Cáp XLPElà một trong những loại cáp cách điện được sử dụng rộng rãi nhất trong các hệ thống truyền tải và phân phối điện hiện đại.Hiểu được các kịch bản áp dụng của họ là một điều kiện tiên quyết quan trọng cho việc lựa chọn dự án kỹ thuật điệnTừ lưới điện ngầm đô thị đến tích hợp năng lượng gió ngoài khơi, từ dây chuyền truyền tải cao áp đến dây chuyền điện nhà máy công nghiệp, cáp XLPE,với hiệu suất điện tuyệt vời của chúng, sức đề kháng nhiệt và sức bền cơ học, đã trở thành sự lựa chọn chính cho mạng lưới truyền tải và phân phối điện toàn cầu.

I. Đặc điểm chính của cáp XLPE

Cáp XLPE, viết tắt của Cáp điện cách điện polyethylene liên kết chéo,Dựa trên công nghệ biến cấu trúc phân tử tuyến tính của polyethylene thành cấu trúc mạng ba chiều thông qua các phương pháp hóa học hoặc vật lý, do đó thay đổi vật liệu từ thermoplastic sang thermoresist.

Chống nhiệt là một trong những lợi thế nổi bật nhất của XLPE.trong khi các cáp cách nhiệt XLPE có thể nâng giá trị này lên 90 ° CTrong điều kiện mạch ngắn (chỉ kéo dài 5 giây), dây dẫn của cáp XLPE có thể chịu được nhiệt độ tối đa 250 °C,cung cấp phạm vi an toàn rộng rãi trong điều kiện lỗi hệ thốngNhờ đặc tính chống nhiệt này, tuổi thọ nhiệt của cáp cách nhiệt XLPE có thể đạt đến 40 năm, vượt xa so với thông thườngCáp PVC.

Về hiệu suất điện, XLPE vẫn giữ được những lợi thế của polyethylene, kháng cách nhiệt cao, hằng số điện áp thấp,và mất điện thấm thấp và hiệu suất tổng thể của nó được cải thiện hơn nữa sau khi sửa đổi liên kết chéoĐường áp mất điện tử của nó rất nhỏ và không bị ảnh hưởng đáng kể bởi nhiệt độ, giảm hiệu quả tổn thất đường dây trong các kịch bản truyền điện cao áp, đường dài.

Các đặc tính cơ học cũng được cải thiện đáng kể. Do sự hình thành các liên kết hóa học mới giữa các macromolecule, độ cứng, độ cứng, khả năng chống mòn của XLPE,và kháng va chạm đều được cải thiện, bù đắp cho những thiếu sót của polyethylene thông thường, dễ bị nứt do căng thẳng môi trường.

II. Biên giới lựa chọn dựa trên điện áp định giá

Việc áp dụng cáp XLPE chủ yếu phụ thuộc vào điện áp định giá của hệ thống. Tùy thuộc vào điện áp định giá, các kịch bản áp dụng của nó cho thấy sự phân bố gradient rõ ràng.

1. Lĩnh vực điện áp thấp (0,6/1kV và dưới)

Trong các mạng phân phối điện hoặc các thiết bị công nghiệp với điện áp định danh từ 0,6/1kV trở xuống, cáp cách điện XLPE là lựa chọn chính cho phân phối điện áp thấp.Các cáp cách điện áp thấp XLPE thường sử dụng cấu trúc nhiều lõi (e. ví dụ, lõi 3 + 1, lõi 4 + 1), cung cấp các tùy chọn lắp đặt linh hoạt phù hợp với nguồn cung cấp điện cho tòa nhà, trạm sạc AC cho xe điện và phân phối điện cho tủ thiết bị đầu cuối trung tâm dữ liệu.

Về khả năng chịu điện, đối với cùng một diện tích cắt ngang của dây dẫn, cáp cách điện XLPE có khả năng chịu điện cao hơn khoảng 25% so với cáp cách điện PVC.Điều này có nghĩa là các phần cắt ngang dẫn nhỏ hơn có thể được sử dụng trong cùng một điều kiện tải, do đó giảm chi phí vật liệu.

2. Khu vực điện áp trung bình (3kV~35kV)

Các cáp cách điện XLPE được sử dụng rộng rãi nhất trong phân phối điện áp trung bình. Theo tiêu chuẩn IEC 60502-2, các cáp cách điện XLPE phù hợp với các thiết bị cố định từ 3.6/6kV đến 18/30kV,chủ yếu phục vụ hệ thống vòng lưới phân phối đô thị, các đường chính trong các khu công nghiệp lớn và các điểm kết nối lưới cho các nguồn năng lượng phân tán (như các nhà máy điện quang điện trên mái nhà và các trang trại gió nhỏ),thực hiện các nhiệm vụ truyền tải điện cho tải trọng khu vực hoặc công suất lớn.

Cáp cách điện XLPE điện áp trung bình chủ yếu là cấu trúc một lõi hoặc ba lõi, bao gồm một lớp bảo vệ dẫn điện, một lớp cách điện polyethylene liên kết chéo,và một lớp bảo vệ cách nhiệtCác lớp giáp kim loại tùy chọn (như băng thép hoặc dây thép) có thể được thêm để tăng cường bảo vệ cơ học.Thiết kế cấu trúc này cho phép chúng thích nghi với các phương pháp đặt khác nhau như chôn trực tiếp, hầm dây cáp, và đường hầm.

