XLPE là gì? So sánh phân biệt giữa XPLE, PE và PVC

XLPE là một loại vật liệu cách điện tiên tiến được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp điện hiện đại. Được tạo thành thông qua quá trình liên kết chéo các phân tử polyethylene, XLPE không chỉ có khả năng cách điện vượt trội mà còn sở hữu nhiều đặc tính nổi bật như chịu nhiệt cao, kháng hóa chất, chống thấm nước và độ bền cơ học tuyệt vời. Nhờ những ưu điểm này, XLPE trở thành lựa chọn ưu tiên cho các loại dây, cáp điện trong các hệ thống truyền tải và phân phối điện năng khắt khe. Bạn hãy cùng với Cáp điện VN tìm hiểu chi tiết về XPLE là gì? So sánh phân biệt giữa XPLE, PE và PVC trong bài viết này nhé.

XLPE là gì?

XLPE là từ viết tắt của Cross-Linked Polyethylene, tức là Polyethylene liên kết chéo. Đây là một loại vật liệu nhựa polyethylene được xử lý hóa học để tạo thành một cấu trúc mạng lưới phân tử liên kết chéo, giúp vật liệu này có các đặc tính vượt trội so với polyethylene thông thường.

Cáp điện hoặc dây điện cách điện bằng XLPE có khả năng chịu nhiệt cao, lên đến 90°C liên tục và có thể chịu nhiệt độ ngắn mạch lên tới 250°C mà không bị biến dạng hay nóng chảy. XLPE cũng có điện trở cách điện rất cao, giúp tăng tính an toàn và giảm tổn hao điện năng trong quá trình truyền tải. Ngoài ra, XLPE còn có khả năng chống thấm nước, chống mài mòn, chịu va đập và kháng được nhiều loại hóa chất, đồng thời không phát sinh khí độc khi xảy ra hỏa hoạn.

Nhờ những đặc điểm này, XLPE được ứng dụng phổ biến trong sản xuất dây cáp điện cao thế và trung thế, góp phần nâng cao hiệu quả và độ bền của hệ thống điện trong các điều kiện khắc nghiệt.

Đặc tính của XLPE

Đặc tính nổi trội của XLPE (Cross-Linked Polyethylene) bao gồm:

• Khả năng chịu nhiệt xuất sắc: XLPE có thể chịu được nhiệt độ làm việc liên tục lên đến 90°C, thậm chí một số loại có thể chịu đến 120°C và chịu nhiệt độ ngắn mạch lên tới 250°C mà không bị biến dạng hay nóng chảy.
• Tính chất điện ưu việt: XLPE có điện trở cách điện rất cao, giúp duy trì hiệu suất ổn định và an toàn cho các dòng điện cao thế. Nó cũng có tổn thất điện môi thấp, tối ưu hiệu quả truyền tải điện năng.
• Độ bền cơ học và hóa học cao: XLPE chống mài mòn, chịu va đập tốt, không bị nứt gãy do ứng suất cơ học hay môi trường, và có khả năng kháng nhiều loại hóa chất.
• Chống ẩm và hạn chế thấm nước: XLPE có đặc tính hút ẩm cực thấp, giúp duy trì khả năng cách điện dưới môi trường ẩm ướt, ngăn hiện tượng suy thoái cách điện như “cây nước”.
• Không chứa halogen và ít khói độc: Khi cháy, XLPE không phát sinh khí halogen độc hại, giảm nguy cơ khói độc và nguy hiểm trong hỏa hoạn, an toàn hơn trong các môi trường kín.
• Tuổi thọ cao: Nhờ các đặc tính trên, XLPE có thời gian sử dụng lâu dài, thường từ 40-50 năm, giúp giảm chi phí bảo dưỡng và thay thế.

Những đặc tính ưu việt này làm cho XLPE trở thành vật liệu cách điện hàng đầu được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất dây cáp điện cao thế, trung thế, và các hệ thống điện yêu cầu độ bền và an toàn cao.

Cấu tạo của dây cáp XLPE

Cấu tạo của XLPE được hiểu như sau:

• XLPE là một loại polyethylene đã trải qua quá trình liên kết ngang (cross-linking) giữa các phân tử polymer, tạo ra cấu trúc mạng lưới ba chiều giúp tăng độ bền và khả năng chịu nhiệt của vật liệu.
• Về cơ bản, XLPE sản xuất từ nhựa polyethylene thông thường kết hợp với các hợp chất hữu cơ dạng peroxide. Dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất cao cùng với sự hiện diện của khí trơ, phản ứng hóa học xảy ra tạo nên lớp vật liệu nhiệt rắn (thermoset) có cấu trúc phân tử bền vững, không bị nóng chảy khi nhiệt độ cao.

