Technische inzichten van Shenghua Cable

Datum: 19 maart 2024

Kabelisolatiebreuk is een van de ernstigste risico's in stroomtransmissiesystemen. Zodra de isolatie faalt, kan dit leiden tot kortsluitingen, schade aan apparatuur, grootschalige stroomuitval en zelfs brandongevallen.

Gebaseerd op tientallen jaren operationele en productie-ervaring,Shenghua Cable (Shanghai Shenghua Cable Technology Group Co., Ltd.)heeft continu isolatiefaalmechanismen in stroomkabels bestudeerd. Door de theorie van vaste diëlektrica toe te passen en reële technische casussen te combineren, heeft het bedrijf belangrijke oorzaken en preventiestrategieën samengevat om de kabelveiligheid te verbeteren en de levensduur te verlengen.

Voor technische specificaties en gecertificeerde kabeloplossingen, bezoek:

I. Breuk van vaste isolatie

In stroomkabels fungeren isolatiematerialen alsvaste diëlektrica. Wanneer de aangelegde spanning de kritische elektrische veldsterkte overschrijdt die het diëlektricum kan weerstaan, treedt een plotselinge stroomstoot op. De isolatie verliest zijn vermogen om stroom te blokkeren — dit staat bekend alsdiëlektrische breuk.

Er zijn drie hoofdtypen van breuk van vaste isolatie:

1. Elektrische breuk

Wanneer de spanning hoog genoeg is, versnellen vrije elektronen in het diëlektricum onder een sterk elektrisch veld. Deze elektronen botsen met atomen, waardoor ionisatieketens en meer vrije ladingsdragers ontstaan.

Dit lawine-effect vernietigt uiteindelijk de isolatiestructuur.

Elektrische breuk treedt doorgaans op onder:

• Hoge overspanning
• Sterke lokale elektrische velden
• Slechte elektrische veldverdeling

2. Thermische breuk

Wanneer kabels lange tijd onder spanning werken, genereren diëlektrische verliezen warmte in de isolatie.

Als de warmteontwikkeling de warmteafvoer overschrijdt:

• Temperatuur blijft stijgen
• Isolatie-eigenschappen degraderen
• Mechanische sterkte neemt af
• Uiteindelijk treedt breuk op

Overbelastingsbedrijf en slechte warmteafvoer zijn veelvoorkomende bijdragers.

3. Elektrochemische breuk

Na verloop van tijd worden isolatiematerialen blootgesteld aan:

• Thermische stress
• Mechanische trillingen
• Chemische corrosie
• Elektrische stress

Veroudering veroorzaakt geleidelijke prestatievermindering. Als er bellen of luchtspleten aanwezig zijn, kunnen gedeeltelijke ontlading of corona-ontlading ontstaan, wat leidt tot lokale verkooling en uiteindelijke breuk.

II. Belangrijkste factoren die isolatiebreuk beïnvloeden

Door jarenlange veldervaring heeft Shenghua Cable verschillende belangrijke beïnvloedende factoren geïdentificeerd:

1. Isolatie dikte en elektrische veldsterkte

Elektrische veldsterkte (E) is omgekeerd evenredig met de isolatie dikte (d):

E = V / d

Waar:

• V = aangelegde spanning
• d = isolatie dikte

Dikkere isolatie vermindert de elektrische veldintensiteit en verhoogt de doorslagspanning.

Dit is waarom Shenghua Cable de isolatie dikte en uniformiteit tijdens de productie zorgvuldig controleert, vooral voor midden- en hoogspanningskabels.

2. Onzuiverheden en luchtbellen

Onzuiverheden en microbellen in de isolatie zijn extreem gevaarlijk.

Omdat:

• Bellen verminderen de effectieve diëlektrische dikte
• Elektrische veldintensiteit concentreert zich in gebieden met een lage diëlektrische constante
• Gedeeltelijke ontlading vormt zich in holtes

Deze zwakke punten worden startpunten voor breuk.

Strikte materiaal droog- en vacuüm ontgassingsprocessen zijn essentieel tijdens de productie.

3. Slecht contact tussen geleider en isolatie

Spleten tussen de geleider en de isolatielaag creëren ionisatiezones die vergelijkbaar zijn met bellen, waardoor de diëlektrische sterkte afneemt.

Precisie extrusie en bindingscontrole zijn cruciaal voor prestaties op lange termijn.

4. Vochtindringing

Vocht vermindert de isolatie sterkte drastisch door:

• Verhoogde geleidbaarheid
• Verhoogd diëlektrisch verlies
• Versnelde thermische breuk

Zodra de isolatie water absorbeert, daalt de doorslagspanning scherp.

