Principals rendiments tècnics dels cables aeri

Resistència a la intempèrie A més de complir els requisits d'alt rendiment elèctric, l'aïllament del cable aeri d'alta tensió també requereix una excel·lent resistència a la intempèrie per garantir un funcionament segur sota la irradiació solar a llarg termini. Els materials d'aïllament del cable aeri existents es componen de materials d'aïllament de polímer i una certa quantitat de negre de carboni. Com que els materials d'aïllament de polímer poden bloquejar la llum visible i infraroja (que representen més del 94% de l'energia), evitant que penetrin al polímer, una petita quantitat (que representa el 6% de l'energia total) de llum ultraviolada (coneguda comunament com a llum VA) encara pot penetrar a l'aïllament. Durant un llarg període, això fa que el polímer es descomposi, la superfície d'aïllament es torni rugosa o fins i tot s'esquerda, provocant, finalment, una fallada de l'aïllament. Si s'afegeix més d'un 2% de negre de carboni a l'aïllament, pot prevenir completament la intrusió de la llum VA, però això és perjudicial per al rendiment d'aïllament elèctric del cable, provocant un fort augment del valor gt. Per resoldre aquesta contradicció, es va determinar la fórmula òptima d'aïllament reticulat resistent a la intempèrie per a l'aïllament del cable després de múltiples assaigs amb diferents formulacions. Aquesta fórmula ha estat produïda a prova amb èxit per alguns fabricants nacionals i s'han posat oficialment en funcionament els cables aèries reticulats produïts amb aquest material. Nivell d'aïllament: quan s'utilitzen cables aeri, la tensió a terra no s'aplica completament a l'aïllament del cable; és transportat en gran part per l'aire. Per tant, els cables aèries tenen un rendiment d'aïllament més alt, significativament millor que els cables aïllats en paper normals i els cables reticulats. Això es deu al fet que la funda de plom dels cables aïllats en paper i la capa de blindatge dels cables reticulats solen estar connectades a terra, de manera que la tensió que passa pel cable s'aplica completament a l'aïllament principal. En els cables aeri, però, la tensió és compartida per l'aïllament principal i l'aire. Per tant, les normes rellevants de diversos països estipulen que el gruix d'aïllament dels cables aeri ha de ser més prim que el dels cables subterranis ordinaris. En general, a Europa, Amèrica i Japó, el gruix d'aïllament dels cables aeri és un 10-20% més prim que el dels cables ordinaris. A més, la qualitat d'aïllament dels cables aèries no disminueix significativament amb una exposició a voltatge a llarg termini, a diferència dels cables enterrats que desenvolupen un arbre d'aigua durant un funcionament a llarg termini. Quan l'arborització de l'aigua arriba a la saturació, la tensió de ruptura del cable cau d'1/3 a 1/2, mentre que els cables aèries generalment no desenvolupen arbre d'aigua. Per tant, en general, el rendiment d'aïllament dels cables aeri és superior.

Capes de blindatge semiconductores interior i exterior

Els cables aeris de baixa tensió d'1KV no requereixen una capa interior de blindatge semiconductor a causa de la força del camp elèctric molt baixa a la superfície del conductor. Quan el cable aeri està a prop del cos de connexió a terra, la intensitat del camp elèctric a la superfície del conductor d'un cable aeri de 10 kV és de 2 ~ 3 kV/mm, i la intensitat del camp elèctric a la superfície del conductor d'un cable aeri de 35 kV pot arribar a ser d'uns 5 kV/mm, la qual cosa requereix l'ús d'una capa semiconductora interior. Com que el conductor i la capa d'aïllament del cable no estan fermament units, les dues capes es separaran amb canvis de temperatura. En temps de pluja, les parts separades s'omplen de vapor d'aigua, la qual cosa redueix la seva rigidesa dielèctrica. La rigidesa dielèctrica de l'aire sec pot arribar als 3 kV/mm, mentre que la de l'aire humit només és de 0,5-1KV/mm. Així, quan el cable funciona en condicions normals, es forma una capa de corona entre la superfície del conductor i la bretxa d'aïllament, que no només provoca pèrdues de descàrrega de corona, sinó que també danya fàcilment el medi d'aïllament. Per tant, tots els països del món utilitzen una capa interior de blindatge semiconductor per a cables aeri per sobre de 10 kV. Els cables aeri d'un sol nucli no requereixen una capa de blindatge semiconductor externa, però els cables aeri laminats de tres nuclis de 10 kV o superiors han d'utilitzar una capa de blindatge semiconductor externa. Això es deu al fet que el camp elèctric extern d'un cable aeri laminat de tres nuclis és desigual i, sense una capa de blindatge semiconductora externa, es produirà una forta descàrrega de corona quan l'aire estigui humit.