Özet
Modern güç aktarımının temel bileşeni olan kauçuk-plastik kabloların performansı ve güvenliği, enerji sisteminin istikrarlı çalışmasıyla doğrudan ilişkilidir. Malzeme bilimi ve test teknolojisinin ilerlemesiyle birlikte, kauçuk-plastik kabloların üretim standartları, malzeme seçimi ve test yöntemleri sürekli olarak yükseltilmiş ve üretimden uygulamaya kadar tam zincirli bir spesifikasyon sistemi oluşturulmuştur. Bu makale, malzeme bileşimi, üretim süreci, test standartları ve uluslararası spesifikasyonlar dahil olmak üzere altı boyutta analiz yapmakta ve kauçuk-plastik kabloların teknik gelişimini ve uygulama zorluklarını kapsamlı bir şekilde analiz etmek için yetkili standart belgeleri endüstri uygulamalarıyla birleştirmektedir.
1. Kompozisyon ve malzeme yeniliği kauçuk-plasti̇k kablolar
Kauçuk-plastik kabloların temel yapısı dört bölümden oluşur: iletken, yalıtım katmanı, ekranlama katmanı ve kılıf (Şekil 1). Bunlar arasında, seçim yalıtım malzemesi kablonun performansının üst sınırını doğrudan belirler. Örneğin, çapraz bağlı polietilen (XLPE) moleküler ağ yapısı ve 90~130°C sıcaklık direnci nedeniyle orta ve yüksek gerilim kablolarında yaygın olarak kullanılırken; etilen-propilen kauçuk (EPR) esnekliği ve ozon direnci nedeniyle mobil senaryolar (maden kabloları gibi) için ilk tercih haline gelmiştir.
Son yıllarda, popülerleşmesi ışınlama çapraz bağlama teknolojisi malzemelerin yaşlanma direncini daha da geliştirmiştir. Örneğin, radyasyon çapraz bağlı kauçuk ve plastik elastomer kabloların sıcaklık direnç seviyesi 125°C'yi aşmaktadır ve hem alev geciktirici hem de yağa dayanıklı özelliklere sahiptirler. Nükleer enerji santralleri ve havacılık gibi yüksek talep gören alanlarda başarıyla kullanılmışlardır. Buna ek olarak, optimize edilmiş formülü çevre dostu plasti̇kleşti̇ri̇ci̇ler (DOP gibi) sadece polivinil klorür (PVC) kabloların dielektrik kaybını azaltmakla kalmaz, aynı zamanda gıda ambalajı gibi özel senaryoların güvenlik gereksinimlerini de karşılar.
2. Üretim teknolojisinin temel süreçleri ve kalite kontrolü
Kauçuk-plastik kabloların üretimi sıkı süreçler gerektirir:
- İletken bükümü: İletkenliği ve mekanik mukavemeti artırmak için çoklu bakır veya alüminyum teller bükülür;
- İzolasyon ekstrüzyonu: Kauçuk veya plastik, yüksek sıcaklık ve yüksek basınç altında iletken üzerine eşit olarak kaplanır. Sıcaklık ve basınç kontrolü yalıtım tabakasının yoğunluğunu doğrudan etkiler;
- Kılıf kalıplama: Dış kılıf suya ve soğuğa dayanıklı olmalıdır. Bazı senaryolarda, aşınma direncini artırmak için örgülü bir katman eklenmelidir;
- İşlem sonrası ve test: Bitmiş ürünün kalitesini sağlamak için kesme, kabartma ve elektrik performans testi (kısmi deşarj testi gibi).
Örnek olarak çapraz bağlı polietilen kabloları ele alırsak, temel süreci çapraz bağlama reaksiyonunda yatmaktadır - doğrusal molekülleri kimyasal veya ışınlama yöntemleriyle üç boyutlu bir ağ yapısına dönüştürerek ısı direncini ve mekanik mukavemeti büyük ölçüde artırır.
3. Test standartlarının ve test yöntemlerinin temel konumu
Kauçuk-plastik kabloların test standartları, güvenilirliklerini sağlamanın temel taşıdır. Almak GB/T 3048 serisi standart Örnek olarak, yalıtım direnci, dayanma gerilimi, dielektrik kaybı vb. gibi 12 test yöntemini kapsar:
- İzolasyon direnci testi (GB/T 3048.5): Şarj süresinin 1 ~ 5 dakika olması, ölçülen değerin sabit olması ve dış kılıfın yalıtım direncinin 0,5MΩ/km'den az olmaması gerekir;
- AC dayanım gerilimi testi: Nominal gerilimleri 18/30kV'un altında olan kablolar, ekipman kapasitesi gereksinimlerini azaltmak için güç frekansı testi yerine 3U0'ın 0,1Hz gerilimini kullanabilir;
- Kısmi deşarj testi (GB/T 3048.12): Yalıtım kusurlarını tespit etmeli ve hassasiyet pC seviyesine ulaşmalıdır.
