Сшитый полиэтилен и ПВХ — две наиболее распространенные системы изоляции, используемые при проектировании силовых кабелей., но они решают разные инженерные задачи. ПВХ — это термопластичный материал, широко используемый в низковольтных строительных и промышленных кабелях, поскольку он гибкий., экономичный, и практично для общих внутренних или защищенных маршрутов. Сшитый полиэтилен — это сшитая термореактивная изоляция, используемая там, где требуется повышенная термическая стойкость., более высокие электрические характеристики, и требуются более требовательные условия распределения электроэнергии.
Основное отличие заключается не только в цене материала.. Правильный выбор зависит от класса напряжения., температура проводника, режим короткого замыкания, условия маршрута, метод установки, Требования к пожарному поведению, механическая защита, и документация по стандарту проекта. А 0.6/1 Фидер здания кВ может хорошо работать с изоляцией из ПВХ., в то время как 6/10 кВ, 8.7/15 кВ, 12/20 кВ, или 18/30 Трасса распределения кВ обычно требует изоляции из сшитого полиэтилена в соответствии с общими стандартами для кабелей среднего напряжения..
Практическая разница начинается с поведения полимера.
ПВХ, или поливинилхлорид, размягчается при нагревании, потому что он термопластичный. Составы ПВХ кабельного класса могут быть разработаны для обеспечения огнестойкости., гибкость, маслостойкость, Цветовая идентификация, и производительность оболочки. Во многих низковольтных установках, этот баланс делает ПВХ полезным изоляционным или оболочным материалом..
СПЭ, или сшитый полиэтилен, полиэтилен, молекулярная структура которого была сшита во время производства. Это сшивание меняет реакцию материала на тепло и электрическое напряжение.. Он не плавится, как простой термопластик, при нормальной эксплуатации., и он может поддерживать более высокие температурные значения проводников во многих конструкциях силовых кабелей.. Это одна из причин, по которой сшитый полиэтилен является доминирующим изоляционным материалом для многих современных низковольтных систем., среднее напряжение, высоковольтный, и силовые кабели сверхвысокого напряжения.
Краткое инженерное определение полезно: ПВХ обычно выбирают для экономичных низковольтных систем изоляции и оболочек.; Сшитый полиэтилен выбирается, когда кабель должен выдерживать более высокие термические нагрузки., более высокое электрическое напряжение, или распределение электроэнергии среднего напряжения.
Номинальная температура изменяет текущую мощность и запас безопасности.
Температурный диапазон является одним из наиболее важных технических различий между кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена и ПВХ.. Многие распространенные силовые кабели с ПВХ-изоляцией рассчитаны на более низкую рабочую температуру непрерывного проводника, чем кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена.. Изоляция из сшитого полиэтилена обычно ассоциируется с 90 градусов Цельсия, непрерывная работа проводника во многих стандартах и конструкциях изделий, в то время как стандартная изоляция из ПВХ часто ассоциируется с более низкими классами постоянной температуры, такими как 70 градусов Цельсия, в зависимости от состава и стандарта.
Эта разница влияет на пропускную способность по току.. Кабель, который может работать при более высокой температуре проводника, может пропускать больший ток при тех же условиях установки., но только тогда, когда размер проводника, метод установки, температура окружающей среды, группировка, термическое сопротивление почвы, и стандартный метод расчета поддерживает этот результат. Температурный рейтинг не является разрешением игнорировать снижение номинальных характеристик..
| Элемент | Типичная логика кабеля с ПВХ-изоляцией | Типичная логика кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена |
|---|---|---|
| Тип материала | Термопластичный изоляционный состав | Сшитая термореактивная изоляция |
| Общий диапазон использования | Низковольтное здание, контроль, вспомогательный, и общепромышленные цепи | Низковольтные фидеры и большинство распределительных кабелей среднего напряжения. |
| Термическое поведение | Легче размягчается под воздействием тепла | Улучшенная термическая стабильность после сшивки. |
| Электрическое напряжение | Подходит для многих цепей низкого напряжения. | Предпочтительно для приложений среднего напряжения и высоких электрических напряжений. |
| Стоимость позиции | Обычно более низкие затраты на материал и обработку. | Обычно более высокая изоляция и стоимость процесса, но может уменьшить размер или улучшить рейтинг на сложных маршрутах |
Класс напряжения часто является самым быстрым фильтром выбора.
