1. مفهوم كابل XLPE المترابط بالإشعاع
يشير الكابل المتشابك عادةً إلى طبقة العزل للكابل باستخدام مواد متشابكة. المادة الأكثر استخدامًا هي سلك البولي إيثيلين المتشابك (كابل XLPE). تتمثل عملية التشابك في تكوين بولي إيثيلين متشابك بهيكل شبكي للجسم من خلال طريقة معالجة محددة. يتم زيادة درجة حرارة العمل المسموح بها على المدى الطويل من 700 درجة مئوية إلى 900 درجة مئوية (أو أعلى)، ويتم زيادة درجة حرارة الدائرة القصيرة المسموح بها من 1400 درجة مئوية إلى 2500 درجة مئوية (أو أعلى). على أساس الحفاظ على خصائصه الكهربائية الممتازة الأصلية، يتم تحسين أداء الاستخدام الفعلي بشكل كبير.
2. عملية ربط كابل XLPE بالإشعاع
في الوقت الحاضر، تنتج صناعة الكابلات الكابلات المترابطة بثلاث عمليات: النوع الأول هو الترابط الكيميائي بالبيروكسيد، بما في ذلك الترابط بالبخار المشبع، والترابط بالغاز الخامل، والترابط بالملح المنصهر، والترابط بزيت السيليكون، والنوع الثاني، أي الترابط الكيميائي الجاف، ويستخدم في الصين؛ والنوع الثاني هو الترابط الكيميائي بالسيلان؛ والنوع الثالث هو الترابط الإشعاعي.
1. الترابط بالغاز الخامل – الترابط الكيميائي الجاف
استخدم مادة العزل المصنوعة من البولي إيثيلين مع عامل الربط المتقاطع من البيروكسيد، واستكمل طبقة حماية الموصل – طبقة العزل –
بعد بثق طبقة العزل الواقية، يتم المرور بشكل مستمر ومتساوٍ عبر أنبوب تشابك محكم الغلق مملوء بالنيتروجين عالي الحرارة وعالي الضغط لإكمال عملية التشابك. وسيط نقل الحرارة هو النيتروجين (غاز خامد)، والبولي إيثيلين المتشابك له خصائص كهربائية ممتازة، ويمكن أن يصل نطاق الإنتاج إلى 500 كيلو فولت.
2. الترابط الكيميائي للسيلان – الترابط بالماء الدافئ
استخدم مادة العزل المصنوعة من البولي إيثيلين مع عامل الربط المتقاطع للسيلان، وأكمل عملية بثق طبقة الحماية غير المتجانسة – طبقة العزل – طبقة الحماية العازلة من خلال عملية البثق 1+2، ثم اغمر قلب العزل المبرد والمثبت في ماء ساخن بدرجة حرارة تتراوح بين 85 و950 درجة مئوية للتحلل المائي والربط المتقاطع، لأن الربط المتقاطع الرطب سيؤثر على محتوى الماء في طبقة العزل. بشكل عام، أعلى مستوى للجهد هو 10 كيلو فولت فقط.
