СПЭ является признанным сокращением для сшитого полиэтилена. Этот, и другие синтетические материалы с перекрестным сшиванием, из которых наиболее заметными примером является этиленпропиленовый каучук (ERP), все чаще применяются для изоляции кабелей в широком диапазоне напряжений.
Полиэтилен обладает хорошими электрическими свойствами, и в частности, низким коэффициентом диэлектрических потерь, что обеспечивает ему потенциал для использования с более высоким напряжением, чем при использовании ПВХ. Обычный полиэтилен все еще применяется в качестве изоляционного материала для кабелей, но из-за термопластичности, его применение ограничивается температурными рамками.
Перекрестное сшивание представляет собой эффект, порождаемый при вулканизации каучука и для таких материалов, как СПЭ, процесс перекрестного сшивания часто описывается как "вулканизация" или "отверждение". Небольшие объемы химических добавок к полиэтилену обеспечивают образование пересекающихся молекулярных цепочек, которые препятствуют движению молекул полиэтилена относительно друг друга при воздействии на него тепла. Это улучшает устойчивость при увеличении температуры, по сравнению с термопластичными материалами. В результате, появляется возможность работы при более высоких температурах, как при нормальной нагрузке, так и в условиях коротких замыканий. Поэтому, кабели с изоляцией из СПЭ, обычно имеют более высокий номинал напряжения, чем такие же кабели, но с изоляцией из ПВХ.
Следует также принимать во внимание эффект старения, который ускоряется за счет увеличения температуры, но и в этом отношении СПЭ имеет лучшие характеристики. Благодаря увеличенной прочности СПЭ, толщина изоляции может быть снижена, по сравнению с ПВХ.
Стандарт также включает и кабели с изоляцией из этиленпропиленового эбонита (HEPR), но наиболее часто используется именно СПЭ.
Полимерные формы изоляции кабелей более подвержены электрическому разряду, чем пропитанная бумага. При высоких напряжениях, электрические стрессы достаточно высоки, и способствуют возникновению разряда. В этих случаях важно минимизировать заполненные газом полости, как внутри изоляции, так и на ее поверхностях - внутренней и наружной.
Для этих целей, кабели с изоляцией из СПЭ, рассчитанные на напряжение в 6 кВ и выше, имеют частично проводящие экраны поверх проводника, и поверх каждой изолируемой жилы. Экран проводника представляет собой тонкий слой, нанесенный одновременно с нанесением изоляции, и сшитый с нею, что обеспечивает тесную близость двух компонентов. Экран вокруг жилы, может быть таким же слоем изоляции, или слоем полупроводящей краски, с полупроводящей лентой, намотанной на нее.
В основном, применяются одножильная и трехжильная конструкция кабеля, и существуют определенные вариации, зависящие от условий применения. Эти вариации связаны с индивидуальным экранированием жил, или помещением трехжильной сборки в металлическую оплетку, которая может представлять собой броню, футляр, или медные провода и ленты.
Типичная бронированная конструкция, поставляемая в значительных объемах, показана на Рисунке 1.
Рисунок 1 - Конструкция кабеля с изоляцией их сшитого полиэтилена
Подземные силовые кабели, закапываемые непосредственно
Для подземного распределения электроэнергии при напряжении до 10 кВ, кабели с изоляцией из СПЭ экономически уступают кабелям, изолированным бумагой, и заключенным в алюминиевый футляр. Но для подготовки к изменению этой ситуации проводится большая работа по стандартизации и оценке кабелей с изоляцией из СПЭ, включая и испытания изоляции. В других странах, где ситуация отличается, основной спрос связан с кабелями, изолированными СПЭ.