TUỔI THỌ CỦA DÂY CÁP ĐIỆN - CÁC THÀNH PHẦN CỦA VỎ BỌC CÓ TÁC ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO ĐẾN TUỔI THỌ DÂY ?

TUỔI THỌ CỦA DÂY CÁP ĐIỆN_CÁC THÀNH PHẦN CỦA VỎ BỌC CÓ TÁC ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO ĐẾN TUỔI THỌ DÂY ?

(NÓ KHÔNG PHẢI LÀ NHỮNG GÌ BẠN CÓ THỂ NGHĨ)

Tuổi thọ của dây cáp điện_các thành phần của vỏ bọc có tác động như thế nào đến tuổi thọ dây, liệu nó có như những gì bạn nghĩ, hãy cung Hào Phú tìm hiểu nhé

Hầu hết mọi thứ, có thể là điện thoại di động, ô tô, xe lửa, máy bay, tòa nhà, đường hầm, cầu,… đều có tuổi thọ được thiết kế riêng. Chúng ta thường không mấy vui đối với thiết kế tuổi thọ rõ ràng của điện thoại di động nhưng sẽ không bao giờ ngạc nhiên khi lái xe qua cầu Long Biên, giờ đã ngoài 110 tuổi, hoặc bay trên một chiếc máy bay thương mại 30 tuổi. Bao lâu một cái gì đó được yêu cầu để cung cấp dịch vụ hiệu quả và đáng tin cậy trong môi trường dự đoán của nó là một tiêu chí thiết kế quan trọng sẽ quyết định lựa chọn thiết kế và vật liệu được sử dụng.

Giữa các loại cáp điện với nhau không có nhiều khác biệt và có tuổi thọ thiết kế hữu ích trong các điều kiện cụ thể nhưng không giống như nhiều thành phần khác, cáp điện vẫn là động mạch cơ bản hoặc kết nối thần kinh cho phép mọi thành phần hoạt động khác hoạt động. Bởi vì cáp điện thường được bao bọc kỹ càng hoặc lắp âm tường, thường rất khó khăn và tốn kém để thay thế chúng, vì vậy cáp điện lý tưởng sẽ cung cấp tuổi thọ dịch vụ đáng tin cậy bằng hoặc tốt hơn thiết bị được kết nối và thường phù hợp với tuổi thọ thiết kế của dự án hoặc thiết bị.

Nhiều người nghĩ về cáp điện như các thành phần điện thụ động nhưng không có gì khác hơn là sự thật. Khi kích hoạt, cáp điện cần truyền điện áp và dòng điện qua một dải tần số. Do những hạn chế cơ bản của dây dẫn và cách điện, các tác động thứ cấp như điện trở, phản ứng, trở kháng, điện dung, v.v ... tất cả tạo ra những xung đột không mong muốn cần được hiểu và thiết kế hoặc ít nhất là giảm thiểu đến mức tối thiểu. Thiết bị được kết nối cũng có thể gây ra những ảnh hưởng bất lợi trong dây cáp điện, nhưng một mâu thuẫn rất quan trọng là nó vốn có hoặc gây ra là ảnh hưởng của điện trở dây dẫn đối với dòng điện vì điều này tạo ra nhiệt.

Nhiệt trong sự hiện diện của không khí là kẻ thù chính của tất cả các cách điện polymer nhưng ánh sáng, một số axit, kiềm, muối và khí như Ozone sẽ đẩy nhanh quá trình suy thoái. Nhiệt hoặc suy thoái nhiệt là sự suy giảm phân tử do các phân tử chuỗi dài phá vỡ (phân mảnh) và phản ứng với nhau để thay đổi các tính chất. Những thay đổi này thường bao gồm giảm độ linh hoạt, độ bám (nứt), thay đổi màu sắc và giảm độ giãn dài. Ngoài những thay đổi vật lý của hiệu suất lão hóa, các đặc tính vận hành cũng có thể bị ảnh hưởng và chúng có thể bao gồm khả năng chống cách điện, chống cháy, chống dầu / nước, v.v.