Для распределение электроэнергии низкого напряжения, Могут быть доступны конструкции кабелей как с изоляцией из ПВХ, так и из сшитого полиэтилена.. Правильный дизайн зависит от стандарта проекта., маршрут, требование пожарной безопасности, размер проводника, и среда установки. Для кабеля среднего напряжения, Обычно подходящей изоляционной системой является сшитый полиэтилен, поскольку кабель должен контролировать электрическое напряжение через экран проводника., изоляция, изоляционный экран, металлический экран, оболочка, и требования к тестированию.
МЭК 60502-1 охватывает силовые кабели с экструдированной изоляцией на номинальное напряжение от 1 кВ до 3 кВ. МЭК 60502-2 покрывает силовые кабели с экструдированной изоляцией для номинальных напряжений от 6 кВ до 30 кВ. В практической спецификационной работе, это означает, что выбор изоляции следует рассматривать вместе с выражением номинального напряжения., такой как 0.6/1 кВ, 1.8/3 кВ, 6/10 кВ, 8.7/15 кВ, 12/20 кВ, или 18/30 кВ.
Когда маршрут ведет к коммерческому зданию, подключение подстанции, горнодобывающее предприятие, промышленное предприятие, Схема коллектора возобновляемой энергии, или линия распределения инфраструктуры, класс напряжения должен быть подтвержден перед сравнением стоимости материала. Более дешевая система изоляции не является экономией, если она не соответствует уровню электрического напряжения..
Сравнение стоимости должно включать установленную систему.
Кабель с ПВХ-изоляцией часто имеет более низкую первоначальную стоимость материала, чем кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена., особенно в обычных низковольтных типоразмерах. Это может сделать ПВХ подходящим для многих внутренних контуров., проводка управления, распределение освещения, и вспомогательные линии электропередачи, где рабочая температура и электрическое напряжение умеренные..
Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена может стоить дороже за метр., но установленная система может быть более эффективной на требовательных маршрутах электропередачи.. Возможность более высоких температур, более высокие диэлектрические характеристики, и пригодность для строительства среднего напряжения могут снизить технический риск. В некоторых конструкциях низковольтных фидеров, Сшитый полиэтилен также может способствовать выбору более компактных проводников в соответствии с применимым методом расчета., хотя окончательный размер должен соответствовать электрическому расчету и снижению номинальных характеристик установки..
Реальное сравнение затрат должно включать материал проводника., размер проводника, изоляционный состав, материал оболочки, броня, экран, длина барабана, тестирование, упаковка, метод установки, защита маршрута, документация, и аксессуары для заделки кабеля. Кабель, который выглядит дешевле по цене за единицу, может привести к дополнительным затратам, если для него требуется больший размер., более низкая операционная маржа, другой метод защиты, или более ограничительный путь установки.
Условия установки решают, станет ли низкая стоимость риском
Изоляция из ПВХ практична на многих защищенных низковольтных маршрутах.. Он работает хорошо, когда кабель работает в пределах номинальной температуры., химическое воздействие контролируется, механические повреждения ограничены, и стандарт проекта принимает материал. ПВХ также распространен там, где требуется маркировка цвета и огнезащитные свойства, в строительных и промышленных электропроводных системах..