Khi được ứng dụng trong sản xuất dây và cáp điện, dây cáp XLPE thường có cấu tạo gồm các lớp:

• Ruột dẫn: Là các sợi kim loại (thường là đồng hoặc nhôm) làm nhiệm vụ dẫn điện.
• Lớp cách điện bằng XLPE: Được đùn định hình quanh ruột dẫn, đảm bảo khả năng cách điện chịu nhiệt, chịu ẩm, hóa chất và không bị biến dạng khi bị nung nóng.
• Lớp màn chắn điện trường (cho các cáp điện áp cao): Là lớp phi kim loại giúp phân bổ điện trường đồng đều, giảm thiểu nguy cơ phóng điện.
• Lớp vỏ bảo vệ bên trong: Thường làm từ PVC để bảo vệ lớp cách điện.
• Lớp giáp bảo vệ: Có thể là lớp dây thép mạ kẽm, nhôm hoặc băng nhôm băng thép bao quanh, bảo vệ chống va đập, chuột cắn.
• Lớp vỏ ngoài: Là vật liệu nhựa PVC hoặc polyethylene, thường có màu đen, giúp bảo vệ toàn bộ cấu trúc cáp khỏi tác động môi trường bên ngoài.

Tóm lại, XLPE không chỉ là một loại vật liệu cách điện có cấu trúc phân tử đặc biệt mà còn được thiết kế thành cấu trúc đa lớp bảo vệ chắc chắn khi ứng dụng trong các loại dây, cáp điện cao cấp, giúp đảm bảo độ bền, an toàn và hiệu suất của hệ thống điện.

Bảng so sánh phân biệt giữa PE, PVC và XLPE

Dưới đây là sự phân biệt các loại vật liệu cách điện phổ biến PE, PVC và XLPE Lựa chọn vật liệu cách điện phù hợp phụ thuộc nhu cầu sử dụng, môi trường hoạt động và yêu cầu kỹ thuật của từng dự án. Mời bạn xem bảng so sánh như sau:

Tiêu chí	PVC (Polyvinyl Chloride)	PE (Polyethylene)	XLPE (Cross-Linked Polyethylene)
Khả năng chịu nhiệt	Thấp, chịu được khoảng 70°C	Khá, thường dùng trong môi trường nhiệt độ thấp	Cao, chịu nhiệt lên đến 90°C-120°C liên tục
Tính chất cách điện	Tốt, nhưng kém hơn PE và XLPE	Tốt, điện trở cách điện cao	Xuất sắc, điện trở cách điện rất cao
Khả năng chống cháy	Có thể chứa halogen, khi cháy tạo khí độc hại (HCl)	Không chứa halogen, ít khói hơn PVC	Không chứa halogen, khói ít và không độc hại khi cháy
Độ bền và khả năng kháng hóa chất	Tốt, được sử dụng phổ biến, tuổi thọ trung bình	Khá tốt nhưng dễ bị lão hóa hơn XLPE	Rất tốt, chống oxy hóa và kháng hóa chất cao
Độ bền cơ học	Dẻo, dễ dàng gia công, độ bền cơ học trung bình	Độ bền cơ học thấp hơn XLPE	Rất bền, chịu va đập, chịu lão hóa tốt hơn
Ứng dụng chính	Vỏ bọc dây, cáp điện dân dụng, chống cháy	Cách điện dây dữ liệu, cáp tín hiệu	Cách điện trong dây cáp điện cao áp, cần chịu nhiệt tốt
Tính thân thiện môi trường	Chứa halogen, ít thân thiện	Thân thiện hơn so với PVC	Thân thiện, vật liệu không phát sinh khí độc khi cháy
Tính thân thiện môi trường	PVC phù hợp cho các ứng dụng phổ biến, dễ thi công với chi phí hợp lý nhưng không thích hợp cho môi trường nhiệt độ cao hoặc cần an toàn cháy nổ cao	PE tốt cho các ứng dụng cách điện điện áp thấp, đặc biệt trong viễn thông và dây tín hiệu.	XLPE là vật liệu cách điện tiên tiến, đáp ứng các yêu cầu khắt khe về chịu nhiệt, độ bền và an toàn, thường dùng cho cáp điện công nghiệp, điện áp cao và môi trường khắc nghiệt

Với cấu trúc phân tử đặc biệt và tính chất vật lý ưu việt, XLPE đã khẳng định vị trí quan trọng trong lĩnh vực vật liệu cách điện, đặc biệt là trong sản xuất cáp điện cao thế và trung thế. Không chỉ giúp nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của hệ thống điện, XLPE còn góp phần đảm bảo an toàn và bền vững cho các công trình điện trong điều kiện môi trường đa dạng. Chính vì vậy, việc lựa chọn XLPE làm vật liệu cách điện là quyết định thông minh và đáng tin cậy cho các ứng dụng điện năng hiện đại.