Vysokoteplotní kabelové materiály

Bc. Tomáš KUPILÍK

Master's thesis

High Temperature Cable Materials

Abstract:

Tato diplomová práce se zaměřuje na vysokoteplotní izolační materiály pro kabely, s důrazem na jejich stabilitu a odolnost v náročných provozních podmínkách. V úvodu je poskytnut obecný přehled o struktuře kabelu a používaných izolačních materiálech v kabelové technice, s důrazem na vysokoteplotní varianty. Práce dále popisuje diagnostické metody pro analýzu strukturálních a fenomenologických vlastností těchto materiálů. V praktické části byly vybrány materiály PEEK (polyetheretherketon) a XLPE (zesítěný polyethylen) pro experimentální testování. Tyto materiály byly podrobeny zrychlenému tepelnému a radiačnímu stárnutí, simulujícímu dlouhodobý provoz v jaderné elektrárně po dobu 60 let. Pro účely testování bylo zvoleno prostředí jaderné elektrárny, které představuje extrémní podmínky pro izolační materiály. V rámci této diplomové práce byla zkoumána 60letá životnost kabelů v jaderných elektrárnách. Získané výsledky naznačují, že XLPE po 35 letech provozu nedosahuje požadovaných parametrů, zatímco PEEK vykazuje minimální změny v pozorovaných vlastnostech. To naznačuje, že PEEK by mohl být vhodným materiálem pro dlouhodobý provoz v jaderných elektrárnách, přispívající k zajištění bezpečnosti a spolehlivosti elektrických distribučních systémů v těchto náročných prostředích

Abstract:

This thesis focuses on high-temperature insulation materials for cables, with emphasis on their stability and durability under harsh operating conditions. The introduction provides a general overview of cable structure and insulation materials used in cable technology, with emphasis on high temperature variants. The work also describes diagnostic methods for analyzing the structural and phenomenological properties of these materials. In the practical part, PEEK (polyetheretherketone) and XLPE (cross-linked polyethylene) materials were selected for experimental testing. These materials were subjected to accelerated thermal and radiation ageing, simulating long-term operation in a nuclear power plant for 60 years. The nuclear power plant environment was chosen for testing, which represents extreme conditions for insulation materials. The 60-year lifetime of cables in nuclear power plants was investigated as part of this thesis. The results obtained indicate that XLPE does not reach the required parameters after 35 years of operation, while PEEK shows minimal changes in the observed properties. This suggests that PEEK could be a suitable material for long-term operation in nuclear power plants, contributing to ensure the safety and reliability of electrical distribution systems in these harsh environments.

Keywords

Vysokoteplotní izolační materiály, kabely, jaderné elektrárny, PEEK, XLPE, tepelné stárnutí, radiační stárnutí, 60letá životnost jaderných elektráren, diagnostické metody, bezpečnost jaderných elektráren

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 5. 2024

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Doc. Ing. Josef Pihera, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Electrical Engineering

Master programme / field:
Materials and Technologies for Electrical Engineering / Materials and Technologies for Electrical Engineering