Сшитый полиэтилен лучше подходит для маршрутов с более высокой плотностью загрузки., более длительная работа при повышенной температуре, более высокая нагрузка при коротком замыкании, подземное распределение, прямое захоронение в подходящих ножнах и доспехах, или электрический стресс среднего напряжения. Система изоляции должна быть согласована с выбором оболочки.. ПВХ, ЧП, и оболочки LSZH решают различные проблемы внешней защиты и противопожарного поведения.; изоляцию и оболочку не следует рассматривать как одно и то же решение..
| Состояние проекта | Более подходящее направление | Причина |
|---|---|---|
| Общий низковольтный внутренний фидер | ПВХ или сшитый полиэтилен, в зависимости от номинала и стандарта | И то и другое технически возможно.; окончательный выбор зависит от температуры, поведение при пожаре, и способ установки |
| Распределительный маршрут среднего напряжения | СПЭ | Для контроля электрических напряжений и требований стандартов среднего напряжения обычно требуются системы изоляции из сшитого полиэтилена. |
| Высокая температура окружающей среды или высокий коэффициент нагрузки | Часто из сшитого полиэтилена | Более высокая тепловая стойкость может улучшить расчетный запас при правильном расчете снижения номинальных характеристик. |
| Экономичные вспомогательные цепи низкого напряжения | Часто ПВХ | Экономия материалов и практичность в обращении могут быть достаточны для цепей средней нагрузки. |
| Пожароопасные здания или закрытые общественные помещения | Зависит от ПВХ, ЛСЖ, или требование пожарной безопасности проекта | Дым, галоген, распространение пламени, требования местных норм и правил необходимо проверять отдельно от названия изоляционного материала. |
Пожаробезопасность не решается только сшитым полиэтиленом или ПВХ.
Распространенной ошибкой является рассмотрение сшитого полиэтилена и ПВХ как полного сравнения огнестойкости.. Это не. Поведение при пожаре зависит от всей системы кабельного соединения., включая изоляцию, постельные принадлежности, наполнитель, оболочка, огнезащитные добавки, содержание галогенов, дымовыделение, и стандарт тестирования, используемый в проекте.
ПВХ содержит хлор и может быть изготовлен таким образом, чтобы противостоять распространению огня., но требования к галогенной кислоте и дыму могут ограничивать использование ПВХ в некоторых зданиях., туннели, железнодорожные системы, центры обработки данных, или общественные объекты. Изоляция из сшитого полиэтилена сама по себе не делает кабель автоматически малодымным или безгалогенным.. В кабеле может использоваться изоляция из сшитого полиэтилена с оболочкой из ПВХ., ПЭ оболочка, или оболочка LSZH в зависимости от спецификации.
Для пожароопасных проектов, лучший вопрос не только сшитый полиэтилен или ПВХ. В спецификации должен быть указан класс огнестойкости., потребность в галогенах, требование дыма, требование к кислотности, CPR или местная классификация реакции на пожар, где это применимо, и соответствующий стандарт испытаний.
Механическая защита — отдельный слой конструкции.
Изоляционный материал не заменяет механическую защиту.. Низковольтный кабель с ПВХ-изоляцией все равно может нуждаться в броне из стальной проволоки., стальная ленточная броня, трубопровод, поднос, воздуховод, или защитное покрытие, когда маршрут подвергается ударам или сжатию. Для кабеля среднего напряжения из сшитого полиэтилена также может потребоваться броня или специальная оболочка при прокладке под землей., на промышленном предприятии, возле перекрестков дорог, или в зонах с риском вытягивания и погрузки-разгрузки.
Механическая конструкция должна учитывать вес кабеля., радиус изгиба, напряжение, размеры барабана, повороты маршрута, монтажное оборудование, и пространство завершения. Изоляция из сшитого полиэтилена улучшает электрические и тепловые характеристики., но неправильный монтаж все равно может повредить оболочку, экран, броня, или изоляция. Изоляция из ПВХ может быть экономичной, но его не следует размещать в среде, выходящей за рамки его механической и тепловой конструкции..
