مركب درع موصل كابل MV: مربوط وقابل للتقطيع ومعايير

محتوى

1 وظيفة درع الموصل، على وجه التحديد
2 المستعبدين مقابل التعري: فلسفتان مختلفتان للتصميم
3 أساسيات صياغة مركب درع الموصل
4 المعايير التي تحدد الجودة المقبولة
5 تشجير المياه: وضع الفشل الذي تم تصميم هذه الطبقة لمقاومته
6 تحديد درع الموصل لتصميم الكابل الجديد

وظيفة درع الموصل، على وجه التحديد

قم بإزالة العزل الموجود على كابل متوسط الجهد وأول شيء ستجده تحت السطح الخارجي للموصل ليس عازلًا على الإطلاق - إنه طبقة رقيقة سوداء شبه موصلة مقذوفة مباشرة فوق الموصل الذي تقطعت به السبل. هذا هو درع الموصل، الذي يُطلق عليه أحيانًا درع الجديلة، وهو مادة مميزة لها مجموعة متطلباتها الخاصة، منفصلة عن درع العزل الموجود على الجزء الخارجي من العازل.

وظيفتها ضيقة ولكنها حاسمة: القضاء على تركيزات الإجهاد الكهربائي التي قد تتشكل عند كل فجوة بين خيوط الموصل. الموصل العاري يكون غير منتظم هندسيًا على المستوى المجهري، وعدم الانتظام تحت الجهد العالي يعني توزيع المجال غير متساوٍ. يعمل درع الموصل على تنعيم ذلك، مما يوفر للعزل سطحًا نظيفًا وموحدًا أسطوانيًا يمكن ربطه به.

نظرًا لأنها تقع في أعمق نقطة ضغط في المقطع العرضي للكابل، فإن هذه الطبقة تحصل على قدر أقل من التسامح مع العيوب مقارنة بأي مادة أخرى تقريبًا في البناء. يقع الفراغ أو النتوء هنا بالقرب من أعلى تدرج مجال في الكابل مقارنة بنفس العيب في أي مكان آخر.

المستعبدين مقابل التعري: فلسفتان مختلفتان للتصميم

مركبات درع موصل كابل MV تنقسم إلى فئتين عريضتين بناءً على كيفية تفاعلها مع الطبقة العازلة فوقها. تشكل الدروع المستعبدة رابطة لاصقة قوية ودائمة بشكل أساسي مع العزل، مما يزيد من سلامة تلك الواجهة ويقلل من خطر تشكل الفراغات عند الحدود بمرور الوقت.

يتم تصميم الدروع القابلة للنزع لتحرر بشكل نظيف من العزل عندما يحتاج الفني إلى إعداد طرف الكابل للوصل أو الإنهاء. هذه ليست مادة أقل - إنها حزمة مضافة مختلفة، غالبًا ما تتضمن عامل تحرير متحكم فيه أو نظام راتينج تم اختياره خصيصًا للحد من قوة الالتصاق إلى نطاق مستهدف منخفض بما يكفي للتجريد يدويًا ولكنه مرتفع بما يكفي لمنع الانفصال الناجم عن الحقل أثناء الخدمة.

الاختيار بين الاثنين ليس قرارًا ماديًا بحتًا. غالبًا ما تحدد المرافق والمستخدمون الصناعيون الذين يقومون بإصلاحات متكررة للكابلات أو إنهائها في الميدان دروعًا قابلة للتجريد لتقليل عمالة التثبيت، في حين أن التطبيقات التي نادرًا ما يتم إعادة إنهاء الكابل فيها قد تفضل سلامة الواجهة الأقوى للنظام المرتبط. إن الخطأ في هذه المواصفات لا يسبب فشلًا فوريًا، ولكنه يخلق احتكاكًا - إما أدوات الربط التي تحارب واجهة لن يتم تحريرها، أو رابطة أضعف مما يحتاجه التطبيق فعليًا.

أساسيات صياغة مركب درع الموصل

يتم بناء معظم مركبات درع الموصل على قاعدة البولي أوليفين - يعد كوبوليمر إيثيلين فينيل أسيتات مع محتوى مرتفع نسبيًا من أسيتات الفينيل شائعًا، ويتم اختياره جزئيًا لأن قطبيته تعمل على تحسين التوافق مع أسود الكربون الموصل وجزئيًا لأنه يدعم أنظمة الربط المتقاطع للبيروكسيد المستخدمة في طبقات الدرع الحراري.

يتم تشتيت أسود الكربون الموصل من خلال الراتينج عند تحميل عالي بما يكفي لجلب مقاومة الحجم إلى نطاق العمل، والذي يتراوح عادةً ما بين 10⁻¹ و10⁸ أوم-سم تقريبًا على بناء الكابل النهائي. يعد الحصول على المقاومة في النطاق نصف المهمة فقط - حيث يجب أيضًا أن يظل أسود الكربون مشتتًا بشكل موحد من خلال التدوير الحراري المتكرر طوال عمر خدمة الكابل.

لتقريب التركيبة، يتعامل البيروكسيد العضوي مع الارتباط المتقاطع، وبالنسبة للدرجات القابلة للتجريد، يتم مزج أداة مساعدة لتقليل قوة الشريط (مطاط النتريل هو خيار شائع) للتحكم في الالتصاق. تساعد مساعدات المعالجة ومضادات الأكسدة على تقريب العبوة، تمامًا كما تفعل في مركبات الدرع العازل، على الرغم من اختلاف النسب المحددة لأن درع الموصل لا يحتاج إلى مطابقة خصائص العزل الكهربائي - فقط واجهته المادية.

