Vernetzte Polyethylen-isolierte Kabel (XLPE-Kabel) werden nicht nur in Niederspannungs-Stromversorgungssystemen unter 6 kV, sondern auch in Übertragungs- und Verteilungsleitungssystemen mit Spannungsebenen von 6 kV bis 500 kV weit verbreitet. Der Aufbau von XLPE-Kabeln unter 6 kV ist im Wesentlichen derselbe wie der von PVC-Niederspannungskabeln. (Siehe Diagramm)
Einadriges vernetztes Polyethylenkabel-Strukturdiagramm
(a) Einadriges, vernetztes Polyethylen-isoliertes Kabel; (b) Einadriges, vernetztes Polyethylen-isoliertes, stahlbandarmiertes Kabel; (c) Einadriges, vernetztes Polyethylen-isoliertes, stahldrahtarmiertes Kabel; (d) Übersichtsdarstellung: 1, 8, 17 - Leiter; 2, 9, 18 - Leiterschild; 3, 10, 19 - Isolierung; 4, 11, 20 - Isolierschild; 5, 12, 21 - Kupferbandschild; 6, 13, 22 - Wickelband; 7, 16, 26 - Außenmantel; 14, 23 - Innenmantel; 15, 24 - Stahlbandarmierung; 25 - Kupferdraht
Dreikerniges vernetztes Polyethylenkabel-Strukturdiagramm:
(a) Unarmiertes Kabel; (b) Stahlbandarmiertes Kabel; (c) Stahldrahtarmiertes Kabel; (d) Übersichtsdarstellung: 1, 9, 19 - Leiter; 2, 10, 20 - Leiterschild; 3, 11, 21 - Isolierung; 4, 12, 22 - Isolierschild; 5, 13, 23 - Kupferbandschild; 6, 14, 24 - Füllstoff; 7, 15, 25 - Wickelband; 8, 18, 28 - Außenmantel; 16, 26 - Innenmantel; 17, 27 - Stahlband-/Stahldrahtarmierung
Der signifikanteste strukturelle Unterschied zwischen 6~35-kV-vernetzten Polyethylen-(XLPE)-Kabeln im Vergleich zu anderen Niederspannungs-Kunststoffkabeln ist das Hinzufügen von inneren und äußeren halbleitenden Abschirmungsschichten und einer Kupferband-(Draht-)Metallabschirmungsschicht. Sowohl die innere als auch die äußere halbleitende Abschirmungsschicht verwenden mit Ruß versetztes XLPE-Material, typischerweise 1~2 mm dick, mit einem Volumenwiderstand von etwa 10⁴ Ω·cm. Das Kupferband (der Draht) bildet einen Stromkreis für den Erdschlussstrom des Kabels und sorgt für ein stabiles Erdungspotenzial. Daher wird der Erdungsdraht von XLPE-Kabeln über Kupferband (Draht) und nicht über Stahlbandarmierung herausgeführt, was entscheidend ist. Kabel mit einem Leiterquerschnitt von 240 m² oder weniger verwenden im Allgemeinen eine Kupferband-Abschirmstruktur; während Kabel mit einem Leiterquerschnitt von mehr als 240 m² eine Kupferdraht-Abschirmstruktur verwenden.
Repräsentative Modelle von 6~35-kV-XLPE-Kabeln sind Aluminiumkern vom Typ YJLV oder YJLY und Kupferkern vom Typ YJV oder YJY.
Die Abbildung zeigt zwei typische Strukturen von vernetzten Polyethylenkabeln mit Spannungsebenen von 66 kV und höher. Zusätzlich zu den Typen YJLY/V und YJV/Y umfassen die repräsentativen Modelle auch die Typen YJQ, YJLQ, YJLW und YJLLW.
Schematische Darstellung der 66~220-kV-vernetzten Polyethylenkabelstruktur (I)
(a) Querschnittsansicht; (b) Außenansicht 1- Leiter; 2- Innenschild; 3- Isolierung; 4- Außenschild; 5- Kupferdrahtschild; 6- Längswasserblockierschicht; 7- Umfassende wasserdichte Schicht; 8- Außenmantel
Schematische Darstellung der 66~220-kV-vernetzten Polyethylenkabelstruktur (II) (a) Querschnittsansicht; (b) Außenansicht 1- Leiter; 2- Innenschild; 3- Isolierung; 4- Außenschild; 5- Längswasserblockierschicht; 6- Nichtmagnetischer Metallmantel; 7- Außenmantel
Im Vergleich zu Kabeln mit 35 kV und darunter verwenden Kabel mit 66 kV und höher kein Stahlband für ihre Armierungsschicht. Stattdessen werden nichtmagnetische Metalle wie gewellte Aluminium-(Kupfer-, Aluminiumlegierungs-, Edelstahl-)Mäntel verwendet, die ebenfalls eine hervorragende Wasserdichtigkeit bieten. Der Außenmantel des Kabels besteht im Allgemeinen aus PVC-Material, auf das eine Schicht aus leitfähigem Graphit aufgetragen wird. Diese Graphitschicht dient als Erdungsanschluss und erleichtert die Spannungsfestigkeitsprüfungen am Außenmantel.
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