Kablearen egitura sinplea dirudi, izan ere, osagai bakoitzak bere helburu garrantzitsua du, beraz, osagai bakoitzaren materiala arretaz aukeratu behar da kablea fabrikatzerakoan, material horiekin egindako kablearen fidagarritasuna bermatzeko funtzionamenduan zehar.
1. Eroale materiala
Historikoki, kable elektrikoen eroaleetarako erabilitako materialak kobrea eta aluminioa ziren. Sodioa ere laburki probatu zen. Kobreak eta aluminioak eroankortasun elektriko hobea dute, eta kobre kantitatea nahiko txikiagoa da korronte bera transmititzean, beraz, kobrezko eroalearen kanpoko diametroa aluminiozko eroalearena baino txikiagoa da. Aluminioaren prezioa kobrea baino nabarmen txikiagoa da. Gainera, kobrearen dentsitatea aluminioarena baino handiagoa denez, korronte-ahalmena bera izan arren, aluminiozko eroalearen zeharkako sekzioa kobrezko eroalearena baino handiagoa da, baina aluminiozko eroale-kablea kobrezko eroale-kablea baino arinagoa da oraindik.
2. Isolamendu materialak
EBko potentzia-kableek erabil ditzaketen isolatzaile-material asko daude, teknologikoki helduak diren paper inpregnatuzko isolamendu-materialak barne, 100 urte baino gehiagoz arrakastaz erabili direnak. Gaur egun, polimero estrusozko isolamendua oso onartua da. Polimero estrusozko isolamendu-materialen artean daude PE (LDPE eta HDPE), XLPE, WTR-XLPE eta EPR. Material hauek termoplastikoak eta termoegonkorrak dira. Material termoplastikoak deformatzen dira berotzean, eta material termoegonkorrak, berriz, beren forma mantentzen dute funtzionamendu-tenperaturetan.
2.1. Paper isolamendua
Funtzionamenduan hasten direnean, paper-isolatutako kableek karga txikia baino ez dute eramaten eta nahiko ondo mantentzen dira. Hala ere, erabiltzaile potentzialek gero eta karga handiagoa eramaten jarraitzen dute kablea erabiltzen, jatorrizko erabilera-baldintzak ez baitira egokiak egungo kablearen beharretarako, eta hasierako esperientzia onak ezin du adierazi kablearen etorkizuneko funtzionamendua ona izan behar denik. Azken urteotan, paper-isolatutako kableak gutxitan erabili dira.
2.2.PVC
PVCa oraindik ere tentsio baxuko 1kV-ko kableetarako isolatzaile gisa erabiltzen da, eta estalki gisa ere erabiltzen da. Hala ere, PVCaren kableen isolamenduan XLPEak azkar ordezkatzen ari da, eta estalkian erabiltzea dentsitate baxuko polietileno linealak (LLDPE), dentsitate ertaineko polietilenoak (MDPE) edo dentsitate handiko polietilenoak (HDPE) azkar ordezkatzen ari da, eta PVC ez diren kableek bizi-zikloaren kostu txikiagoak dituzte.
2.3. Polietilenoa (PE)
Dentsitate baxuko polietilenoa (LDPE) 1930eko hamarkadan garatu zen eta gaur egun oinarrizko erretxina gisa erabiltzen da polietileno gurutzatuarentzat (XLPE) eta urarekiko erresistentea den zuhaitz-gurutzatuzko polietilenoarentzat (WTR-XLPE). Egoera termoplastikoan, polietilenoaren funtzionamendu-tenperatura maximoa 75 °C-koa da, hau da, paper-isolatutako kableen funtzionamendu-tenperatura baino txikiagoa (80~90 °C). Arazo hau konpondu da polietileno gurutzatuaren (XLPE) etorrerarekin, zeinak paper-isolatutako kableen zerbitzu-tenperatura berdindu edo gainditu dezakeen.
2.4.Lotura gurutzatuko polietilenoa (XLPE)
XLPE dentsitate baxuko polietilenoa (LDPE) erretikulatzaile batekin (peroxidoa, adibidez) nahastuz egiten den material termoegonkortzailea da.
XLPE kable isolatuaren eroalearen funtzionamendu-tenperatura maximoa 90 °C-koa da, gainkarga-proba 140 °C-rainokoa da eta zirkuitulaburreko tenperatura 250 °C-ra irits daiteke. XLPE-k ezaugarri dielektriko bikainak ditu eta 600V eta 500kV arteko tentsio-tartean erabil daiteke.
2.5. Urarekiko erresistentea den zuhaitza Polietileno gurutzatua (WTR-XLPE)
Ur-zuhaitzen fenomenoak XLPE kablearen bizitza erabilgarria murriztuko du. Ur-zuhaitzen hazkundea murrizteko modu asko daude, baina onartuenetako bat ur-zuhaitzen hazkundea inhibitzeko diseinatutako isolamendu-material bereziak erabiltzea da, urarekiko erresistentea den zuhaitz-lotura gurutzatuko polietilenoa izenekoa.
2.6. Etileno propileno kautxua (EPR)
EPR etilenoz, propilenoz (batzuetan hirugarren monomero bat) egindako material termoegonkortzailea da, eta hiru monomeroen kopolimeroari etileno propileno dieno kautxua (EPDM) deitzen zaio. Tenperatura-tarte zabal batean, EPR beti biguna izaten jarraitzen du eta korona-erresistentzia ona du. Hala ere, EPR materialaren galera dielektrikoa XLPE eta WTR-XLPErena baino nabarmen handiagoa da.
3. Isolamenduaren bulkanizazio prozesua
Gurutzatze-prozesua erabilitako polimeroaren araberakoa da. Gurutzatutako polimeroen fabrikazioa matrize-polimero batekin hasten da eta ondoren egonkortzaileak eta gurutzatzaileak gehitzen dira nahasketa bat osatzeko. Gurutzatze-prozesuak konexio-puntu gehiago gehitzen dizkio egitura molekularrari. Gurutzatuta dagoenean, polimeroaren molekula-katea elastikoa izaten jarraitzen du, baina ezin da erabat moztu urtutako fluido batean.
4. Eroaleen babesa eta isolamendu-babes materialak
Erdieroalezko babes-geruza eroalearen eta isolamenduaren kanpoko gainazalean estrusionatzen da eremu elektrikoa uniformeki mantentzeko eta kablearen nukleo isolatuan eremu elektrikoa edukitzeko. Material honek karbono beltzaren ingeniaritza-mailako materiala dauka, kablearen babes-geruzak behar den tartean eroankortasun egonkorra lor dezan.
Argitaratze data: 2024ko apirilaren 12a