المعايير التي تحدد الجودة المقبولة

ANSI/ICEA S-94-649 هو المعيار المرجعي الأساسي لمواد درع الموصل على الكابلات المحايدة متحدة المركز التي يتراوح تصنيفها من 5 إلى 46 كيلو فولت، مما يضع حدود الفراغ والنتوء جنبًا إلى جنب مع الحد الأدنى من متطلبات السُمك في أي نقطة على طول الدرع. يغطي AEIC CS8 أرضية مماثلة للكابلات من فئة المرافق ويتم الرجوع إليه بشكل متكرر بجانب مواصفات ICEA في مواصفات شراء الكابلات.

لا تحدد هذه المعايير شريط النجاح/الفشل للكابل النهائي فحسب - بل إنها تحدد بشكل فعال كيف يبدو تشتت أسود الكربون وجودة البثق "المقبولة" للمركب نفسه، نظرًا لأن أعداد الفراغات والنتوء هي قراءة مباشرة لمدى جودة خلط المركب ومعالجته. إن المركب الذي يلبي هذه الحدود باستمرار في ظل ظروف الإنتاج، وليس فقط في عينة معملية، هو ما يفصل بين المورد الموثوق به والمورد الذي لا تصمد أرقام أوراق البيانات الخاصة به على الخط.

تتطلب بعض المواصفات أيضًا درجة "فائقة النعومة" من درع الموصل، المستخدمة في التطبيقات ذات الجهد العالي أو الأكثر تطلبًا حيث لا تكون تفاوتات النعومة القياسية ضيقة بدرجة كافية. هذه ليست كيمياء مختلفة بقدر ما هي هدف تشتيت ومعالجة أكثر إحكامًا مطبق على نفس عائلة التركيبة الأساسية.

تشجير المياه: وضع الفشل الذي تم تصميم هذه الطبقة لمقاومته

تشجير المياه عبارة عن آلية تحلل بطيئة فريدة من نوعها للكابلات المعزولة بالبوليمر التي تعمل في البيئات الرطبة أو المدفونة. تنمو القنوات المجهرية - "الأشجار" - عبر العزل على مر السنين، وعادةً ما تبدأ عند نقطة خلل أو تلوث بالقرب من درع الموصل أو واجهة درع العزل، وتتصل في النهاية بمسار يؤدي إلى فشل كهربائي.

نظرًا لأن واجهة درع الموصل هي المكان الذي تبدأ فيه الأشجار في أغلب الأحيان، فإن جودة تلك الواجهة لها تأثير كبير على عمر خدمة الكابل. ولهذا السبب يتم تقييم مركبات درع الموصل باستخدام اختبار تشجير المياه المتسارع (AWTT)، الذي يُخضع عينة الكابل لجهد مرتفع ورطوبة لضغط سنوات من الشيخوخة في فترة اختبار يمكن التحكم فيها.

المركب الذي يؤدي أداءً جيدًا في اختبار AWTT ليس بالضرورة مركبًا يحتوي على كيمياء أساسية مختلفة - فهو عادةً مركب يحتوي على أسود كربون أنظف (تلوث أقل ومحتوى رماد أقل)، وتشتت أفضل، وواجهة مادية أكثر سلاسة مع العزل. من الناحية العملية، هذا يعني أن نفس عوامل الجودة التي تحدد عدد الفراغات والنتوء تحدد أيضًا مقاومة تشجير المياه على المدى الطويل، وهو جزء من سبب تعامل الشركات المصنعة مع مراقبة جودة السطح على أنها لا يمكن فصلها عن الأداء الكهربائي لهذه المادة.

تحديد درع الموصل لتصميم الكابل الجديد

عند كتابة المواصفات أو تقييم الموردين مجمع درع موصل كابل MV ، فإن بعض نقاط التحقق لها أهمية أكبر من مجرد مراجعة عامة لورقة البيانات. أولاً، تأكد من المعيار الذي يحكم التطبيق - ICEA S-94-649، أو AEIC CS8، أو المواصفات الخاصة بالمنفعة - نظرًا لأن حدود الفراغ والنتوء تختلف فيما بينها وقد لا يتطابق المركب المؤهل ضد أحدهما مع الآخر تلقائيًا.

ثانيًا، حدد ما إذا كان الكابل مرتبطًا أم قابلاً للتجريد بناءً على كيفية تركيب الكابل وصيانته بالفعل، وليس فقط على ما تم استخدامه في التصميم السابق. ثالثا، طلب بيانات AWTT جنبا إلى جنب مع الخصائص الكهربائية والميكانيكية القياسية؛ يمكن أن يبدو المركب متطابقًا في ورقة بيانات المقاومة والشد الأساسية بينما يؤدي أداءً مختلفًا تمامًا في ظل الشيخوخة المتسارعة.

وأخيرًا، تأكد من التوافق مع مركب العزل المحدد الذي سيتم بثقه معه. لا يحتاج درع الموصل والعزل إلى كيمياء متطابقة، لكنهما يحتاجان إلى خصائص معالجة متطابقة - يجب أن يكون تدفق الذوبان وتوقيت المعالجة وسلوك التمدد الحراري متطابقين بشكل وثيق بما يكفي بحيث تظل الواجهة خالية من العيوب خلال عملية البثق، وليس فقط في الاختبار المعزول.