L'estructura del cable sembla senzilla, de fet, cada component té el seu propi propòsit important, per la qual cosa s'ha de seleccionar acuradament el material de cada component a l'hora de fabricar el cable, per tal de garantir la fiabilitat del cable fet d'aquests materials durant el funcionament.
1. Material conductor
Històricament, els materials utilitzats per als conductors de cables d'alimentació eren el coure i l'alumini. També es va provar breument amb el sodi. El coure i l'alumini tenen una millor conductivitat elèctrica, i la quantitat de coure és relativament menor quan es transmet el mateix corrent, de manera que el diàmetre exterior del conductor de coure és més petit que el del conductor d'alumini. El preu de l'alumini és significativament inferior al del coure. A més, com que la densitat del coure és més gran que la de l'alumini, fins i tot si la capacitat de càrrega de corrent és la mateixa, la secció transversal del conductor d'alumini és més gran que la del conductor de coure, però el cable conductor d'alumini encara és més lleuger que el cable conductor de coure.
2. Materials d'aïllament
Hi ha molts materials aïllants que els cables d'alimentació de MT poden utilitzar, fins i tot materials d'aïllament de paper impregnat tecnològicament madurs, que s'han utilitzat amb èxit durant més de 100 anys. Avui dia, l'aïllament de polímer extruït ha estat àmpliament acceptat. Els materials d'aïllament de polímer extruït inclouen PE (LDPE i HDPE), XLPE, WTR-XLPE i EPR. Aquests materials són termoplàstics i termoestables. Els materials termoplàstics es deformen quan s'escalfen, mentre que els materials termoestables conserven la seva forma a les temperatures de funcionament.
2.1. Aïllament de paper
Al principi del seu funcionament, els cables aïllats amb paper només suporten una petita càrrega i es mantenen relativament bé. Tanmateix, els usuaris avançats continuen fent que el cable suporti càrregues cada cop més elevades, les condicions d'ús originals ja no són adequades per a les necessitats del cable actual, i la bona experiència original no pot representar que el funcionament futur del cable sigui bo. En els darrers anys, els cables aïllats amb paper s'han utilitzat poques vegades.
2.2.PVC
El PVC encara s'utilitza com a material aïllant per a cables de baixa tensió d'1 kV i també és un material de revestiment. Tanmateix, l'aplicació del PVC en l'aïllament de cables s'està substituint ràpidament per XLPE, i l'aplicació en revestiments s'està substituint ràpidament per polietilè lineal de baixa densitat (LLDPE), polietilè de mitjana densitat (MDPE) o polietilè d'alta densitat (HDPE), i els cables que no són de PVC tenen costos de cicle de vida més baixos.
2.3. Polietilè (PE)
El polietilè de baixa densitat (LDPE) es va desenvolupar a la dècada de 1930 i actualment s'utilitza com a resina base per a materials de polietilè reticulat (XLPE) i polietilè reticulat resistent a l'aigua (WTR-XLPE). En estat termoplàstic, la temperatura màxima de funcionament del polietilè és de 75 °C, que és inferior a la temperatura de funcionament dels cables aïllats amb paper (80~90 °C). Aquest problema s'ha resolt amb l'arribada del polietilè reticulat (XLPE), que pot igualar o superar la temperatura de servei dels cables aïllats amb paper.
2.4.Polietilè reticulat (XLPE)
El XLPE és un material termoestable que es fabrica barrejant polietilè de baixa densitat (LDPE) amb un agent reticulant (com el peròxid).
La temperatura màxima de funcionament del conductor del cable aïllat XLPE és de 90 °C, la prova de sobrecàrrega és de fins a 140 °C i la temperatura de curtcircuit pot arribar als 250 °C. XLPE té excel·lents característiques dielèctriques i es pot utilitzar en el rang de tensió de 600V a 500kV.
2.5. Arbre resistent a l'aigua Polietilè reticulat (WTR-XLPE)
El fenomen de l'arbre d'aigua reduirà la vida útil del cable XLPE. Hi ha moltes maneres de reduir el creixement dels arbres d'aigua, però una de les més acceptades és utilitzar materials d'aïllament especialment dissenyats per inhibir el creixement dels arbres d'aigua, anomenats polietilè reticulat resistent a l'aigua WTR-XLPE.
2.6. Cautxú d'etilè propilè (EPR)
L'EPR és un material termoestable fet d'etilè, propilè (de vegades un tercer monòmer) i el copolímer dels tres monòmers s'anomena cautxú d'etilè propilè diè (EPDM). En un ampli rang de temperatures, l'EPR sempre roman tou i té una bona resistència a la corona. Tanmateix, la pèrdua dielèctrica del material EPR és significativament més alta que la del XLPE i el WTR-XLPE.
3. Procés de vulcanització de l'aïllament
El procés d'entrecreuament és específic del polímer utilitzat. La fabricació de polímers entrecreuats comença amb un polímer matriu i després s'hi afegeixen estabilitzadors i agents entrecreuats per formar una mescla. El procés d'entrecreuament afegeix més punts de connexió a l'estructura molecular. Un cop entrecreuada, la cadena molecular del polímer roman elàstica, però no es pot separar completament en una massa fosa fluida.
4. Materials de blindatge i aïllament de conductors
La capa de blindatge semiconductora s'extrudeix sobre la superfície exterior del conductor i l'aïllament per uniformar el camp elèctric i contenir el camp elèctric al nucli aïllat del cable. Aquest material conté un material de negre de carboni de grau d'enginyeria per permetre que la capa de blindatge del cable aconsegueixi una conductivitat estable dins del rang requerit.
Data de publicació: 12 d'abril de 2024