Aşağıdakiler gibi uluslararası standartlar IEC 60502 1~30kV kabloların dayanma gerilimi seviyesi ve yapısal tasarımı için birleşik gereklilikler ortaya koyarak küresel tedarik zincirinin standardizasyonunu teşvik etmiştir.
4. Uluslararası ve yerel standartlar arasındaki sinerji ve farklılıklar
Küresel olarak, kauçuk ve plastik kablo standartları "çift hatlı paralel" bir özellik sunar:
- Uluslararası standartlar (IEC)IEC 60227 (genel gereklilikler) ve IEC 60502 (orta ve yüksek gerilim kabloları) ile temsil edilen, elektrik performansı ve güvenlik eşiklerini vurgulayan kablolar;
- Yerli standartlar (GB/T)Çin'in elektrik şebekesinin özellikleriyle birlikte test koşullarını iyileştiren GB/T 12706-2002 (IEC 60502'ye eşdeğer) ve GB 50150-2016 (devir testi spesifikasyonları) gibi. Örneğin, GB 50150, verimliliği artırmak için faz ayrılmış blendajlı kabloların çok fazlı paralel olarak test edilebileceğini öngörmektedir.
Şunu belirtmekte fayda var DC dayanım gerilimi testi elektrik alan dağılımı, özellikle 35kV üzerindeki kablolarda gerçek çalışma koşullarına uymadığından, yavaş yavaş AC dayanım gerilimi ve rezonans testleri ile değiştirilmiştir.
5. Test ekipmanı ve teknolojik yenilik
Kauçuk ve plastik kablo testi, yüksek hassasiyetli ekipmanlara dayanır:
- Seri rezonans cihazı: Frekansı ayarlayarak, geleneksel güç frekans transformatörlerinin yetersiz kapasite sorununu çözerek, büyük kapasiteli kabloların dayanma gerilimi testi elde edilebilir;
- Yüksek direnç ölçer ve kısmi deşarj dedektörü: sırasıyla yalıtım direncinin (10⁵~10¹⁶Ω) ve küçük kusurların doğru tanımlanması için kullanılır;
- Çevresel simülasyon odasıKabloların uzun vadeli stabilitesini doğrulamak için yüksek ve düşük sıcaklık, nem ve ısı gibi aşırı koşulları simüle eder.
Örnek olarak ışınlama çapraz bağlama üretim hattını ele alırsak, yalıtım katmanının çapraz bağlama derecesinin gerçek zamanlı kontrolünü sağlamak için elektron hızlandırıcı ve ekstrüzyon sürecini entegre eder ve üretim verimliliğini 30%'den daha fazla artırır.
6. Uygulama Alanlarının Genişlemesi ve Zorlukları
Kauçuk-plastik kablolar enerji, ulaşım ve askeri sanayi gibi birçok alana girmiştir, ancak farklı senaryoların standartlar için farklı gereksinimleri vardır:
- Güç aktarımı: UHV kablolarının (1000kV ve üzeri) korona kaybı ve izolasyon yaşlanması sorunlarını çözmesi gerekir;
- Demiryolu taşımacılığı: Yangına dayanıklı kabloların, yangın sırasında devrenin bütünlüğünü sağlamak için GB / T 19666'nın alev yayılma testini geçmesi gerekir;
- Açık deniz rüzgar enerjisi: Tuz püskürtme korozyonuna dayanıklı kılıf malzemeleri (kloroeter kauçuk gibi) araştırma ve geliştirmenin odak noktası haline gelmiştir.
İthal kabloların (1~35kV sınıfları gibi) ayrıca sistem topraklama yöntemleri, kısa devre akım süresi ve diğer parametreler dahil olmak üzere ek çalışma koşullarını karşılaması gerekir.
Özet
Kauçuk-plastik kabloların teknolojik ilerlemesi her zaman "güvenlik" ve "verimlilik" olmak üzere iki çekirdek etrafında dönmüştür. Malzeme inovasyonundan test standardı yükseltmelerine kadar sektör, standardizasyon ve teknolojik inovasyon yoluyla çeşitlendirilmiş uygulama zorluklarına yanıt vermektedir. Gelecekte, akıllı şebekelerin ve yeni enerjinin yaygınlaşmasıyla, parçalanabilir kılıf malzemeleri ve çevrim içi izleme teknolojisi bir sonraki kırılma noktası haline gelebilir. Üreticiler ve kullanıcılar ancak standart dinamiklere ayak uydurarak karmaşık ortamlarda kablo sistemlerinin güvenilirliğini ve ekonomikliğini sağlayabilir.