3Các trường cao và cực cao (66kV trở lên)

Trong các kịch bản truyền điện áp cao từ 66kV trở lên, cáp cách điện XLPE đã trở thành sự lựa chọn chính thống do ưu điểm xếp hạng điện áp chịu nổi và khả năng truyền tải tuyệt vời của chúng.Vào năm 2024, những bước đột phá quan trọng đã đạt được trong nghiên cứu và phát triển các cáp điện cách nhiệt polyethylene nối chéo 750kV (XLPE).Điều này đại diện cho một sự cải thiện hơn nữa so với các đường dây truyền tải cực cao điện áp được cách ly bằng XLPE hiện có với điện áp tối đa 500kVHiện nay, mức điện áp cao nhất của các dây cáp điện cách điện AC trên toàn thế giới đã đạt 750kV.cung cấp một giải pháp mới cho truyền tải năng lượng sạch công suất cao.

Trong lĩnh vực truyền đồng điện, hệ thống cáp ngầm DC cách nhiệt ± 550kV XLPE cũng đã được phát triển thành công và vượt qua thử nghiệm loại hiệu suất đầy đủ,đánh dấu một chiều cao mới trong công nghệ cáp ngầm DC.

III. Hướng dẫn lựa chọn dựa trên các kịch bản ứng dụng

Bên cạnh mức điện áp, khả năng áp dụng của cáp XLPE cũng phụ thuộc vào kịch bản ứng dụng cụ thể.

1- Cải tiến mạng lưới điện đô thị và phân phối điện ngầm

Do cấu trúc đơn giản và sản xuất và lắp đặt thuận tiện, cáp cách điện XLPE đã trở thành thiết bị chính cho việc nâng cấp lưới điện đô thị.Chúng được sử dụng rộng rãi trong các mạng cáp ngầm đô thị để truyền điện, hệ thống phân phối và cung cấp, cải thiện hiệu quả độ tin cậy và an toàn của lưới điện đô thị.có thể chọn các cáp XLPE chống cháy không chứa halogen có khói thấpTrong trường hợp xảy ra hỏa hoạn, khói rất mỏng và không phát ra khí axit halogen độc hại, đảm bảo sơ tán an toàn cho nhân viên.

2. Năng lượng gió ngoài khơi và truyền tải tàu ngầm

Với sự phát triển nhanh chóng của năng lượng gió ngoài khơi, các yêu cầu cao hơn được đặt lên hiệu suất của đường dây truyền tải.do tính chất điện tuyệt vời và khả năng chống môi trường, được sử dụng rộng rãi trong các dự án kết nối lưới điện gió ngoài khơi.

3Năng lượng công nghiệp và phân phối nhà máy

Trong lĩnh vực công nghiệp, cáp cách điện XLPE phù hợp để truyền điện trong các thiết bị công nghiệp, đặc biệt là ở các khu vực đòi hỏi điện năng có công suất lớn.Chống nhiệt độ cao tốt, kháng điện áp và chống ăn mòn cho phép hoạt động ổn định trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.Các dây chuyền thu điện mới, và các kịch bản khác.

4- Môi trường hóa dầu và đặc biệt

XLPE có khả năng chống axit và kiềm mạnh mẽ và chống dầu. Các sản phẩm đốt cháy của nó chủ yếu là nước và carbon dioxide, gây hại cho môi trường tối thiểu.Trong các nhà máy hóa chất và nhà máy hóa chất, Cáp cách điện XLPE có thể chống ăn mòn hóa học, đảm bảo an toàn nguồn cung cấp điện.

5. Trung tâm dữ liệu và xây dựng phân phối điện

Khi các yêu cầu về tính liên tục cung cấp điện và bảo mật trong các trung tâm dữ liệu và tòa nhà tiếp tục tăng lên, giá trị ứng dụng của cáp cách điện XLPE ngày càng trở nên nổi bật.Cáp điện áp trung bình cho nguồn cung cấp điện chính của phòng máy tính trung tâm dữ liệu có tiêu chuẩn nghiêm ngặt về khả năng chống cháy và đặc điểm không có khói thấp, mà các cáp cách nhiệt XLPE với vỏ LSZH có thể đáp ứng.

IV. Tóm lại

Các dây cáp XLPE, với nhiệt độ hoạt động lâu dài là 90 °C, tính chất điện đệm tuyệt vời và độ bền cơ học tốt,đã trở thành sản phẩm cáp cách điện phổ biến bao gồm tất cả các mức điện áp từ phân phối điện áp thấp đến truyền điện áp cực caoChúng chứng minh khả năng thích nghi và độ tin cậy mạnh mẽ trong các kịch bản như chuyển đổi lưới điện đô thị, tích hợp năng lượng gió ngoài khơi, phân phối điện công nghiệp, môi trường hóa dầu,và nguồn cung cấp điện cho trung tâm dữ liệu.

Việc lựa chọn đòi hỏi phải xem xét toàn diện nhiều yếu tố, bao gồm mức điện áp, môi trường đặt, đặc điểm tải, yêu cầu an toàn cháy và hiệu quả kinh tế.Trong truyền tải điện cao áp thông thường, phân phối điện ngầm đô thị và các kịch bản lắp đặt cố định công nghiệp, cáp cách điện XLPE thường là lựa chọn hiệu quả nhất về chi phí.thiết bị di động, hoặc các kịch bản có yêu cầu linh hoạt đặc biệt, các lựa chọn thay thế như EPR hoặc TR-XLPE nên được xem xét.giải pháp cáp phù hợp nhất được xác nhận cùng với nhà sản xuất cáp chuyên nghiệp, xem xét sơ đồ tuyến đường lắp đặt cụ thể, báo cáo đánh giá môi trường và các yêu cầu hoạt động hệ thống, để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy lâu dài của lưới điện.