Испытания и документация должны соответствовать выбранной системе изоляции.
Требования к испытаниям различаются в зависимости от класса напряжения и стандарта.. Низковольтные кабели обычно требуют проверки сопротивления проводников., испытания напряжения, проверка размеров, и визуальные проверки. Кабели среднего напряжения из сшитого полиэтилена предъявляют более строгие требования к электрическим нагрузкам и контролю качества., например, испытание на частичный разряд, высоковольтные испытания, проверка целостности оболочки, проверки экрана, и контроль размеров в соответствии с выбранным стандартом.
Документация должна быть согласована до начала производства.. Полезные документы включают технический паспорт., строительный чертеж, номинальное напряжение, класс дирижера, материал проводника, изоляционный материал, толщина изоляции, материал оболочки, тип брони, применимый стандарт, длина барабана, метод упаковки, отчет о плановых испытаниях, и запись проверки размеров. Эти документы являются не только административной документацией.; они уменьшают вероятность того, что низковольтный кабель из ПВХ, низковольтный фидер из сшитого полиэтилена, или кабель среднего напряжения из сшитого полиэтилена указан с неверными предположениями..
Когда ПВХ – лучший инженерный выбор
ПВХ часто является лучшим выбором, когда цепь имеет низкое напряжение., окружающая среда контролируется, рабочая температура умеренная, маршрут защищен, и проект ценит простоту управления и контроль затрат. Электропроводка в здании, вспомогательные цепи, силовые цепи управления, внутренние низковольтные фидеры, и стандартные промышленные соединения могут использовать конструкции на основе ПВХ, если это разрешено стандартом..
Самый сильный аргумент в пользу ПВХ не в том, что он во всех отношениях лучше.. Дело в том, что правильно подобранный кабель из ПВХ может быть эффективным., экономичный, и практичный в правильном классе эксплуатации. Завышение спецификации сшитого полиэтилена для каждого низковольтного приложения может увеличить стоимость без улучшения той части системы, которая фактически ограничивает производительность..
Когда сшитый полиэтилен является лучшим инженерным выбором
Сшитый полиэтилен обычно является лучшим выбором, когда кабель выдерживает более высокую нагрузку., работает вблизи более высоких температурных пределов, сталкивается с электрическим напряжением среднего напряжения, или требует более высоких долгосрочных диэлектрических характеристик. Силовые кабели среднего напряжения, фидеры низкого напряжения с высокой нагрузкой, подземные промышленные маршруты, распределение коммунальных услуг, системы сбора возобновляемой энергии, и инфраструктурные подстанции часто указывают на изоляцию из сшитого полиэтилена..
Самым сильным аргументом в пользу сшитого полиэтилена является расчетный запас прочности.. Более высокая тепловая мощность и лучшие электрические характеристики могут поддерживать более требовательные системы., но только при выборе размера проводника, выбор оболочки, броня, метод укладки, и тестирование указаны вместе. Сшитый полиэтилен не заменяет правильную установку..
Контрольный список технических характеристик для конфигурации кабеля XWA
Для точной конфигурации кабеля из сшитого полиэтилена или ПВХ., в спецификации должны быть указаны условия электрооборудования и установки до того, как будет завершен выбор материала.. Следующий контрольный список помогает привязать решение к инженерной реальности, а не только к названиям материалов..
