo zasilania.

5Centrum danych i budynki dystrybucji energii

Ponieważ wymagania dotyczące ciągłości zasilania i bezpieczeństwa w centrach danych i budynkach stale rosną, wartość zastosowań izolowanych kabli XLPE staje się coraz bardziej istotna.Kable średniego napięcia do głównego źródła zasilania pomieszczeń komputerowych w centrach danych mają rygorystyczne standardy dotyczące opóźnienia płomienia i charakterystyki niskoemisyjnych bezhalogenów, które mogą spełniać kable izolowane XLPE z osłonami LSZH.

IV. Podsumowanie

Kable XLPE, o długotrwałej temperaturze pracy 90°C, doskonałych właściwościach dielektrycznych i dobrej wytrzymałości mechanicznej,stały się powszechnym produktem kablowym izolowanym obejmującym wszystkie poziomy napięcia od dystrybucji niskiego napięcia po transmisję ultrawysokiego napięciaWykazują silną zdolność adaptacyjną i niezawodność w takich scenariuszach, jak transformacja sieci energetycznej miejskiej, integracja morskiej energii wiatrowej, dystrybucja energii przemysłowej, środowiska petrochemiczne,i zasilanie centrum danych.

Wybór wymaga kompleksowego uwzględnienia wielu czynników, w tym poziomu napięcia, środowiska układania, cech obciążenia, wymogów bezpieczeństwa przeciwpożarowego i efektywności ekonomicznej.W konwencjonalnej wysokonapięciowej transmisji mocy, miejskiego podziemnego dystrybucji energii i scenariuszy instalacji stałych w przemyśle, izolowane kable XLPE są zazwyczaj najbardziej opłacalnym wyborem.urządzenia mobilne, lub scenariusze o szczególnych wymaganiach elastyczności, należy rozważyć alternatywy takie jak EPR lub TR-XLPE.najodpowiedniejsze rozwiązanie kablowe zostanie potwierdzone we współpracy z profesjonalnym producentem kabli, z uwzględnieniem szczegółowego schematu trasy instalacji, sprawozdania z oceny środowiskowej i wymogów dotyczących eksploatacji systemu, w celu zapewnienia wiarygodnej długoterminowej eksploatacji sieci energetycznej.