짧은 답변: XLPE는 가교결합이 폴리에틸렌에 안정적인 3차원 분자 네트워크를 제공하기 때문에 고전압 케이블 시스템에 널리 사용됩니다.. 이 소재는 낮은 유전 손실과 유용한 열 및 기계적 안정성을 결합합니다.. 건식도 지원하고, 부드러운 반도체 스크린을 갖춘 압출 단열 시스템. 이러한 특성은 소형 지하 및 해저 전송 회로에 적합합니다..
하지만, “XLPE”는 완전한 성능 사양이 아닙니다.. 절연 화합물, 압출 청결도, 스크린 인터페이스, 금속 외장, 물 보호, 관절, 종료, 경로 온도, 기계적 움직임, 및 자격 증거가 모두 서비스 능력을 결정합니다.. 고전압 XLPE 케이블 시스템의 한계는 연결된 요소 중 하나가 정의되지 않은 곳에서 시작됩니다..
가교는 폴리에틸렌이 열에 노출되는 방식을 변화시킵니다.
일반 폴리에틸렌은 온도가 상승함에 따라 더 자유롭게 움직일 수 있는 긴 분자 사슬로 구성됩니다.. 가교는 사슬 사이의 결합을 형성합니다.. 생성된 네트워크는 가교되지 않은 폴리에틸렌보다 용융 및 영구 흐름에 더 효과적으로 저항합니다.. 이러한 치수 안정성은 도체 손실이 절연체를 가열할 때 그리고 부하 사이클이 반복적인 팽창과 수축을 생성할 때 중요합니다..
가교결합은 재료의 노화에 대한 면역성을 만들지 않습니다.. 온도, 전기적 스트레스, 산소, 수분, 제조상의 결함, 시간은 여전히 단열 시스템에 영향을 미칩니다. 표준이나 설계의 온도 제한은 도체 구성과 분리될 수 없습니다., 부속품, 비상 기간, 경로 조건, 그리고 자격기준.
가교 반응은 또한 부산물을 생성합니다. 따라서 고전압 제조에는 선택한 화합물과 설계에 따라 제어된 압출 후 처리 및 탈기가 포함됩니다.. 잔류 메탄에 대한 CIGRE 연구는 측정 방법이 두꺼운 HV 및 EHV 절연에 중요한 이유를 보여줍니다.. "XLPE 단열재"라고만 기술된 데이터시트에는 이 프로세스 증거가 생략되어 있습니다..
XLPE가 고전압 AC 전송에 적합한 이유
HVAC 시스템에서 이 소재의 강력한 위치를 설명하는 네 가지 특성.
- 낮은 유전 손실: XLPE는 적절하게 설계된 절연 시스템에서 유전 가열을 제한할 수 있습니다.. 이는 절연체 부피와 전압이 증가함에 따라 점점 더 중요해지고 있습니다..
- 열적 치수 안정성: 가교는 정상 및 정의된 비상 열 임무 동안 단열재가 형태를 유지하도록 돕습니다..
- 압출 구조: 연속 압출을 통해 도체 스크린을 사용할 수 있습니다., 격리, 액체 단열재 없이 제어된 방사형 시스템을 형성하는 단열 스크린.
- 실용적인 시스템 통합: 압출 디자인은 금속 외피를 결합할 수 있습니다., 물 장벽, 겉껍질, 관절, 육상 및 해저 항로의 종단.
ENTSO-E는 XLPE를 HVAC 육상 및 해저 링크용으로 확립된 단열 기술로 설명합니다., 케이블 용량도 식별하는 동시에, 경로 엔지니어링, 관절, 시스템 제약으로 인한 라이프사이클 문제. 중립 ENTSO-E 기술 개요 유용한 전송 컨텍스트 제공.
XWA 고전압 전원 케이블 제품군 제품-시스템 컨텍스트를 보여줍니다.. 최종 구성에는 여전히 합의된 전압 기준이 필요합니다., 지휘자, 단열재 치수, 금속 외장, 외부 보호, 액세서리 인터페이스, 경로 등급, 그리고 시험일정.
전기장은 3개의 연속 압출층에 따라 달라집니다.
주요 단열재는 단독으로 작동하지 않습니다.. 가닥으로 만든 도체는 표면이 불규칙합니다.. 해당 형상 위에 단열재를 직접 배치하면 연선 경계와 돌출부 주위에 전기 응력이 집중됩니다.. 지휘자 스크린은 부드러운 느낌을 만들어냅니다., 도체와 절연체 사이의 전도성 경계.