| Пункт спецификации | Почему это важно |
|---|---|
| Номинальное напряжение | Отделяет приложения низкого напряжения от систем изоляции среднего напряжения и применимых стандартов. |
| Материал и класс проводника | Влияет на проводимость, гибкость, метод завершения, масса, и стоимость |
| Размер проводника | Должен соответствовать текущей мощности, падение напряжения, режим короткого замыкания, и снижение номинальных характеристик установки |
| Изоляционный материал | Определяет термическое и диэлектрическое поведение; выберите ПВХ или сшитый полиэтилен в зависимости от обязанностей |
| Материал оболочки | Управляет внешней защитой, выветривание, химическая стойкость, курить, и поведение галогенов |
| Броня или экран | Требуется для механической защиты или контроля электрического напряжения среднего напряжения, где это применимо. |
| Маршрут установки | Прямое захоронение, воздуховод, поднос, воздух, туннель, растение, и открытые маршруты создают разные риски |
| Стандарт и тесты | Соединяет конструкцию, размеры, электрические испытания, и документация |
Распространенные ошибки при выборе сшитого полиэтилена или ПВХ
Первая ошибка – сравнивать только цену за метр. Стоимость материала имеет значение, но установленный маршрут, размер проводника, снижение номинальных характеристик, метод защиты, и тестирование может изменить общий результат. Вторая ошибка — полагать, что ПВХ всегда низкого качества или что сшитый полиэтилен — всегда лучший вариант.. Оба верны в разных рабочих диапазонах..
Третья ошибка – смешивание решений по изоляции и оболочке.. Кабель может иметь изоляцию из сшитого полиэтилена с оболочкой из ПВХ., Изоляция из сшитого полиэтилена с полиэтиленовой оболочкой., или изоляция из сшитого полиэтилена с оболочкой из LSZH.. Материал, указанный в названии продукта, может описывать только одну часть кабеля.. Четвертая ошибка – игнорирование стандарта. МЭК, БС, В, ВДЕ, UL, или национальные спецификации могут определять требования к конструкции и испытаниям, которые перевешивают простые предпочтения в отношении материалов..
Инженерное заключение
Выбор кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена или ПВХ следует начинать с класса напряжения., рабочая температура, маршрут установки, поведение при пожаре, механическая защита, и требования к тестированию. ПВХ остается практичным и экономичным для многих применений с низким напряжением.. Сшитый полиэтилен — лучший выбор для систем среднего напряжения и условий повышенной термической или электрической нагрузки..
Для конфигурации кабеля XWA, изоляционный материал следует выбирать вместе с проводником, оболочка, броня, стандартный, маршрут, и документация. Это обеспечивает более четкую спецификацию и уменьшает несоответствие между конструкцией кабеля и проектными требованиями, которого можно избежать..
Часто задаваемые вопросы
Всегда ли сшитый полиэтилен лучше ПВХ для силовых кабелей??
Нет. Сшитый полиэтилен обеспечивает более высокие тепловые и электрические характеристики., но ПВХ может быть более практичным и экономичным выбором для многих низковольтных защищенных цепей.. Правильный выбор зависит от класса эксплуатации и условий установки..
Может ли кабель одновременно использовать изоляцию из сшитого полиэтилена и оболочку из ПВХ??
Да. Во многих конструкциях силовых кабелей используется изоляция из сшитого полиэтилена для электрических характеристик и оболочка из ПВХ для внешней защиты.. Материалы изоляции и оболочки следует указывать отдельно..
Почему сшитый полиэтилен часто используется в кабелях среднего напряжения?
Кабелям среднего напряжения необходимы более высокие диэлектрические характеристики., контроль электрического напряжения, и более строгие заводские испытания. Изоляция из сшитого полиэтилена широко используется. потому что он соответствует этим требованиям лучше, чем обычная изоляция из ПВХ..
Имеет ли кабель ПВХ плохую огнестойкость??
Не обязательно. ПВХ может быть изготовлен с учетом огнестойкости., но требования к дыму и галогенам необходимо проверять отдельно. Проекты, чувствительные к пожару, могут потребовать LSZH или специальных испытаний на пламя..
Какая информация необходима для конфигурации кабеля из сшитого полиэтилена или ПВХ??
Основные данные включают номинальное напряжение, материал проводника, размер проводника, изоляция, оболочка, броня, маршрут установки, стандартный, требование теста, длина барабана, и требования к документации.