XLPE nổi lên là vật liệu cách điện cáp hiệu suất cao chủ chốt

Trong các ứng dụng truyền tải điện và công nghiệp hiện đại, độ tin cậy và an toàn của cáp là tối quan trọng. Hãy hình dung: cáp cao thế hoạt động trong nhiều năm trong điều kiện khắc nghiệt, nơi vật liệu cách điện có thể bị hỏng do nhiệt, độ ẩm hoặc tiếp xúc hóa chất, có khả năng gây mất điện hoặc các mối nguy hiểm về an toàn. Polyethylene liên kết ngang (XLPE) nổi lên như một vật liệu cách điện hiệu suất cao được thiết kế đặc biệt để khắc phục những thách thức này.

XLPE là một polyme nhiệt rắn được tạo ra thông qua các biến đổi liên kết ngang cho polyethylene (PE), mang lại những cải tiến đáng kể về tính chất vật lý, hóa học và điện so với PE tiêu chuẩn:

• Khả năng chịu nhiệt vượt trội: Cáp XLPE duy trì hoạt động ổn định ở nhiệt độ lên đến 120°C mà không làm giảm đáng kể các tính chất cơ học hoặc điện.
• Khả năng kháng hóa chất vượt trội: Vật liệu này chịu được sự tiếp xúc với nhiều chất ăn mòn khác nhau, kéo dài tuổi thọ của cáp.
• Hiệu suất điện vượt trội: Với độ bền cách điện cao và tổn thất điện môi thấp, XLPE giảm thiểu rò rỉ năng lượng và cải thiện hiệu quả truyền tải.
• Khả năng kháng ẩm tuyệt vời: Duy trì các đặc tính cách điện đáng tin cậy ngay cả trong môi trường ẩm ướt.
• Tính chất cơ học mạnh mẽ: Độ bền kéo cao, độ giãn dài khi đứt và khả năng chống mài mòn cho phép XLPE chịu được ứng suất cơ học đáng kể.
• Khả năng chống cháy: Khi kết hợp với chất chống cháy, XLPE ngăn chặn hiệu quả sự lan truyền của lửa dọc theo cáp.

Hiệu suất vượt trội của XLPE bắt nguồn từ cấu trúc phân tử độc đáo của nó, trong đó các chuỗi polyme tạo thành các liên kết hóa học vĩnh viễn, tạo ra một mạng lưới ba chiều. Hai phương pháp liên kết ngang chính chiếm ưu thế trong sản xuất:

• Liên kết ngang hóa học: Sử dụng peroxit hoặc silan làm chất liên kết ngang được kích hoạt bằng nhiệt hoặc bức xạ. Phương pháp hiệu quả về chi phí này đại diện cho phương pháp thương mại được sử dụng rộng rãi nhất.
• Liên kết ngang vật lý: Sử dụng bức xạ năng lượng cao (chùm electron hoặc tia gamma) để tạo ra các liên kết phân tử mà không cần phụ gia hóa học, tạo ra các sản phẩm có độ tinh khiết cao hơn với chi phí thiết bị lớn hơn.

Cáp XLPE có nhiều lớp bao gồm ruột dẫn, cách điện, lớp chắn và vỏ bảo vệ. Lớp cách điện vẫn rất quan trọng đối với an toàn điện và tuổi thọ. Cáp được phân loại theo định mức điện áp:

• Cáp hạ thế (tối đa 1kV)
• Cáp trung thế (1kV-35kV)
• Cáp cao thế (trên 35kV)

Các ứng dụng điện áp cao hơn đòi hỏi XLPE có mật độ liên kết ngang và độ tinh khiết vật liệu cao hơn.

Cáp XLPE đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực:

• Truyền tải điện: Cáp XLPE cao thế cho phép truyền tải điện đường dài hiệu quả với tổn thất đường dây giảm.
• Hệ thống điện tòa nhà: Các đặc tính chống cháy và chống ẩm làm cho XLPE trở nên lý tưởng cho hệ thống dây điện thương mại và dân dụng.
• Cơ sở công nghiệp: Chịu được các điều kiện khắc nghiệt bao gồm nhiệt độ cao và tiếp xúc hóa chất.
• Cơ sở hạ tầng giao thông: Cáp chống rung cung cấp năng lượng cho hệ thống đường sắt và xe điện.
• Năng lượng tái tạo: XLPE chống tia UV kết nối các mảng năng lượng mặt trời và tuabin gió với lưới điện.

Xử lý đúng cách đảm bảo hiệu suất cáp XLPE tối ưu:

• Tránh uốn hoặc kéo căng quá mức trong quá trình lắp đặt
• Đảm bảo kết nối an toàn để ngăn ngừa các điểm nóng
• Tiến hành kiểm tra trực quan thường xuyên để tìm các hư hỏng bề mặt
• Thực hiện kiểm tra điện trở cách điện định kỳ
• Thực hiện kiểm tra phóng điện cục bộ đối với cáp cao thế

Xu hướng công nghiệp chỉ ra:

• Khả năng chịu điện áp cao hơn để truyền tải đường dài
• Công thức thân thiện với môi trường loại bỏ halogen
• Cáp thông minh với khả năng giám sát tích hợp
• Các biến thể chuyên biệt cho môi trường khắc nghiệt

So với các vật liệu cách điện thay thế, XLPE thể hiện những ưu điểm rõ ràng:

• so với PVC: Khả năng chịu nhiệt độ cao hơn và hiệu suất điện tốt hơn mà không có hàm lượng clo
• so với EPR: Độ bền cơ học lớn hơn với chi phí thấp hơn
• so với Cao su silicon: Tiết kiệm hơn với khả năng xử lý dễ dàng hơn

XLPE được sử dụng trong hệ thống ống nước, mang lại khả năng chống ăn mòn, ổn định nhiệt và tính linh hoạt vượt trội so với ống kim loại truyền thống trong khi vẫn duy trì chất lượng nước.

Mặc dù có những ưu điểm, XLPE phải đối mặt với những thách thức bao gồm độ nhạy dầu, khó tái chế và suy thoái do tia UV — các lĩnh vực nghiên cứu khoa học vật liệu đang hoạt động.

Khi cơ sở hạ tầng điện phát triển trên toàn cầu, XLPE tiếp tục cung cấp các giải pháp đáng tin cậy, hiệu suất cao cho việc truyền tải điện và các ứng dụng công nghiệp. Những tiến bộ vật liệu liên tục hứa hẹn sẽ tăng cường hơn nữa các khả năng của nó, hỗ trợ sự phát triển của các hệ thống điện an toàn hơn, hiệu quả hơn trên toàn thế giới.