절연 스크린은 유전체 영역의 제어된 외부 경계를 형성합니다.. 함께, 지휘자 스크린, XLPE 단열재, 단열 스크린은 방사형 필드 형상을 설정합니다.. 동심도, 인터페이스 부드러움, 접착성 또는 박리성 요구 사항, 청결, 재료 호환성이 결과에 영향을 미칩니다.
그렇기 때문에 고전압 생산에서는 일반적으로 이러한 층을 하나의 압출 공정으로 취급합니다.. 레이어 간 오염 가능성을 줄이고 지속적인 인터페이스를 생성합니다.. 이 공정에는 여전히 통제된 원자재 처리가 필요합니다., 해당되는 경우 여과된 화합물 공급, 깨끗한 압출 조건, 차원 모니터링, 경화 제어, 및 검사. 삼중 압출은 프로세스 아키텍처입니다., 자동 품질 증명이 아님.
제조 품질은 폴리머 이름보다 중요할 수 있습니다.
전기적 스트레스는 오염 물질 주변에 집중될 수 있습니다., 무효의, 돌출, 또는 불규칙한 화면 인터페이스. 국부적인 자기장은 평균 설계 응력보다 훨씬 높을 수 있습니다.. 따라서 물리적으로 작게 보이는 결함은 수십 년 동안 작동하도록 설계된 두꺼운 절연체에서 전기적으로 중요해질 수 있습니다..
의미 있는 제조 기록은 전달된 길이를 승인된 설계 및 프로세스와 연결해야 합니다.. 여기에는 화합물 식별이 포함될 수 있습니다., 자재 저장 및 이동 제어, 압출 라인 기록, 차원 데이터, 경화 및 냉각 조건, 탈기 제어, 스크린 및 절연 검사, 일상적인 전기 테스트, 샘플 테스트, 부적합 처분. 정확한 증거는 전압 등급에 따라 다릅니다., 기준, 설계, 품질 계획.
일상적인 테스트로는 모든 장기적인 위험을 밝힐 수는 없습니다.. 유형 테스트는 정의된 테스트 의무에 따라 설계 성능을 확립합니다.. 사전 인증 테스트를 통해 해당 HV 또는 EHV 시스템 제품군에 대한 장기적인 열전 동작을 보여줄 수 있습니다.. 정기 및 샘플 테스트를 거쳐 명시된 범위 내에서 생산 출력을 확인합니다.. 이 단계들은 서로를 보완합니다; 통제된 제조를 대체하는 것은 없습니다.
7가지 경계는 XLPE의 장점이 멈추는 지점을 정의합니다.
1. 깨끗한 재료는 열악한 인터페이스를 보완할 수 없습니다.
고급 단열재는 여전히 매끄러운 스크린과 제어된 압출에 의존합니다.. 돌출부, 오염, 인터페이스 손상으로 인해 국부적 응력이 강화될 수 있습니다.. 조인트 및 종단을 위한 케이블 준비로 인해 공장 출고 후에도 비슷한 문제가 발생할 수 있습니다.. 클린룸 조건, 훈련된 설치, 승인된 도구, 치수 검사, 문서화된 절차가 단열 시스템의 일부가 됩니다..
2. 열 성능은 전체 열 경로에 따라 달라집니다.
XLPE는 정의된 도체 온도 부하를 견딜 수 있습니다., 하지만 경로에서 열을 제거할 수는 없습니다.. 도체 손실, 유전 손실, 금속 외장 손실, 절연 내열성, 덕트, 백필, 토양, 주변 조건, 회로 간격, 부하 프로필이 전류용량을 결정합니다.. 하나의 깊은 교차점 또는 건조한 토양 섹션이 전체 회로를 관리할 수 있습니다..
열 노화도 시간과 온도에 따라 달라집니다., 하나의 헤드라인 등급이 아님. 마디 없는, 순환, 긴급 업무에는 별도의 가정이 필요합니다.. 지휘자, 화면, 금속 외장, 겉껍질, 부속품, XLPE 자체가 공칭 온도 임계값에 도달하기 전에 주변 물질이 제한을 가할 수 있습니다..