Các chất ổn định như được sử dụng trong nhiều cách điện cáp được thiết kế để làm chậm quá trình bằng cách "thu dọn" các gốc tự do nhưng phương pháp thử nghiệm được quốc tế chấp nhận để xác định hiệu suất lão hóa cho cách điện được xác định theo tiêu chuẩn IEC60216, sử dụng quá trình lão hóa nhiệt tăng tốc, so sánh độ giãn dài ở hiệu suất phá vỡ đối với các mẫu không tuổi, lập bảng kết quả trên học thuyết Arrhenius và ngoại suy để dự đoán hiệu suất tuổi thọ kéo dài.

Tiêu chuẩn này được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới và chỉ định các quy trình tính toán và thử nghiệm được sử dụng để lấy các đặc tính độ bền nhiệt từ dữ liệu thực nghiệm thu được trong các thí nghiệm theo hướng dẫn của IEC 60216-1 và IEC 60216-2, sử dụng nhiệt độ lão hóa cố định và thời gian lão hóa thay đổi.

Về bản chất: Phân loại nhiệt độ được cung cấp cho vật liệu cách nhiệt là: Nhiệt độ đó làm suy giảm / giảm độ giãn dài của vật liệu khi nghỉ (EB) đến 50% tuyệt đối trong khoảng thời gian phơi sáng 20.000 giờ (20.000 giờ = 2,3 năm).

Vật liệu cách điện cáp phổ biến nhiệt độ vận hành được xác định theo phương pháp thử nghiệm IEC60216:

• PVC = 70 ° C
• XLPE = 90 ° C
• Cao su EPR / CPE / CSP = 90 ° C
• Cao su silic = 180 ° C
• Teflon PTFE = 260 ° C

Suy thoái cáp cách điện do lão hóa nhiệt

Hiểu lý do tại sao PVC được xếp hạng ở 70 ° C và tại sao XLPE được xếp hạng ở 90 ° C, giờ đây chúng ta có thể hiểu rõ hơn tại sao các tiêu chuẩn xếp hạng hiện tại chúng tôi sử dụng tính toán xếp hạng hiện tại cho PVC dựa trên nhiệt độ ruột dẫn 70 ° C và cho XLPE / EPR dựa trên nhiệt độ ruột dẫn 90 ° C:

• Quy định đấu dây IEE của Anh Phiên bản thứ 17,
• IEC 60364-5-52
• AS / NZS3008-1

Có lẽ điều không được làm nổi bật bởi các tiêu chuẩn này là việc giảm độ giãn dài đến 50% tuyệt đối được tính trên thời gian phơi sáng 20.000 giờ ở nhiệt độ này - chỉ là 2,3 năm. Trong thực tế, các tiêu chuẩn này không thực sự mong đợi các kỹ sư sử dụng cáp ở (PVC) 70 ° C hoặc (XLPE) 90 ° C liên tục hoặc tuổi thọ của cáp sẽ đặc biệt ngắn. Họ cho rằng việc sử dụng sẽ dựa trên cơ sở tải không liên tục trong trường hợp không lường trước được, cáp sẽ được tải đầy đủ 100% thời gian. Cách tiếp cận thực dụng này là cách duy nhất cách điện cáp polymer có thể khả thi về mặt kinh tế.

