Jednoživůtkový štítěný tenkostěnný vysokonapěťový kabelový systém

1. Abstrakt​
   Tato řešení se zabývá běžnými odvětvovými problémy, jako je fyzické poškození, chemická korozce a elektromagnetické rušení, které v komplexních prostředích čelí vysokonapěťovým kabelům. Jádrom řešení je nová jednovodičová štítovaná tenkostěnná vysokonapěťová kabel. Díky inovativnímu dvojvrstvému ochrannému systému z XLPE, kompozitní štítné struktuře a volitelné optimalizované vnější obalu poskytuje vynikající mechanickou ochranu, izolační vlastnosti, efektivitu štítění a prodlouženou životnost, což zajišťuje bezpečné, spolehlivé a efektivní spojení pro systémy přenosu elektrické energie.

​II. Technický kontext a cíl užitkového modelu​

1. ​Technický kontext​
   Dráty a kabely, jako základní produkty pro přenos energie, přenos informací a převod elektromagnetické energie, jsou často označovány jako " cévní soustava" a " nervová soustava" národní ekonomiky. Jejich spolehlivost je přímo klíčová pro stabilní fungování celých systémů. Existující vysokonapěťové kabely však často čelí závažným výzvám:
   • Biologická a environmentální eroze: Jsou náchylné k poškození hlodavci, hmyzem nebo externí vlhkosti, kyselinami, bázemi a jinými chemikáliemi, což může vést k selhání izolace, krátkým spojením nebo dokonce ohnivým rizikům.
   • Mechanické poškození: Při podmínkách jako je instalace, tah, větrná expozice a sluneční svit, je vnější izolační vrstva náchylná k opotřebení a praskání, což vystavuje jádro a kompromituje přenos energie, zatímco představuje bezpečnostní rizika.
   • Nedostatečné štítění: Suboptimální elektromagnetické štítění dělá kabely náchylné na externí rušení nebo radiaci, což ovlivňuje kvalitu signálu a stabilitu přenosu.
2. ​Cíl užitkového modelu​
   Toto řešení má za cíl poskytnout jednovodičový štítovaný tenkostěnný vysokonapěťový kabel s chytrou a racionální konstrukční návrhem, vynikajícími ochrannými vlastnostmi, dlouhou životností a vynikajícími štítícími schopnostmi, což úplně vyřeší zmíněné stávající problémy a splní přísné požadavky pro různé složité aplikace.

​III. Základní kabelová struktura a technické parametry​
Kabel používá precizní vícevrstvou strukturu odvnitř ven, kde každá vrstva plní specifické funkce, aby společně posílily celkové výkony.

​​(I) Základní struktura (vrstvy odvnitř ven)​​

​​(II) Volitelné optimalizované struktury (konfigurovatelné podle aplikačních scénářů)​​
Pro extrémní nebo speciální prostředí lze do vnějšího XLPE obalu přidat následující optimalizované struktury:

1. ​Axialní hrboly:​​
• Struktura: Na povrchu vnějšího obalu jsou poskytnuty axiálně rozprostřené hrboly s vloženým zazemňovacím drátem uvnitř.
• Funkce: Jedna konec zazemňovacího drátu je spojen s vnitřním draženým měděným pletením, a druhý konec je spolehlivě zazemněn, vytvářející efektivní výběžnou cestu, která výrazně zlepšuje štítění a odolnost proti rušení. Hrbolová struktura také zvyšuje tažnou sílu kabelu a snižuje přímé opotřebení vnějšího obalu.
2. ​Prstencové výběžky:​​
• Struktura: Prstencové výběžky jsou rozmístěny na povrchu vnějšího obalu s vloženými ferritovými magnetickými kroužky uvnitř.
• Funkce: Ferritové kroužky efektivně potlačují vysokofrekvenční elektromagnetické rušení, dále optimalizují spektrum štítění. Prstencové výběžky také poskytují odolnost proti tlačení a snižují opotřebení.
3. ​Polyesterová pletená vrstva:​​
• Struktura: Jako nejvnější vrstva je použita vysokopevná polyesterová pletená síť.
• Funkce: Poskytuje komplexní ochranu proti prostředí, efektivně odolává UV záření, vysokým teplotám, vlhkosti, nízkým teplotám, kyselým/alkalickým plynům a jiným erozivním faktorům. Také snižuje mechanický dopad, zajišťuje dlouhodobé bezpečné fungování v náročných prostředích.

​IV. Technické výhody a hodnoty​

1. ​Dvojitá ochrana, bezpečná a spolehlivá:​​
• Dvojvrstvý design izolace z XLPE tvoří redundantní bezpečnostní systém. I v případě, že by byl vnější obal náhodně silně poškozen, zůstane vnitřní obal nedotčen, což výrazně snižuje riziko výpadků a krátkých spojení a zajišťuje nepřetržitost dodávky energie.
2. ​Stabilní struktura, vysoká hořlavost:​​
• Kompaktní vazebná vrstva zajišťuje integritu a stabilitu struktury kabelu, brání uvolnění uvnitř. Jeho vysoké hořlavé vlastnosti výrazně zlepšují požární bezpečnost produktu.
3. ​Efektivní kompozitní štítění, vynikající odolnost proti rušení:​​
• Kompozitní štítící struktura tvořená draženým měděným pletením a hliníkovou folií ("kovej pleteno + plná pokrývka") poskytuje 360° bezchybné štítění, efektivně izoluje interní a externí elektromagnetické rušení. Volitelný zazemňovací drát a ferritové kroužky mohou řešit problémy s rušením v konkrétních frekvenčních pásmech.
4. ​Vynikající trvanlivost, široké spektrum použití:​​
• Díky návrhu hrbolů a výběžků na vnějším obalu a nejvnější polyesterové pletené vrstvě je odolnost kabelu proti opotřebení, roztržení a povětrnostnímu opotřebení kvalitativně překonána. Jeho životnost je výrazně prodloužena, což jej činí vhodným pro široké spektrum komplexních a náročných prostředí, jako jsou průmyslové parky, terénní instalace, tunely a podzemní doly, což snižuje celkové náklady na údržbu.