3. 수분 보호는 건설 결정입니다
XLPE는 케이블을 세로 또는 방사형으로 자동으로 방수 처리하지 않습니다.. 방수 테이프 또는 분말, 금속 외장 또는 라미네이트, 밀봉된 조인트, 종단 설계, 과도한 무결성, 및 배수 경로는 다양한 수분 경로를 해결합니다.. 그 필요성은 설치 및 위험 평가에 따라 다릅니다..
물 트리잉과 전기 트리잉은 별개의 저하 메커니즘입니다.. 최신 재료 시스템과 제조 제어로 저항력을 향상시킬 수 있습니다., 그러나 XLPE라는 용어만으로는 수나무 저항성을 확립하지 못합니다.. 사양은 재료 등급을 식별해야 합니다., 물 장벽 건설, 인터페이스, 테스트, 환경 의무.
4. 접합부와 종단부는 균일한 기하학적 구조를 방해합니다.
공장 케이블 길이는 안정적인 방사형 배열을 갖습니다.. 조인트 또는 종단은 해당 형상을 변경하고 새로운 단열재를 도입합니다., 반도체, 스트레스 조절, 밀봉, 및 기계적 인터페이스. 현장 준비는 현장 조건에 따라 레이어를 제거하고 재구축하기도 합니다..
CIGRE는 케이블과 액세서리의 상호작용을 전기적인 것으로 간주합니다., 열의, 재료, 및 열기계 공학. 액세서리는 케이블 크기와 일치해야 합니다., 스크린 디자인, 도체 연결, 절연 직경, 물질적 행동, 금속 외장, 겉껍질, 본딩 배열, 환경 의무. 공칭 전압 일치로는 충분하지 않습니다..
5. 큰 도체는 열역학적 힘을 생성합니다.
가열하면 도체 및 케이블 구조가 확장됩니다.. 냉각은 그 움직임을 역전시킵니다. 덕트 마찰, 굴곡, 클리트, 지원하다, 수직 단면, 고정점, 힘과 변위가 발생하는 관절 위치 제어. 두꺼운, 대형 컨덕터 HV 케이블은 비교적 뻣뻣합니다.; 유연한 설치 와이어로 표현되어서는 안 됩니다..
경로 설계에서는 허용 가능한 굽힘을 평가해야 합니다., 긴장을 당기는, 측벽 압력, 축 운동, 지원군, 그리고 액세서리 로딩. XLPE의 열 안정성은 단열재의 모양을 유지하는 데 도움이 됩니다., 그러나 시스템 움직임을 제거하거나 제대로 구속되지 않은 관절을 보호하지는 않습니다..
6. XLPE는 HVAC 충전 전류를 제거하지 않습니다.
지휘자, 격리, 금속 스크린이 분산 커패시터를 형성함. AC 전압은 전원 공급 경로를 따라 충전 전류를 생성합니다.. 이 전류는 주파수에 따라 증가합니다., 전압, 정전 용량, 그리고 길이. 도체 전류 용량의 일부를 차지하고 무효 전력 요구 사항을 생성합니다..
낮은 유전 손실은 하나의 가열원을 감소시킵니다., 하지만 커패시턴스가 사라지지는 않습니다.. 긴 지하 또는 해저 HVAC 링크에는 션트 보상 및 세부적인 전환이 필요할 수 있습니다., 전압 제어, 공명, 및 일시적 과전압 연구. 범용 경로 길이가 실제 HVAC와 HVDC를 분리하지 않습니다.; 결과는 전체 네트워크와 경제 모델에 따라 달라집니다..
7. HVAC 단열 시스템은 자동으로 HVDC 시스템이 아닙니다.
AC 전압에서, 음향 압출 단열재의 필드 분포는 주로 기하학적 구조와 유전율에 따라 달라집니다.. 꾸준한 DC 전압에서, 전도성이 더 큰 영향을 미칩니다. 온도와 전기적 스트레스에 따른 전도도 변화, 따라서 방사상 온도 구배는 DC 필드를 재분배할 수 있습니다.. 공간요금, 극성 변화, 변환기 파형, 인터페이스는 추가 임무를 추가합니다..
AC 인증 XLPE 화합물 또는 케이블은 라벨 변경을 통해 DC 서비스로 이동할 수 없습니다.. DC 절연 공식, 반도체 스크린, 제조 공정, 탈기, 부속품, 현장 그레이딩, 열적 조건, 변환기 의무, 자격 프로그램은 하나의 검증된 시스템을 구성해야 합니다..