3. الربط المتبادل بالإشعاع – الربط المتبادل الفيزيائي
استخدام مادة العزل البولي إيثيلين المعدلة، وإكمال عملية بثق طبقة الحماية غير المتجانسة – طبقة العزل – طبقة الحماية العازلة من خلال طريقة البثق 1+2
بعد البثق، يتم تمرير قلب العزل المبرد بالتساوي من خلال نافذة المسح الإشعاعي لمسرع الإلكترون عالي الطاقة لإكمال عملية الربط المتقاطع. لا تتم إضافة عامل ربط متقاطع إلى مادة الكابل المتشابك المشع. أثناء الربط المتقاطع، يخترق شعاع الإلكترون عالي الطاقة الناتج عن مسرع الإلكترون عالي الطاقة طبقة العزل بشكل فعال وينتج تفاعل ربط متقاطع من خلال تحويل الطاقة. نظرًا لأن الإلكترونات تحمل طاقة عالية وتمر بالتساوي عبر طبقة العزل، فإن الرابطة المتقاطعة المتكونة لها طاقة ربط عالية واستقرار جيد. الخصائص الفيزيائية الموضحة هي أن مقاومة الحرارة أفضل من مقاومة الكابلات المتشابكة الكيميائية. ومع ذلك، نظرًا لقيود مستوى طاقة المسرع (لا يزيد عمومًا عن 3.0 ميجا إلكترون فولت)، فإن سمك الاختراق الفعال لشعاع الإلكترون أقل من 10 مم، وبالنظر إلى العوامل الهندسية، فإن مستوى الجهد للكابل المنتج لا يمكن أن يصل إلا إلى 10 كيلو فولت، والميزة أقل من 6 كيلو فولت.
3. خصائص كابل XLPE للكابل المتشابك المشع
تعتمد مدة شيخوخة مادة عزل الكابلات بشكل أساسي على مدة شيخوخة حرارية، والتي يتم تحديدها من خلال سرعة التفاعلات الكيميائية مثل الأكسدة الحرارية، والتشقق الحراري، وتشقق الأكسدة الحرارية، والتكثيف المتعدد في مادة العزل تحت العمل الحراري. لذلك، فإن مدة الشيخوخة الحرارية لمادة العزل تؤثر بشكل مباشر على مدة خدمة الكابل. وفقًا لاستنتاج حركية التفاعل الكيميائي واختبار الشيخوخة الحرارية المتسارعة الاصطناعية (20-30 عامًا)، فإن درجة حرارة التشغيل المسموح بها على المدى الطويل للكابل المتشابك المشع هي:
1. كابل الطاقة YJV 0.6/1KV 1160C
إذا تم الاستدلال على ذلك وفقًا لدرجة حرارة التشغيل المقدرة بـ 1050 درجة مئوية، فإن عمرها الحراري يتجاوز 60 عامًا.
إذا تم الاستدلال على ذلك وفقًا لدرجة حرارة التشغيل المقدرة البالغة 900 درجة مئوية، فإن عمرها الحراري يتجاوز 100 عام.
2. كابل معزول علوي JKLYJ 10KV 1220C يتم وضع الكابلات المعزولة العلوية في الهواء الطلق، وبالتالي فإن مقاومة البيئة ومقاومة الإشعاع للمواد العازلة أكثر أهمية. يجب أن تخضع المواد العازلة المتشابكة للإشعاع لمعالجة الإشعاع، والتي تتمتع بمقاومة إشعاعية جيدة. تتمتع جرعة الإشعاع المطبقة أثناء عملية إنتاج التشابك بهامش أمان كبير من جرعتها المدمرة. تبلغ الجرعة المدمرة للإشعاع للبولي إيثيلين 1000KGY، بينما تبلغ جرعة المعالجة حوالي 200KGY. بالإضافة إلى ذلك، مع تحسين الصيغة الخاصة، لا تزال في حالة التشابك الإشعاعي ضمن نطاق واسع إلى حد ما، لذلك سيتم تحسين أدائها أثناء عملية الاستخدام الأولية الطويلة.
رابعا. كابل طاقة متوسط الجهد معزول بالبولي إيثيلين المترابط وفقًا للمعيار الوطني للأسلاك والكابلات
كابل طاقة متوسط الجهد معزول بالبولي إيثيلين المترابط (مستوى الجهد: 6/6 كيلو فولت – 26/35 كيلو فولت؛ معيار التنفيذ: GB/T12706.2-2002)
يعتمد كابل البولي إيثيلين المتشابك متوسط الجهد على طريقة الربط الكيميائي الجاف بالكامل لتغيير جزيء البولي إيثيلين من بنية جزيئية خطية إلى بنية شبكية مكانية، بحيث يتم تحويل البولي إيثيلين البلاستيكي الحراري إلى بولي إيثيلين متشابك بالحرارة، بحيث يتم تحسين خصائصه الميكانيكية وخصائص الشيخوخة الحرارية وقدرته على تحمل الإجهاد البيئي بشكل كبير، وله خصائص كهربائية ممتازة. يتميز بخصائص درجة حرارة التشغيل العادية العالية والبنية البسيطة والقطر الخارجي الصغير والوزن الخفيف والاستخدام السهل وعدم وجود قيود على ارتفاع التمديد. إنه مناسب لنظام توزيع الجهد المقدر بتردد الطاقة 1-35 كيلو فولت.
