1　导体资料

    当电缆在高电压和电流下运转时，交流电流趋向导体表面活动（集肤效应），别的，临近的电缆发作的磁场会干扰导体中电流的分布（临近效应）。这些影响会导致导体电阻增加，使得交变电流条件下导体电阻的增值要比直流条件下显着。因而大截面导体的规划能够选用典型的“切割导体”结构。

2　绝缘资料

    MV电力电缆能够选用的绝缘资料有很多，甚至包括技能老练的浸渍纸绝缘资料，这种资料现已成功运用了100多年。现在，挤包聚合物绝缘现已被广泛认可。挤包聚合物绝缘资料包括PE（LDPE和HDPE），XLPE、WTR-XLPE以及EPR等。这些资料的热塑性的，也有热固性的。热塑性资料一旦受热会发作变形，而热固性资料在运转温度下可保持其形状。

2.1　纸绝缘

    MV纸绝缘电力电缆现已有超越100年的牢靠运转经历。直到今天，纸绝缘电缆损坏的大多数原因仍然是因为运用在该电缆外部的铅护套开裂或被腐蚀，使水分进入电缆内部而导致的。然而需求要点指出的是，在纸绝缘电缆运转前期，它们只承载了较小的负荷且被相对杰出的维护。可是电力用户不断地使电缆承载越来越高负荷，本来的运用条件不再合适现在电缆的需求，那么本来好的经历也就不能代表电缆未来的运转状况也一定杰出。近年来，纸绝缘电缆现已很少被运用。

2.2　聚氯乙烯

    PVC首次被用于电缆的绝缘资料是在20世纪早期，直到PE和XLPE发展起来，PVC一同都遍及运用在电缆的绝缘中，尤其是低电压等级的电缆。然而与PE资料比较，PVC在击穿场强、老化特性、温度等级以及耐湿润功能等方面的劣势迅速地显现出来。别的，在运转中PVC绝缘电缆体现了较高的事故率。因而，目前1kV以上电压等级的电力电缆现已不再运用PVC绝缘。

    PVC现在仍然作为低压1kV电缆的绝缘资料，一起也是一种护套资料。然而，PVC在电缆绝缘中的运用正迅速地被XLPE代替，在护套中的运用正迅速地被线性低密度聚乙烯（LLDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）或许高密度聚乙烯（HDPE）所代替，非PVC电缆有较低的全寿命期费用。

2.3　聚乙烯（PE）

    低密度聚乙烯（LDPE）从20世纪30年代发展起来，现在用于交联聚乙烯（XLPE）和抗水树交联聚乙烯（WTR-XLPE）资料的基体树脂。PE是一种长链的，热塑性碳氢化合物分子结构，在压力效果下由乙烯气体聚合而成。与绝缘比较，因为聚乙烯资料具有低成本、杰出的电功能及加工功能、耐湿润、耐化学腐蚀和杰出的低温特性，目前现已被广泛运用。可是，聚乙烯资料不具有杰出的耐电㾗功能，导致PE很容易被局部放电腐蚀以及被电晕烧蚀，而且在湿润环境和电场共同效果下，易发作水树。在早期的电缆规划中，局部放电和水树成长导致电缆的绝缘劣化，并最终致使电缆的失效。

    在热塑性状态，聚乙烯的最高工作温度是75℃，低于纸绝缘电缆的运转温度（80~90℃）。随着交联聚乙烯（XLPE）的呈现，解决了这个疑问，交联聚乙烯能够到达或超越纸绝缘电缆的运用温度。

2.4　交联聚乙烯（XLPE）

    XLPE是通过把低密度聚乙烯（LDPE）和交联剂（如过氧化物）混合而制成的一种热固性资料。1963年3月，通用电气研究实验室发明了XLPE。长链的PE分子在硫化进程中发作“交联”，形成了XLPE。XLPE不只具有了同热热塑性PE一样杰出的电功能，还具有了更好的机械功能，尤其是在高温度下。XLPE绝缘电缆的最高导体工作温度为90℃，过载测验高达140℃，短路温度可达250℃。XLPE具有极好的电介质特性，可用于600V到500kV的电压范围内。

2.5　抗水树交联聚乙烯（WTR-XLPE）

    水树现象会削减XLPE电缆的运用寿命。在几个月或许几年的时间里，水树的成长相对缓慢。当水树成长时，水树顶级电场强度增加，这时会在水树顶部激宣布电树枝。电树一旦生成，就会迅速地成长，导致绝缘资料功能减弱，以致不再能够承当运转电压，然后致使电缆在成长水树/电树的位置击穿。能够选用很多办法来削减水树成长，可是最遍及承受的一种办法是运用为了按捺水树成长而规划的特殊工程绝缘资料，这种绝缘资料称作抗水树交联聚乙烯WTR-XLPE。这种资料合作洁净的半导电屏蔽的运用，加之老练的制作技能，消除了很多电力用户对运用聚合物绝缘电缆的顾忌。

