交联聚乙烯绝缘电缆：装置、设计、优点、应用

目前，俄罗斯电缆和电线产品市场上交联聚乙烯绝缘电缆的生产和消费量不断增加。这些电缆的俄语名称为 XLPE，英文名称为 XLPE，德文名称为 VPE，瑞典名称为 PEX。

让我们注意 XLPE 绝缘电缆（XLPE 电缆）相对于浸渍纸绝缘电缆（BPI 电缆）的主要优点：

• 根据敷设条件，XLPE 电缆的吞吐量由于较高的允许长期温度而高出 1.2-1.3 倍，

• 由于较高的极限温度，XLPE 电缆在短路电流 (SC) 下的热阻较高，XLPE 电缆的特定击穿比 BPI 电缆低 10-15 倍，

• XLPE 电缆使用寿命长（制造商提供超过 50 年），

• 由于更轻的重量、直径、弯曲半径、没有沉重的铅（或铝）护套，XLPE 电缆的安装条件更简单，

• 由于使用聚合物材料作为绝缘和护套，交联聚乙烯电缆可以在负温（最高-20°C）下敷设而无需预热，

• XLPE 电缆结构中不含液体成分，减少了安装时间和成本，

• XLPE电缆由于在发生故障时不会漏油和污染环境，因此非常环保，

• XLPE电缆结构元件的吸湿性远小于BPI电缆，绝缘材料的介电性能高，

• XLPE电缆对电缆线路的高低差没有限制。

米。 1、交联聚乙烯绝缘电缆

XLPE 电缆的主要特征是其全新的绝缘材料——交联聚乙烯……聚乙烯作为绝缘材料早已为人所知。但传统的热塑性聚乙烯有严重的缺点，主要是在接近熔点的温度下性能会急剧下降。热塑性聚乙烯绝缘材料在 85°C 的温度下已经开始失去其形状、电气和机械特性。

XLPE 绝缘材料即使在 130 °C 下也能保持其形状、电气和机械特性。

术语“交联”或“硫化”是指在分子水平上处理聚乙烯。聚乙烯大分子之间交联过程中形成的交联键形成了三维结构，决定了材料的高电气和机械特性、较低的吸湿性和较宽的工作温度范围。

在全球电缆行业中，两种交联技术用于电力电缆的生产，主要区别在于聚乙烯交联过程所用的试剂。

最常见的技术是过氧化物交联，当聚乙烯在特定温度和压力的中性气体环境中借助特殊化学品-过氧化物进行交联时。该技术使获得足够程度的交联成为可能。连接整个绝缘厚度并保证没有空气夹杂物。除了良好的介电性能外，它还具有比其他电缆绝缘材料更宽的工作温度范围和优异的机械性能。过氧化物技术用于生产中压和高压电缆。

不太常见的是零强度交联，其中将特殊化合物（硅烷）添加到聚乙烯中以确保在较低温度下交联。这种更便宜的技术的应用领域包括低压和中压电缆。

1996 年第一家俄罗斯 XLPE 电缆制造商是莫斯科公司 ABB Moskabel，该公司使用过氧化物交联技术。 2003 年，JSC "Kamkabel" 成为俄罗斯第一家由硅烷交联聚乙烯制成的 XLPE 电缆制造商。

XLPE 电缆有两个版本 - 三芯和单芯。 XLPE 电缆通常采用单芯设计（图 2）。

米。 2.单芯交联聚乙烯电缆外观图：1-圆形多线密封载流导体，2-半导电交联聚乙烯沿线芯屏蔽层，3-交联聚乙烯绝缘层，4-屏蔽层沿半导电交联聚乙烯绝缘层， 5——半导电胶带或半导电防水胶带制成的隔离层， 6——用铜带固定的铜线屏蔽层， 7——两条皱纹纸带、涂胶布的隔离层，聚合物胶带或防水胶带，8层铝-聚乙烯或云母胶带，9层聚乙烯，PVC-塑料

三芯 XLPE 电缆的一个显着特点是存在由聚乙烯或聚氯乙烯 (PVC) 塑料混合物制成的挤压相填充物。

使用单芯 XLPE 电缆首先可以确保由于相间短路的可能性急剧降低而提高电源的可靠性。两根结构无关的单芯电缆（连接器或端套）的绝缘在一处同时损坏的概率对应于带绝缘母线的母线的相间损坏概率，即很小。

XLPE 绝缘单芯电缆发生单相接地故障的概率远低于三芯 BPI 电缆。这是通过单芯 XLPE 电缆的设计和绝缘材料的卓越介电性能实现的。

XLPE 电缆的单芯版本允许载流导线的横截面高达 800 毫米。具有这种截面的电缆可以成功地与能源密集型企业供电系统中使用的母线竞争。

电缆元件的屏蔽对于电缆与各种外部电路的电磁兼容以及保证电缆线芯周围电场的对称性从而为绝缘的运行创造更有利的条件是必需的。内屏蔽由半导电塑料制成，外屏蔽由铜线和铜带制成。

外部保护套保护电缆的内部元件在安装和操作过程中免受水分渗透和机械损坏。交联聚乙烯电缆的外护套由高强度聚乙烯或聚氯乙烯化合物制成。

米。 3.交联聚乙烯绝缘电缆APvPg

XLPE 绝缘电缆的常规字母数字名称（标记）：

• A——铝导体，无标号——铜导体，

• PV——绝缘材料——交联（硫化）聚乙烯，

• P 或 V — 由聚乙烯或 PVC 塑料制成的外壳，

• y——增加厚度的增强聚乙烯外壳，

• ng — 具有低易燃性的 PVC 化合物护套，

• ngd — 外壳由低烟和低气体排放的 PVC 化合物制成，

• d——用防水胶带纵向密封屏幕，

• 1 或 3 — 有电流的电线数量，

• 50—800载流导线截面，mm2，

• gzh-载流线的密封，2 16-35-屏蔽的横截面，mm，

• 1-500 — 标称电压，kV。

名称示例：APvPg 1×240 / 35-10-电缆，铝芯 (A)，XLPE 绝缘 (Pv)，聚乙烯护套 (P)，屏蔽 (g)，实心 (1)，导体横截面 240 mm。屏蔽横截面 35 mm，标称电压 10 kV。