Hovedteknisk ytelse av luftkabler

Værbestandighet I tillegg til å møte høye krav til elektrisk ytelse, krever høyspenningsluftkabelisolasjon også utmerket værbestandighet for å sikre sikker drift under langvarig sollysbestråling. Eksisterende isolasjonsmaterialer for luftledninger er sammensatt av polymerisolasjonsmaterialer og en viss mengde carbon black. Fordi polymerisolasjonsmaterialer kan blokkere synlig og infrarødt lys (som står for over 94 % av energien), og hindrer dem i å trenge gjennom polymeren, kan en liten mengde (som står for 6 % av den totale energien) av ultrafiolett lys (ofte kjent som VA-lys) fortsatt trenge gjennom isolasjonen. Over en lang periode fører dette til at polymeren brytes ned, at isolasjonsoverflaten blir ru eller til og med sprekker, noe som til slutt fører til isolasjonssvikt. Hvis mer enn 2 % carbon black legges til isolasjonen, kan det fullstendig forhindre inntrenging av VA-lys, men dette er skadelig for kabelens elektriske isolasjonsytelse, og forårsaker en kraftig økning i gt-verdien. For å løse denne motsetningen ble den optimale værbestandige tverrbundne isolasjonsformelen for kabelisolasjonen bestemt etter flere forsøk med forskjellige formuleringer. Denne formelen er vellykket prøveprodusert av noen innenlandske produsenter, og tverrbundne luftkabler produsert med dette materialet er offisielt satt i drift. Isolasjonsnivå: Ved bruk av luftkabler er spenningen til jord ikke helt påført kabelisolasjonen; det er i stor grad båret av luften. Derfor har luftkabler høyere isolasjonsytelse, betydelig bedre enn vanlige papirisolerte kabler og tverrbundne kabler. Dette er fordi blykappen til papirisolerte kabler og skjermingssjiktet til tverrbundne kabler vanligvis er jordet, slik at spenningen som går gjennom kabelen blir helt påført hovedisolasjonen. I luftkabler deles imidlertid spenningen av hovedisolasjonen og luften. Derfor fastsetter relevante standarder i ulike land at isolasjonstykkelsen på luftkabler skal være tynnere enn for vanlige jordkabler. Generelt, i Europa, Amerika og Japan, er isolasjonstykkelsen på luftkabler 10-20 % tynnere enn for vanlige kabler. Videre reduseres ikke isolasjonskvaliteten til luftkabler betydelig under langvarig spenningseksponering, i motsetning til nedgravde kabler som utvikler vanntredannelse over langvarig drift. Når vanntrening når metning, synker kabelbruddspenningen med 1/3 til 1/2, mens luftkabler generelt ikke utvikler vanntreeing. Derfor er isolasjonsytelsen til luftkabler samlet sett overlegen.

Indre og ytre halvledende skjermingslag

1KV lavspente luftkabler krever ikke et indre halvledende skjermingslag på grunn av den svært lave elektriske feltstyrken på lederoverflaten. Når overheadkabelen er nær jordingslegemet, er den elektriske feltstyrken på lederoverflaten til en 10kV overheadkabel 2~3kV/mm, og den elektriske feltstyrken på lederoverflaten til en 35kV overheadkabel kan være så høy som ca. 5kV/mm, noe som nødvendiggjør bruk av et indre halvledende lag. Fordi lederen og isolasjonslaget i kabelen ikke er fast sammenføyd, vil de to lagene skilles ved temperaturendringer. I regnvær fylles de adskilte delene med vanndamp, noe som reduserer dens dielektriske styrke. Den dielektriske styrken til tørr luft kan nå 3kV/mm, mens den til fuktig luft bare er 0,5-1KV/mm. Når kabelen går under normale forhold, dannes det således et koronalag mellom lederoverflaten og isolasjonsgapet, som ikke bare forårsaker koronautladningstap, men også lett skader isolasjonsmediet. Derfor bruker alle land i verden et indre halvledende skjermingslag for luftkabler over 10kV. Enkeltledere luftkabler krever ikke et eksternt halvledende skjermingslag, men treleder laminerte luftkabler på 10kV og over må bruke et eksternt halvledende skjermingslag. Dette er fordi det eksterne elektriske feltet til en tre-kjerners laminert luftkabel er ujevnt, og uten et eksternt halvledende skjermingslag vil det oppstå en sterk koronautladning når luften er fuktig.