표준은 범용 성능이 아닌 전압 및 테스트 경계를 정의합니다.
IEC 60840 그리고 IEC 62067 압출 AC 케이블 시스템 및 해당 액세서리의 다양한 정격 전압 범위에 적용. IEC 62895 압출된 HVDC 육상 시스템 범위를 다룹니다.. 특수 용도, 잠수함 시스템을 포함한, 수정된 조건이나 추가 조건이 필요할 수 있습니다.. 해당 에디션, 수정안, 프로젝트 사양, 및 자격 범위가 명시되어야 함.
| 참조 | 이 맥락에서 게시된 범위 | 여전히 프로젝트 정의가 필요한 것 |
|---|---|---|
| IEC 60840 | 위의 압출 AC 케이블 시스템 30 kV까지 150 kV 정격 전압, 음까지 170 kV. | 전압 지정, 케이블 및 액세서리 디자인, 설치, 테스트, 노선, 및 추가 사항. |
| IEC 62067 | 위의 압출 AC 케이블 시스템 150 kV까지 500 kV 정격 전압, 음부터 170 kV 에 550 kV. | 자격 가족, 부속품, 특별 노선 조건, 테스트 계획, 및 문서. |
| IEC 62895 | 다음을 포함하는 압출형 HVDC 랜드 케이블 시스템 320 kV 정격 전압. | 변환기 의무, 극성 동작, 과도현상, 부속품, 노선, 그리고 어떤 특별한 응용. |
XWA 132 kV 케이블 페이지 공통 IEC 내에 위치 60840 전압 상황. 표준 기준은 프로젝트 전압 정의 없이 최종 구성이나 적합성을 확립하지 않습니다., 노선, 부속품, 테스트 범위, 승인된 설계 데이터.
XLPE는 화재를 증명하지 않습니다., 연기, 또는 환경적 성과
절연 기능과 외장 기능은 별도로 유지되어야 합니다.. 케이블은 폴리에틸렌을 사용하는 동안 XLPE를 주요 절연체로 사용할 수 있습니다., PVC, 또는 다른 층에는 저연 할로겐 프리 화합물. 화염 확산, 연기 밀도, 신맛, 할로겐 함량, 내유성, 자외선 저항, 흰개미 저항, 및 내화학성은 관련 재료 및 검증된 테스트 방법에 따라 다릅니다..
"XLPE 케이블은 할로겐이 없습니다" 또는 "XLPE 케이블은 내화성입니다"와 같은 설명은 불완전합니다.. 완전한 구성과 선언된 테스트는 이러한 속성을 지원해야 합니다.. 내화성 주장에는 재료 난연성 이상의 회로 무결성 요구 사항도 포함될 수 있습니다..
기존 XWA 기사는 다음과 같습니다. XLPE와 PVC 단열재의 차이점 두 재료군을 비교합니다.. 현재 논의는 다른 문제를 다루고 있습니다: HV 시스템을 절연 제품군만으로는 판단할 수 없는 이유.
고전압 설계가 동결되기 전에 필요한 증거
| 증거 그룹 | 기록이 답해야 하는 질문 |
|---|---|
| 전기 의무 | U0는 무엇입니까?, 유, 하나, 주파수 또는 DC 극성 의무, 충동 수준, 접지, 결함 수준, 및 작동 과도 현상? |
| 단열 시스템 | 어떤 화합물, 스크린, 공칭 치수, 인터페이스, 현장 스트레스 기준, 경화, 및 탈기 제어가 적용됩니다.? |
| 열 설계 | 어떤 로드 프로필, 주변 조건, 토양 또는 덕트 데이터, 외장 손실, 회로 배치, 비상 기간은 등급을 지원합니다? |
| 수분과 환경 | 종방향 및 방사형 장벽, 외장 속성, 물개, 부식 제어, 및 노선 조건이 적용됩니다? |
| 부속품 | 단열재 직경과 일치하는 조인트 및 종단 설계, 화면, 지휘자, 칼집, 본딩, 및 환경 인터페이스? |
| 기계적 설치 | 드럼 길이, 굽힘 한계, 당기는 힘, 지원군, 동정, 및 액세서리 하중이 계산되었습니다.? |
| 자격 | 어느 사전 자격, 유형, 루틴, 견본, 설치 후 테스트는 제공된 시스템 및 전압 범위에 적용됩니다.? |
| 추적성 | 그림은 어떻게 그리는가, 자재 배치, 생산 기록, 테스트, 드럼, 부속품, 사이트 기록이 전달된 회선에 연결됩니다.? |
이러한 증거 기반 접근 방식은 시스템 엔지니어링을 대체하는 실질적인 약칭을 방지합니다.. 또한 도체 크기에 앞서 양립할 수 없는 가정을 드러냅니다., 단열재 두께, 부속품, 공동 위치, 드럼 길이, 테스트를 변경하는 데 비용이 많이 듭니다..