    有两种绝缘技能被广泛选用，来按捺水树成长，每一种都是对一般XLPE进行的改善。

    1）   改变聚合物分子结构，即聚合物型WTR-XLPE，有时也称为共聚物改性XLPE；

    2）   增加剂改性，即增加剂型WTR-XLPE，有时也写为TR-XLPE；

    这两种状况的XLPE都保持了一般XLPE具有的优良的电气功能（高介电强度和十分低的介质损耗）。WTR-XLPE绝缘料在上世纪八十年代现已呈现，至今已牢靠运转了20多年。

2.6　乙丙橡胶（EPR）

    EPR是一种由乙烯、丙烯（有时会有第三种单体）共聚而成的热固性资料，三种单体的共聚物称为三元乙丙橡胶（EPDM）。在柔软的共聚物中，增加一系列经过规划的填料，会使资料具有杰出的热功能，挤出功能及电功能。这类绝缘以EPR为代表。在较宽的温度范围内，EPR始终保持柔软，而且具有杰出的耐电晕功能。然而，EPR资料的介质损耗显着高于XLPE和WTR-XLPE。

3　绝缘硫化进程

    交联技能对所运用的聚合物是特定的。可交联聚合物的制作是从一种基体聚合物开端，然后参加安稳剂和交联剂形成混合物。交联进程在分子结构中参加更多的连接点。一旦被交联，聚合物分子链仍保持弹性，可是不能被彻底切断，变成易活动的熔融体。

    XLPE绝缘电力电缆选用的交联方式根本有两种：

   1）过氧化物交联：未交联的绝缘资料被挤包到电缆导体上以后，在硫化管中过氧化物交联剂受热分解，使熔融态的聚合物发作交联。这种方式适用于XLPE和EPR绝缘资料。过氧化物交联办法是全球最主广泛运用的交联技能，已运用在MV、HV以及EHV绝缘电缆的制作中。湿法交联根本用于低压电缆的制作，有时也用于MV电缆。

    2）湿法交联：将化学组分（硅烷）引进到聚合物分子链中，当这些组分触摸水后，就会引发交联反响。交联反响发作在绝缘挤出后的固相中。生产MV电缆时，如果挤出生产线需求生产不同结构规划的电缆，而且（或许）制作长度相对较短的时候，湿法交联是最常用的方式。在这种状况下，从商品的视点来讲，将挤出进程与硫化进程分隔是十分适宜的。

3.1　过氧化物交联

    生产绝缘资料的第一步是从聚合物反响器开端的，杰出的特点是它由一个很长的钢管构成，这个钢管经过规划能够承受很高的温度和压力，一般也称作“高压管”反响器。反响器被规划用来传送具有相容特性的聚合物，而且防止引进降低聚合物绝缘资料介电功能污染物或许化学物质。实际上，这就意味着在反响器中，聚合物的生产进程和在其组分中所运用的资料有必要十分细心地控制。

3.2　湿法交联

    湿法交联进程的要害步骤是如何使化学活性组分结合到聚合物骨架上。有三种办法能够完成：

    1） Siloplas：使适宜的硅烷资料与过氧化物及聚合物在熔融状态下混合。在这个进程中，硅烷接枝到聚合物资料分子链上，然后将这么的资料制成合适电缆挤出设备运用的粒料。交联反响催化剂和其他增加剂（抗氧剂和一些加工助剂）在挤出进程中以母料形式参加。这种办法最主要的缺点是混合物降解在使硅烷接枝到聚合物分子链上的挤塑机中即开端，然后限制了混合物制品的存入周期和技能功能。

    2） Monosil：这种办法与Siloplas类似，只是在这种办法中，所有组分（包括催化剂、过氧化物、硅烷和安稳剂）全部在电缆的挤出设备中一同混合，因而接技反响在电缆的挤出进程中一起发作。

    3） EVS：这种办法并不是将硅烷接枝到聚合物分子链上，而是当聚合物在反响器中聚合的时候将硅烷组分插入到聚合物分子链上。这些反响器中聚合物能够直接用于挤出。交联反响催化剂和其他增加剂在挤出进程中以母料形式参加。

4　导体屏蔽和绝缘屏蔽资料

    半导电屏蔽层被挤出在导体和绝缘的外表面，用来均匀电场，以及把电场包容在电缆绝缘线芯中。这种资料包含了工程等级的炭黑资料，以使电缆的屏蔽层能够到达要求范围内的安稳的电导率。

    半导电屏蔽料根据炭黑资料（由碳氢化合物彻底或许在控制下燃烧制得），炭黑涣散在聚合物基体中。炭黑有必要保持很高的浓度才能确保屏蔽料具有满足和均匀的电导率。为确保电缆的半导电电层和绝缘层之间的界面润滑，它们之间的结合有必要最优化。润滑的表面十分主要，因为这能够削减电场集中。为了确保这些功能的平衡，运用杰出技能制备的炭黑和基体聚合物是要害的。

    制备半导电屏蔽料需求认真思考的疑问与制备XLPE绝缘料一样。因为制备半导电屏蔽料时需求增加炭黑，所以它挑选的基体聚合物资料的化学特性有别于制备绝缘料的基体聚合物。炭黑和其他主要的增加剂（不包括交联剂）被混和进入基体聚合物中，制成半导电高分子合成物。用来运送资料的传输和混料设备能够使资料均匀的混合。在增加交联剂之前也许需求过滤，以进一步确保资料的润滑度。

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