كابل طاقة YJV62, YJLV62 معزول ببولي إيثيلين مترابط مزدوج غير مغناطيسي ومغلف بطبقة من البولي فينيل كلوريد ومدرع بحزام معدني.
كابل طاقة YJV63، YJLV63 معزول بالبولي إيثيلين المترابط المزدوج غير المغناطيسي مدرع بحزام معدني ومغلف بالبولي إيثيلين.
كابل طاقة YJV63، YJLV63 معزول بالبولي إيثيلين المترابط المزدوج غير المغناطيسي مدرع بحزام معدني ومغلف بالبولي إيثيلين.
النماذج الأخرى تشبه الربط الإشعاعي (الفرق الوحيد هو الجهد)
تعتبر الكابلات YJV وYJLV وYJY وYJLY مناسبة للوضع في الأماكن المغلقة. فهي تتحمل قوة جذب معينة أثناء الوضع، ولكنها لا تتحمل القوى الخارجية الميكانيكية. ولا يُسمح بوضع الكابلات أحادية النواة في الأنابيب المغناطيسية.
يتم وضع YJV22 وYJLV22 وYJV23 وYJLV23 في الداخل، وفي الأنفاق، وخنادق الكابلات، ويمكنها تحمل بعض القوى الخارجية الميكانيكية، ولكنها لا تستطيع تحمل التوتر المفرط.
يتم وضع YJV22 وYJLV22 وYJV23 وYJLV23 في الداخل، وفي الأنفاق، وخنادق الكابلات، ويمكنها تحمل بعض القوى الخارجية الميكانيكية، ولكنها لا تستطيع تحمل التوتر المفرط.
تعتبر YJV32 وYJLV32 وYJV33 وYJLV33 مناسبة للمناطق ذات الانخفاض العالي ويمكنها تحمل بعض القوى الخارجية الميكانيكية والتوتر الكبير.
YJV62، وYJLV62، وYJV63، وYJLV63 هي كابلات أحادية القلب تستخدم في دوائر التيار المتردد ويجب أن تكون مدرعة بمواد غير مغناطيسية.
YJV62، وYJLV62، وYJV63، وYJLV63 هي كابلات أحادية القلب تستخدم في دوائر التيار المتردد ويجب أن تكون مدرعة بمواد غير مغناطيسية.
