Два компаунда, два температурных предела
Большинство низковольтных силовых кабелей в закупочном шорт-листе используют один из двух изоляционных компаундов. PVC (поливинилхлорид) — термопластик: он размягчается при нагреве и может плавиться снова. XLPE (сшитый полиэтилен) начинается как полиэтилен, но после экструзии сшивается, и его молекулы связываются в сеть, не возвращающуюся в жидкость при нагреве. Эта химическая разница стоит за двумя числами, которые покупатель видит в каждом техописании: максимальная длительная температура жилы 90 C для XLPE против 70 C для PVC и предел короткого замыкания 250 C для XLPE.
Это температуры жилы, а не окружающей среды. Они говорят проектному инженеру, насколько горячими могут быть медь или алюминий в нормальной службе и насколько горячими на несколько секунд при аварии, прежде чем изоляция начнёт деградировать. Они сами по себе не говорят, сколько тока может нести кабель. Это зависит от способа прокладки, группировки, температуры среды и грунта и считается по способу прокладки по IEC 60364-5-52, BS 7671 или NEC в зависимости от применимости, с подтверждением проектного инженера.
Бок о бок
| Свойство | XLPE | PVC |
|---|---|---|
| Тип материала | Реактопласт (сшитый) | Термопластик |
| Макс. длительная температура жилы | 90 C | 70 C |
| Температура жилы при коротком замыкании | 250 C | Ниже; по стандарту или техописанию |
| Типовое применение | Силовой кабель 0,6/1 kV по IEC 60502-1; все кабели СН по IEC 60502-2 | Установочные провода и шнуры по IEC 60227; контрольный кабель; часть силовых кабелей 0,6/1 kV |
| Галогенное содержание | Безгалогенный компаунд; кабель LSZH, только если и оболочка тоже | Содержит хлор |
| Распространённое китайское обозначение | YJV (Cu/XLPE/PVC), YJLV (алюминий) | VV (Cu/PVC/PVC) |
| Эталонный пример | 0,6/1 kV 4x25 mm2, XLPE 0,9 mm (каталог завода-партнёра) | 450/750 V 1x2,5 mm2, PVC 0,8 mm (каталог завода-партнёра) |
Эталонные значения взяты из каталога завода-партнёра и типичны для своих категорий; конструкция для вашего заказа подтверждается в спецификации. Полная эталонная модель НН — на странице силовых кабелей НН, а варианты компаундов каждого слоя — на странице изоляции и оболочек.
Что даёт более высокая температура
Поскольку XLPE терпит более горячую жилу, кабель XLPE обычно может нести больше тока, чем кабель PVC с той же жилой при той же прокладке. На практике это может означать сечение на типоразмер меньше для той же нагрузки или больший запас при том же сечении. Инженер всё равно проверяет падение напряжения и стойкость к короткому замыканию, поэтому выигрыш не автоматичен; на длинных трассах падение напряжения часто решает сечение, какова бы ни была изоляция. Три проверки проходит статья о выборе сечения кабеля.
Предел короткого замыкания 250 C важен на больших фидерах. При аварии жила греется за долю секунды, и кабель должен пережить это до отключения защитой. Более высокая разрешённая температура аварии помогает кабелю пройти эту проверку при данном сечении жилы.
XLPE также имеет меньшие диэлектрические потери и лучшие электрические свойства, чем PVC, поэтому каждый средневольтный кабель по IEC 60502-2 использует XLPE (или другой сшитый компаунд), а не PVC. На низком напряжении электрическая разница менее важна, чем тепловая.
Где PVC всё ещё имеет смысл
PVC остаётся нормальным выбором для установочных проводов, гибких шнуров и контрольного кабеля. Он легко перерабатывается, хорошо держит цвет, принимает чёткую печать и гибок при толщинах, применяемых для малых жил. Семейство 60227 IEC 01 (H07V-U, H07V-R, H07V-K) и шнур H05VV-F — конструкции PVC, как и контрольный кабель типа KVV в каталоге завода-партнёра. Для малых конечных цепей предел 70 C редко бывает ограничением.
Некоторые рынки также ожидают силовой кабель PVC по привычке или местному стандарту, например конструкции типа NYY в части Юго-Восточной Азии. В этих случаях решение — вопрос рынка, а не инженерии; сравнение для тайских проектов даёт статья NYY против CV.
Оболочка, дым и галогены: отдельный вопрос
Изоляция и оболочка — разные слои, и покупатели иногда предполагают, что кабель XLPE автоматически малодымный и безгалогенный. Это не так. Кабель YJV имеет изоляцию XLPE и наружную оболочку PVC, поэтому при пожаре он всё равно выделяет хлористый водород из оболочки. Кабель LSZH только когда оболочка, заполнители и ленты безгалогенны, и это доказывается протоколами IEC 61034 и IEC 60754, а не названием изоляции. Эти испытания объясняет статья об оболочке LSZH.
Пламенное поведение — свойство кабеля в целом. Любая конструкция может быть сделана нераспространяющей горение по IEC 60332-1-2 по протоколу испытаний, а в ЕС класс CPR, заявленный в DoP, относится к готовому кабелю, а не к компаунду изоляции.
Старение, качество и как специфицировать
Изоляционные компаунды отказывают, когда неверна рецептура, а не только когда кабель работает горячим. Широко освещавшийся австралийский отзыв 2013–2014 годов касался установочного кабеля, чья изоляция PVC не отвечала требованиям по старению: примерно 4 000 km кабеля и около 40 000 домов и предприятий были затронуты, по данным ACCC. Проблемой был компаунд, а не сечение жилы. Поэтому офис запрашивает результаты теплового старения и термических испытаний в отчёте о типовых испытаниях, а не только сопротивление жилы.
Для XLPE эквивалентная проверка — степень сшивки, обычно подтверждаемая испытанием hot set в программе типовых и выборочных испытаний. Плохо вулканизованный XLPE при высокой температуре ведёт себя ближе к обычному полиэтилену. Ни приёмо-сдаточное испытание напряжением, ни искровое не покажут ни одну из этих проблем, поэтому страница испытаний и контроля перечисляет протоколы выборочных и типовых испытаний рядом с приёмо-сдаточными.
Ясная строка изоляции в заказе читается так:
- Компаунд и номинал: XLPE, номинал жилы 90 C, или PVC, 70 C.
- Стандарт: IEC 60502-1 для силового кабеля 0,6/1 kV, IEC 60227 для установочных проводов и шнуров или национальный эквивалент.
- Толщина: номинальная толщина изоляции по стандарту, с проверкой минимальной толщины на образце.
- Протоколы: приёмо-сдаточные протоколы по каждому барабану плюс отчёт о типовых испытаниях, покрывающий старение и, для XLPE, hot set.
Отправьте список кабелей с этими четырьмя строками через форму запроса; MOQ на сечение и длину барабанов освещает страница MOQ и сроков.