Một nguyên tắc chung của ngón tay cái đối với sự lão hóa cách điện của cáp là việc giảm 10 ° C trong nhiệt độ vận hành cáp trung bình trong suốt vòng đời của nó sẽ tăng gấp đôi thời gian cách điện đến điểm 50% (Độ giãn dài khi đứt): VD:

PVC

• Hoạt động liên tục ở 70 ° C sẽ giảm xuống 50% EB sau 20.000 giờ (2,3 năm)
• Hoạt động liên tục ở 60 ° C sẽ giảm xuống 50% EB sau 40.000 giờ (4,6 năm)
• Hoạt động liên tục ở 50 ° C sẽ giảm xuống 50% EB sau 80.000 giờ (9,2 năm)
• Hoạt động liên tục ở 40 ° C sẽ giảm xuống 50% EB sau 160.000 giờ (18,4 năm)

XLPE

• Hoạt động liên tục ở 90 ° C sẽ giảm xuống 50% EB sau 20.000 giờ (2,3 năm)

EPR

• Hoạt động liên tục ở 80 ° C sẽ giảm xuống 50% EB sau 40.000 giờ (4,6 năm)
• Hoạt động liên tục ở 70 ° C sẽ giảm xuống 50% EB sau 80.000 giờ (9,2 năm)
• Hoạt động liên tục ở 60 ° C sẽ giảm xuống 50% EB sau 160.000 giờ (18,4 năm)

Ngược lại, tăng nhiệt độ tiếp xúc liên tục thêm 10 ° C sẽ giảm một nửa thời gian lên 50% EB. Khi xem xét ở trên, phải nhớ rằng bất kỳ hóa chất bổ sung, ozone, tiếp xúc với bức xạ ánh sáng, quá tải hoặc ngắn mạch sẽ phục vụ để rút ngắn tuổi thọ cáp dự đoán.

Người ta thường không nhận ra rằng cách điện cáp polymer thông thường sẽ giảm tuổi thọ nhanh như thế nào với thời gian và nhiệt độ khi hoạt động liên tục trong không khí ở nhiệt độ định mức của chúng:

Trong thực tế, việc sử dụng IEC60216 để xác định xếp hạng nhiệt độ cách điện polyme bằng cách lão hóa nhiệt và độ giãn dài khi đo đứt với các tính toán tiếp theo để xác định xếp hạng dòng cáp là thực dụng nhưng chỉ vì các mạch không thường có kích thước chính xác theo nhu cầu hiện tại. Việc tải đầy đủ các mạch cáp hiện tại có thể không thường xuyên và nhiệt độ hoạt động trung bình của Cáp trong suốt vòng đời của chúng có thể thấp hơn so với xếp hạng nhiệt độ dây dẫn tối đa được nêu trong các tiêu chuẩn do đó kéo dài tuổi thọ cáp đến thời gian hợp lý.

Để bảo vệ các tiêu chuẩn đã đề cập, để tính toán xếp hạng dòng cáp polymer dựa trên bất kỳ việc sử dụng thận trọng hơn sẽ đòi hỏi kích thước dây dẫn lớn hơn đáng kể có tác động kinh tế đáng kể. Các vấn đề môi trường cũng có thể cần được xem xét, (mặc dù đối với các mạch điện tương ứng, việc giảm tổn thất của watt có thể bù đắp cho chi phí bổ sung trong thời gian lắp đặt cáp).

Điều quan trọng là các kỹ sư thiết kế điện phải hiểu được các đặc tính lão hóa của cách điện polyme khi chọn cáp để sử dụng trong các ứng dụng khi cần tuổi thọ cao và / hoặc khi tải cao liên tục hoặc gần tải liên tục, đặc biệt là ở nhiệt độ môi trường cao, dưới ánh sáng mặt trời hoặc ở nơi cao hơn mức độ bình thường của ozone được dự kiến. Ví dụ có thể bao gồm: Trạm điện hạt nhân thông thường hoặc hạt nhân, máy phát điện, cơ sở công nghiệp nhiệt độ cao, máy biến áp, quạt thông gió liên tục, máy bơm liên tục, v.v. Trong những trường hợp này, nên sử dụng liên tục các yếu tố giảm xếp hạng hoặc sử dụng cáp tương ứng đánh giá nhiệt độ liên tục cao hơn.