5. Ongelijke elektrische veldverdeling

Isolatie weerstaat hogere spanning in een uniform elektrisch veld. In niet-uniforme velden daalt de doorslagspanning aanzienlijk.

Voor kabels met een nominale spanning van 35kV en hoger worden stress-cones en aardingsschildringen gebruikt bij de eindkappen om de elektrische veldverdeling te optimaliseren.

Shenghua Cable ontwerpt zijn hoogspanningssystemen met gecontroleerde spanningsverdeling om de druksterkte en betrouwbaarheid te verbeteren.

III. Oorzaken van kabelisolatiebreuk in de praktijk

Gebaseerd op operationele casussen, zijn de belangrijkste faaloorzaken onder andere:

1. Mechanische schade

Mechanische schade blijft een belangrijke oorzaak van isolatiefalen.

Veelvoorkomende voorbeelden:

• Zware objecten die kabels pletten
• Graafongelukken
• Overmatige buiging tijdens installatie
• Overmatige trekkracht
• Bodemverzakking die spanning veroorzaakt

Correcte installatie en mechanische bescherming zijn essentieel.

2. Eindkap- en lasfouten

Kabel eindkappen en tussenliggende lassen zijn zwakke punten.

Typische oorzaken:

• Slecht vakmanschap
• Onjuiste afdichting
• Materialen van lage kwaliteit
• Luchtspleten en vocht tijdens installatie

Hoogspannings eindkappen moeten zorgvuldig worden geconstrueerd om concentratie van elektrische velden te voorkomen.

3. Isolatie vochtigheid

Vochtindringing treedt op als gevolg van:

• Slechte afdichting van lassen
• Beschadigde beschermlagen
• Corrosie van loden mantels
• Langdurige blootstelling aan de omgeving

Zodra vocht binnendringt, neemt de diëlektrische sterkte snel af.

4. Overspanning

Overspanning kan het gevolg zijn van:

• Blikseminslagen (atmosferische overspanning)
• Schakeloperaties
• Systeemfouten

Overspanning in het stroomnet kan gelijktijdig falen van meerdere kabels veroorzaken.

5. Isolatieveroudering

Langdurige blootstelling aan:

• Warmte
• Overbelasting
• Omgevingsstress

Leidt tot materiaalbroosheid en scheurvorming. Slechte warmteafvoer is vaak de hoofdoorzaak van thermische veroudering.

IV. Preventieve maatregelen

Om de risico's op isolatiebreuk te verminderen, raadt Shenghua Cable het volgende aan:

1. Voorkom mechanische schade

Bescherm bovengrondse kabels

• Installeer fysieke barrières waar nodig
• Markeer ondergrondse kabelroutes duidelijk
• Controleer graafprocedures
• 2. Verbeter de kwaliteit van lassen en eindkappen

Tijdens installatie:

Zorg voor strakke wikkeling van isolatie

• Vermijd luchtspleten
• Droog epoxyhars en vulmaterialen voor gebruik
• Pas stress-cones en afschermingsringen toe voor kabels van ≥35kV
• Correcte veldcontrole verbetert de diëlektrische sterkte aanzienlijk.

3. Versterk de bescherming van de buitenmantel

Om corrosie en vochtindringing te voorkomen:

Inspecteer buitenste beschermlagen regelmatig

• Breng beschermende coatings zoals asfaltverf elke 2–3 jaar opnieuw aan
• Repareer beschadigde mantels onmiddellijk
• 4. Controleer belasting en temperatuur

Vermijd overbelastingsbedrijf

• Zorg voor adequate ventilatie
• Monitor de bedrijfstemperatuur
• Gebruik kabels die correct zijn beoordeeld voor de systeemcapaciteit
• Shenghua Cable: Toegewijd aan betrouwbaarheid op lange termijn

Kabelisolatiebreuk is geen probleem met één factor — het is meestal het resultaat van gecombineerde ontwerp-, materiaal-, installatie- en operationele invloeden.

Met tientallen jaren productie-expertise richt Shenghua Cable zich op:

Strikte kwaliteitscontrole van materialen

• Geavanceerde extrusie- en isolatieprocessen
• Geoptimaliseerd elektrisch veldontwerp
• Hoogspannings spanningscontrole technologie
• Uitgebreide kwaliteitsinspectie
• Door solide engineeringtheorie te combineren met praktijkervaring, levert Shenghua Cable betrouwbare stroomkabeloplossingen voor energie-, infrastructuur- en industriële projecten wereldwijd.

Voor productspecificaties en technische consultatie, bezoek:

https://www.shanpowercable.com/