V. مقارنة أداء الكابلات المترابطة المشعة كابلات XLPE والكابلات المعزولة بالبلاستيك المستخدمة بشكل شائع (كابلات PVC):
حاليًا، أكثر المواد البلاستيكية العازلة المستخدمة شيوعًا في إنتاج الكابلات هي البولي إيثيلين وكلوريد البولي فينيل، ومن بينها مواد البولي إيثيلين التي تتمتع بخصائص كهربائية أفضل وخصائص ربط متقاطع أفضل، لذلك تم تطوير مجموعة متنوعة من عمليات إنتاج الربط المتقاطع الصناعي، بما في ذلك الربط المتقاطع الكيميائي والربط المتقاطع بالإشعاع. بالإضافة إلى الأداء في الجدول أدناه، أثناء عملية الإنتاج والتركيب، تُظهر طبقة العزل للكابلات المتقاطعة المستخدمة بشكل شائع صلابة وقوة أكبر (في درجة حرارة الغرفة)، وخاصةً يصعب نزعها من عزل كلوريد البولي فينيل. نظرًا لأن أداء الربط المتقاطع للكابل المتقاطع الإشعاعي هو الأفضل ودرجة الربط المتقاطع هي الأعلى، فإن قوة التقشير هي الأكبر نسبيًا. إذا كانت طبقة عزل الكابل المتقاطع أسهل في النزع (على غرار كلوريد البولي فينيل)، فيجب أن تكون درجة الربط المتقاطع غير كافية أو لا يوجد ربط متقاطع. بشكل عام، غالبًا ما تكون درجة الترابط غير كافية في الكابلات المترابطة التي يتم إنتاجها من خلال عملية الترابط بالماء الدافئ. والسبب هو أن درجة الترابط لهذا النوع من المنتجات منخفضة نسبيًا، وعملية الترابط غير مستمرة ولا يمكن التحكم فيها تلقائيًا. وهي تتأثر بشكل كبير بالعوامل البشرية وتكون عرضة لعدم كفاية الترابط.
باستخدام 1*70 كمثال، يكون جدول مقارنة خصائص الكابلات المعزولة البلاستيكية الشائعة على النحو التالي
العناصر مقارنة بين البولي فينيل كلوريد العادي والبولي إيثيلين المتشابك الكيميائي والبولي إيثيلين المتشابك المشع
200C حجم المقاومة 1*1013 1*1017 1*1017
مستوى مقاومة درجة الحرارة (0 درجة مئوية) 70 90 90-150
درجة حرارة التحميل الزائد قصيرة المدى (0 درجة مئوية) 160 250 270
القدرة الاستيعابية الحالية (مرات) 1.0 1.3 1.6
ظروف الشيخوخة 0 درجة مئوية 7 أيام 1000 درجة مئوية 7 أيام 1350 درجة مئوية 7 أيام 1580 درجة مئوية 7 أيام
الاستطالة تحت الحمل (≤%) 175 100
اختبار مقاومة الخدش تحت الحمل (عدد المرات) 20000 20000 100000
مقاومة التآكل 5 مرات من PVC 10 مرات من PVC، 5 مرات من النايلون
مقاومة الزيت ومقاومة التآكل الكيميائي لا يتغير بعد 7 أيام من الغمر في البنزين لا يتغير بعد 30 يومًا من الغمر في البنزين
ثابت العزل 5.0 2.3 2.3
مؤشر الأكسجين 28 20 37
ارتفاع جزء احتراق الحزمة ＜2.5 ＜1 ＜0.3
مقاومة الشيخوخة الخفيفة KJ ＜230 ＜300 ＜400
قوة الشد نيوتن/سم2 12.5 عند 700 درجة مئوية 12.5 عند 900 درجة مئوية 23.1 عند 900 درجة مئوية
الاستطالة عند الكسر 125% عند 700 درجة مئوية 200% عند 900 درجة مئوية 240% عند 900 درجة مئوية
مقاومة الأوزون تركيز الأوزون
وقت الاستراحة عند 0.03% (ساعات) 1000 1000 1200
6. خصائص نموذج كابل XLPE/كابل XLPO وتطبيقاته
مواد الكابلات المصنوعة من البولي أوليفينات المتشابكة المشعة (XLPE/XLPO)
تتكون مواد XLPE/XLPO من سلسلة RYD من راتنج البولي أوليفين وراتنج الإيلاستومر ومثبطات اللهب. استنادًا إلى تكنولوجيا السبائك المتقدمة، يتمتع المنتج بخصائص شاملة ممتازة، مثل القوة العالية والمرونة العالية ومقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة الزيت ومقاومة التآكل وما إلى ذلك، ويُستخدم على نطاق واسع في عزل وتغليف الكابلات المقاومة للحرارة المختلفة.
This post is also available in:
العربية 
الإنجليزية 
الروسية
