Pagrindinės oro kabelių techninės charakteristikos

Atsparumas oro sąlygoms Aukštos įtampos oro kabelio izoliacijai reikia ne tik aukštų elektros charakteristikų reikalavimų, bet ir puikaus atsparumo oro sąlygoms, kad būtų užtikrintas saugus veikimas ilgalaikėje saulės spindulių apšvitoje. Esamos oro kabelių izoliacinės medžiagos yra sudarytos iš polimerinių izoliacinių medžiagų ir tam tikro kiekio suodžių. Kadangi polimerinės izoliacinės medžiagos gali blokuoti matomą ir infraraudonąją šviesą (sudaro daugiau nei 94 % energijos), neleisdamos joms prasiskverbti į polimerą, nedidelis kiekis (sudaro 6 % visos energijos) ultravioletinės šviesos (paprastai žinomos kaip VA šviesa) vis tiek gali prasiskverbti pro izoliaciją. Per ilgą laiką polimeras suyra, izoliacijos paviršius tampa šiurkštus ar net įtrūksta, o tai galiausiai sukelia izoliacijos gedimą. Jei į izoliaciją pridedama daugiau nei 2 % suodžių, tai gali visiškai užkirsti kelią VA šviesos įsiskverbimui, tačiau tai kenkia kabelio elektros izoliacijos savybėms, todėl smarkiai padidėja gt vertė. Siekiant išspręsti šį prieštaravimą, po kelių bandymų su skirtingomis formulėmis buvo nustatyta optimali oro sąlygoms atspari skersinio kabelio izoliacijos formulė. Šią formulę sėkmingai išbandė kai kurie vietiniai gamintojai, o naudojant šią medžiagą pagaminti skersiniai oro kabeliai buvo oficialiai pradėti eksploatuoti. Izoliacijos lygis: naudojant oro kabelius, įžeminimo įtampa nėra visiškai taikoma kabelio izoliacijai; jį daugiausia neša oras. Todėl oro kabeliai pasižymi aukštesnėmis izoliacinėmis savybėmis, žymiai geresnėmis nei įprasti popierine izoliacija kabeliai ir kryžminiai kabeliai. Taip yra todėl, kad popierine izoliacija kabelių švininis apvalkalas ir kryžminių kabelių ekranavimo sluoksnis dažniausiai yra įžeminti, todėl įtampa, einanti per kabelį, yra visiškai nukreipta į pagrindinę izoliaciją. Tačiau oro kabeliuose įtampa dalijasi pagrindine izoliacija ir oru. Todėl įvairiose šalyse galiojantys standartai numato, kad oro kabelių izoliacijos storis turi būti plonesnis nei įprastų požeminių kabelių. Paprastai Europoje, Amerikoje ir Japonijoje oro kabelių izoliacijos storis yra 10-20% plonesnis nei įprastų kabelių. Be to, oro kabelių izoliacijos kokybė reikšmingai nesumažėja veikiant ilgalaikei įtampai, skirtingai nei palaidotų kabelių, kurie ilgą laiką eksploatuoja vandenį. Kai vandens medžiai pasiekia prisotinimą, kabelio trūkimo įtampa sumažėja 1/3–1/2, o oro kabeliai paprastai nesukuria vandens. Todėl apskritai oro kabelių izoliacijos charakteristikos yra pranašesnės.

Vidiniai ir išoriniai puslaidininkiniai ekranavimo sluoksniai

1KV žemos įtampos oro kabeliams vidinio puslaidininkio ekranavimo sluoksnio nereikia dėl labai mažo elektrinio lauko stiprio laidininko paviršiuje. Kai oro kabelis yra arti įžeminimo korpuso, elektrinio lauko stipris 10 kV oro kabelio laidininko paviršiuje yra 2–3 kV/mm, o 35 kV oro kabelio laidininko paviršiuje elektrinio lauko stipris gali siekti apie 5 kV/mm, todėl reikia naudoti vidinį puslaidininkį sluoksnį. Kadangi kabelio laidininkas ir izoliacijos sluoksnis nėra tvirtai sujungti, du sluoksniai atsiskirs, kai keičiasi temperatūra. Lietingu oru atskirtos dalys užpildomos vandens garais, todėl sumažėja jo dielektrinis stiprumas. Sauso oro dielektrinis stipris gali siekti 3kV/mm, o drėgno – tik 0,5-1KV/mm. Taigi, kabeliui einant normaliomis sąlygomis, tarp laidininko paviršiaus ir izoliacijos tarpo susidaro vainikinis sluoksnis, kuris ne tik sukelia vainikinės iškrovos nuostolius, bet ir lengvai pažeidžia izoliacijos terpę. Todėl visos pasaulio šalys naudoja vidinį puslaidininkinį ekranavimo sluoksnį oro kabeliams, kurių įtampa viršija 10 kV. Viengysliems oro kabeliams išorinio puslaidininkio ekranavimo sluoksnio nereikia, tačiau trijų gyslų laminuotiems 10 kV ir aukštesnės įtampos kabeliams turi būti naudojamas išorinis puslaidininkis ekranavimo sluoksnis. Taip yra todėl, kad trijų gyslų laminuoto oro kabelio išorinis elektrinis laukas yra netolygus, o be išorinio puslaidininkio ekranavimo sluoksnio, esant drėgnam orui, atsiras stiprus vainikinis iškrovimas.