고전압 시스템의 XLPE에 대한 질문
XLPE는 항상 고전압 회로에 가장 적합한 절연체입니까??
보편적으로 가장 좋은 물질은 없습니다.. XLPE는 많은 압출 HVAC 및 인증된 HVDC 시스템에 대한 확고한 선택입니다., 하지만 노선 상황, 전압 의무, 부속품, 설치, 화재 전략, 수리 철학, 자격, 및 수명주기 요구 사항에 따라 적합성이 결정됩니다..
XLPE가 두꺼울수록 항상 전압 용량이 증가합니까??
아니요. 절연체 두께는 평균 전기 응력에 영향을 미칩니다, 하지만 인터페이스 품질, 오염물질, 스크린, 도체 크기, 부속품, 임펄스 듀티, 열 구배, 제조능력, 그리고 자격도 중요해요. 더 두꺼운 층은 제어할 수 없는 결함이나 호환되지 않는 액세서리를 수정할 수 없습니다..
수 132 kV XLPE 설계는 다음과 같이 직접 확장됩니다. 220 kV?
아니요. 전압은 공통 IEC에서 이동합니다. 60840 IEC 범위 62067 지역. 전기적 스트레스, 치수, 제조 관리, 부속품, 사전 자격, 유형 테스트, 손질, 드럼 리미트, 경로 설계, 프로젝트를 추가하려면 새로운 조정 기반이 필요합니다..
XLPE는 유지 관리가 필요하지 않습니까??
압출 단열재에는 절연 오일 압력 시스템이 포함되어 있지 않습니다., 하지만 회로에는 여전히 수명주기 관리가 필요합니다.. 해고, 링크 박스, 본딩 리드, 외장 전압 리미터, 접지, 과도한 무결성, 경로 조건, 모니터링 시스템, 접근 가능한 조인트에는 검사나 테스트가 필요할 수 있습니다..
가장 유용한 사양 설명은 무엇입니까?
유용한 설명은 전체 케이블 및 액세서리 시스템을 정의합니다., 운영 의무, 설치 환경, 적용 가능한 표준, 자격 범위, 테스트, 선적 서류 비치, 및 인터페이스. "XLPE 절연"은 해당 사양 내에서 단 한 줄입니다..
엔지니어링 결론
XLPE는 낮은 유전 손실을 통해 고전압 전송 분야에서 입지를 굳혔습니다., 열적 치수 안정성, 제어된 압출 단열 시스템과의 호환성. 진짜 강점은 화합물 선택에서 나타난다, 깨끗한 제조, 부드러운 화면, 수분 보호, 부속품, 경로 설계, 자격과 자격은 서로를 강화한다.
동일한 결론이 한계를 정의합니다.. XLPE는 오염을 보상할 수 없습니다., 제대로 준비되지 않은 조인트, 잘못된 열 모델, 정의되지 않은 물 장벽, 과도한 기계적 힘, AC 충전 제약, 또는 AC에서 DC 의무로의 무자격 전환. 고전압 성능은 전체 시스템과 그 증거에 속합니다., 폴리머 이름이 아닌.
고전압 시스템 설계 기초 제출
기술적인 구성 검토를 위해, 정격 및 최대 시스템 전압 제공, AC 또는 DC 의무, 도체 요구 사항, 경로 및 설치방법, 프로필 로드, 주변 및 토양 또는 덕트 데이터, 금속 피복 및 결합 개념, 물 보호, 액세서리 인터페이스, 드럼 길이 제약, 적용 가능한 표준, 자격 및 시험 요구 사항, 수량, 및 목적지. XWA 파워 & 케이블은 케이블 구성 및 문서를 승인된 설계 기준에 맞게 조정할 수 있습니다.; 최종 기능 확인은 정확한 시스템 범위를 따릅니다..