Có một công nghệ cáp đã có sẵn và được sử dụng rộng rãi trong hơn 80 năm và đơn giản là không bị ảnh hưởng bởi sự lão hóa. Cáp Động lực Olflex với vỏ bọc ngoài bằng đồng, cách điện oxit magiê vô cơ và dây dẫn đồng không bị lão hóa bất kể nhiệt. Nó sẽ chịu được quá tải lặp đi lặp lại và các sự kiện ngắn mạch mà không có bất kỳ sự xuống cấp. Nó không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng mặt trời, tia cực tím, Ozone và chống lại nhiều hóa chất.

Vì lý do này, cáp sản phẩm của Lapp group như ROBUST 200, Cáp đồng trục RG6,RG11,RG 59, cáp điện mặt trời XLR-E, LAPP KABEL FR-6387 OS thường được sử dụng trong các ứng dụng quan trọng, để tải cao hoặc liên tục và cho các mạch an toàn thiết yếu. Cáp MICC thường được sử dụng cho các dự án có tuổi thọ thiết kế từ 50 năm trở lên và được sử dụng thường xuyên trong nhiều tòa nhà lịch sử vì chúng không bị lão hóa, không bao giờ cần thay thế và tương thích về mặt kiến ​​trúc ở các vị trí có thể nhìn thấy. Cáp cũng được phê duyệt để sử dụng ở tất cả các địa điểm Nguy hiểm.

Các sản phẩm từ LAPP GROUP LÀ vô cơ hoàn toàn chống cháy vì chúng không có yếu tố nhiên liệu để truyền lửa nên đơn giản là không thể truyền lửa. Vì lý do tương tự, LAPP không thể tạo ra halogen, ăn mòn hoặc bất kỳ khí độc nào khác khi chịu nhiệt độ cao hoặc lửa, bao gồm CO và CO2.

Cáp Lapp cũng mạnh hơn về mặt cơ học so với bất kỳ thiết kế cáp nào khác và trong mọi điều kiện vận hành hoặc khẩn cấp. Chúng không làm mềm khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, bị nghiền nát, va đập và cắt xuyên qua khả năng chống chịu. Chúng không cần ống dẫn để bảo vệ cơ học và mối hay gặm nhấm không thể ăn qua vỏ bọc bên ngoài của cáp Olflex trần như chúng làm cho cáp bọc thép.

Ngày nay, không có thiết kế cáp nào khác có thể đảm bảo hiệu suất điện, cơ và môi trường của cáp Olflex, Unitronic hoặc cung cấp cùng một mức độ an toàn, tính toàn vẹn và an toàn về hỏa hoạn trong suốt vòng đời thiết kế của dự án. Cáp Lapp đều chống nước và dầu, có xếp hạng hiện tại lớn hơn với đường kính nhỏ hơn và cần ít phụ kiện hơn so với các thiết bị cáp khác. Chúng có khả năng chống bức xạ, không cho phép lan truyền bức xạ hoặc nguy hiểm sinh học dọc theo lõi cáp và lý tưởng để sử dụng trong hạt nhân, nguy hiểm sinh học, nguy hiểm hóa học và trong môi trường đông lạnh.

Lapp Kabel sản xuất Cáp cách điện khoáng sản bằng hợp kim đồng hoặc kim loại đặc biệt có khả năng đáp ứng tất cả các thử nghiệm truyền lửa, ngọn lửa và lò nướng đã biết. Công ty cung cấp một hệ thống dây chống cháy được bảo đảm, không chỉ chống cháy 100% mà không có halogen 100%, không khói 100%, không độc hại 100% với hàm lượng không hữu cơ. Bởi vì vỏ bọc không có yếu tố gây bắt lửa, nên nó sẽ không thêm vào bất cứ yếu tố nhiệt nào cho quá trình đốt cháy, không gây ra sự suy giảm oxy và không có đóng góp cho sự gia tăng nhiệt độ. Chúng cũng không lão hóa.