Hlavní technické provedení venkovních kabelů

Odolnost vůči povětrnostním vlivům Kromě splnění vysokých požadavků na elektrický výkon vyžaduje izolace vysokonapěťových vrchních kabelů také vynikající odolnost proti povětrnostním vlivům, aby byl zajištěn bezpečný provoz při dlouhodobém slunečním záření. Stávající izolační materiály nadzemních kabelů se skládají z polymerních izolačních materiálů a určitého množství sazí. Protože polymerové izolační materiály mohou blokovat viditelné a infračervené světlo (představuje více než 94 % energie), čímž jim brání proniknout do polymeru, malé množství (tvořící 6 % celkové energie) ultrafialového světla (běžně známého jako VA světlo) může stále pronikat izolací. Po dlouhou dobu to způsobí, že se polymer rozloží, povrch izolace zdrsní nebo dokonce praskne, což nakonec vede k selhání izolace. Pokud je do izolace přidáno více než 2 % sazí, může to zcela zabránit pronikání VA světla, ale to je škodlivé pro elektrické izolační vlastnosti kabelu, což způsobuje prudké zvýšení hodnoty gt. Aby se tento rozpor vyřešil, byl po několika pokusech s různými složeními stanoven optimální vzorec zesíťované izolace kabelů odolný vůči povětrnostním vlivům. Tato receptura byla úspěšně zkušebně vyrobena některými tuzemskými výrobci a do provozu byly oficiálně uvedeny zasíťované venkovní kabely vyrobené z tohoto materiálu. Úroveň izolace: Při použití nadzemních kabelů není napětí vůči zemi zcela aplikováno na izolaci kabelu; je z velké části nesena vzduchem. Proto mají nadzemní kabely vyšší izolační výkon, výrazně lepší než běžné kabely s papírovou izolací a kabely s křížovými vazbami. Je to proto, že olověný plášť kabelů s papírovou izolací a stínící vrstva kabelů s křížovou vazbou jsou obvykle uzemněny, takže napětí procházející kabelem je zcela aplikováno na hlavní izolaci. V nadzemních kabelech je však napětí sdíleno hlavní izolací a vzduchem. Proto příslušné normy v různých zemích stanoví, že tloušťka izolace nadzemních kabelů by měla být tenčí než u běžných podzemních kabelů. Obecně platí, že v Evropě, Americe a Japonsku je tloušťka izolace nadzemních kabelů o 10–20 % tenčí než u běžných kabelů. Kromě toho se kvalita izolace nadzemních kabelů významně nesnižuje při dlouhodobém vystavení napětí, na rozdíl od kabelů uložených v zemi, u kterých se při dlouhodobém provozu tvoří vodní stromy. Když vodní strom dosáhne nasycení, průrazné napětí kabelu klesne o 1/3 až 1/2, zatímco u nadzemních kabelů se obvykle nevyvíjí vodní strom. Celkově je tedy izolační výkon nadzemních kabelů lepší.

Vnitřní a vnější polovodivé stínící vrstvy

1KV nízkonapěťové nadzemní kabely nevyžadují vnitřní polovodivou stínící vrstvu z důvodu velmi nízké intenzity elektrického pole na povrchu vodiče. Když je nadzemní kabel blízko uzemňovacího tělesa, síla elektrického pole na povrchu vodiče 10kV nadzemního kabelu je 2~3kV/mm a intenzita elektrického pole na povrchu vodiče 35kV nadzemního kabelu může být až 5kV/mm, což vyžaduje použití vnitřní polovodivé vrstvy. Protože vodič a izolační vrstva v kabelu nejsou pevně spojeny, při změnách teploty se obě vrstvy oddělí. Za deštivého počasí jsou oddělené části naplněny vodní párou, která snižuje jeho dielektrickou pevnost. Dielektrická pevnost suchého vzduchu může dosáhnout 3 kV/mm, zatímco dielektrická pevnost vlhkého vzduchu je pouze 0,5-1KV/mm. Při běhu kabelu za normálních podmínek se tedy mezi povrchem vodiče a izolační mezerou vytvoří korónová vrstva, která nejen způsobí ztrátu korónovým výbojem, ale také snadno poškodí izolační médium. Proto všechny země světa používají vnitřní polovodivou stínící vrstvu pro nadzemní kabely nad 10kV. Jednožilové nadzemní kabely nevyžadují vnější polovodivou stínící vrstvu, ale třížilové laminované nadzemní kabely 10 kV a více musí používat vnější polovodivou stínící vrstvu. Je to proto, že vnější elektrické pole třížilového laminovaného nadzemního kabelu je nerovnoměrné a bez vnější polovodivé stínící vrstvy dojde při vlhkém vzduchu k silnému koronovému výboji.