Giải thích về cách điện EPR: Hướng dẫn lựa chọn cáp, đặc tính và xếp hạng

Hãy tưởng tượng một đường dây 15 kV chạy qua bờ ống dẫn nước dưới một đoạn sông. Khi mạch đó bị hỏng sau mười hai năm, dây dẫn hiếm khi có vấn đề. Độ ẩm đã xâm nhập vào lớp cách điện và phát triển thành cây nước, hoặc vị trí phóng điện cục bộ đã ăn mòn dần chất điện môi từ trong ra ngoài. Cách nhiệt EPR tồn tại chủ yếu để làm cho cả hai chế độ hư hỏng đó ít xảy ra hơn.

Kết luận đầu tiên: EPR, hay cao su ethylene propylene, có giá cao hơn khi độ ẩm, độ uốn lặp đi lặp lại và chu kỳ hoạt động nhiệt khắc nghiệt chiếm ưu thế trong thiết kế. Nó thường được quy định ở điện áp lên tới khoảng 35 kV, với một số ít thiết kế đạt tới 69 kV. Nó không phải là một bản nâng cấp toàn diện so với polyetylen liên kết ngang. Trên các tuyến đường khô ráo, có tải ổn định trong cùng dải điện áp và trên bất kỳ tuyến đường nào có điện áp trên 69 kV, XLPE vẫn là câu trả lời rẻ hơn và mạnh mẽ hơn về mặt kỹ thuật.

Không điều nào trong số đó làm cho EPR trở thành một sản phẩm thích hợp. Nó đơn giản có nghĩa là quyết định về thông số kỹ thuật phải được quyết định bởi môi trường mà cáp thực sự tồn tại chứ không phải bởi xếp hạng vật liệu mượn từ dự án khác.

Cách nhiệt EPR được chế tạo như thế nào và tại sao nó hoạt động khác biệt

Một hợp chất, không phải một polyme đơn lẻ

EPR là chất đồng trùng hợp của ethylene và propylene, và biến thể EPDM bổ sung thêm monome thứ ba để vật liệu có thể được liên kết chéo đúng cách. Tuy nhiên, thứ đến được máy đùn không chỉ là polyme. Hợp chất này cũng chứa chất độn đất sét cấp điện môi, chất chống oxy hóa và hệ thống đóng rắn bằng peroxide. Chất độn là chi tiết mà hầu hết mọi người bỏ qua: nó làm cứng cao su một chút nhưng nó cũng chặn các kênh cực nhỏ phát triển thành cây nước và nó thay đổi cách bề mặt phản ứng với sự phóng điện.

Bốn thuộc tính thúc đẩy các thông số kỹ thuật thực sự

Dung sai hào quang cũng giải thích tại sao kết cấu làm từ cao su xuất hiện trong các mạch truyền động cấp nguồn biến tần, trong đó các cạnh chuyển mạch nhanh tạo ra các xung điện áp lặp đi lặp lại và hoạt động phóng điện cục bộ. Không phải mọi dự án đều có thể hấp thụ phí bảo hiểm EPR cho nghĩa vụ đó và giải pháp thay thế XLPE được xây dựng tốt vẫn hoạt động nếu công trình được thiết kế xung quanh nó. Cáp nguồn có tần số thay đổi 1kV có điện áp danh định có lõi đối xứng, được che chắn là một ví dụ điển hình của phương pháp đó.

Cáp nguồn có tần số thay đổi điện áp định mức 1kV Tên sản phẩm: Cáp nguồn biến tần 1kV điện áp định mức Xem sản phẩm →

Thử nghiệm thực tế rất đơn giản: nếu rủi ro phóng điện đến từ môi trường và không thể loại bỏ được, hãy trả tiền mua cao su. Nếu nó đến từ một bộ chuyển đổi và có thể được quản lý bằng cách xây dựng và che chắn, thì đối số chi phí thường nghiêng về nhựa nhiệt dẻo.

EPR vs XLPE: Nơi mỗi người giành được vị trí của mình

Các bảng dữ liệu hiếm khi thể hiện sự đánh đổi rõ ràng vì hai tài liệu này được so sánh trên các trang khác nhau. Sự so sánh dưới đây đặt những khác biệt liên quan đến thông số kỹ thuật cạnh nhau.

Trên một đường ống dẫn điện đô thị 10 kV khô ráo, nơi tải có thể dự đoán được, khó có thể bảo vệ được phí bảo hiểm và kết cấu polyetylen liên kết ngang tiêu chuẩn là cơ sở hợp lý. Cáp điện cách điện bằng polyetylen liên kết ngang 635kV dùng cho nhiệm vụ phân phối là một ví dụ điển hình về loại cáp đảm nhiệm hầu hết công việc đó.

Cáp điện cách điện Polyethylene liên kết ngang 6-35kV Tên sản phẩm: Cáp điện cách điện polyetylen liên kết ngang 6-35kV Xem sản phẩm →

Các số liệu ẩn: Hai chất điện môi hoạt động như thế nào

Các bài kiểm tra trong phòng thí nghiệm không cho bạn biết nhiều về năm thứ mười lăm. Các chỉ số tương đối dưới đây tóm tắt hành vi lão hóa được thảo luận trong tài liệu tiêu chuẩn và ghi chú kỹ thuật của nhà sản xuất, trên thang đo mà thanh cao hơn có nghĩa là hành vi có lợi hơn cho chủ sở hữu cáp.

Đọc biểu đồ để biết hướng, không phải số thập phân. Điểm mấu chốt là lợi thế của EPR tập trung vào các cơ chế lão hóa do nước, phóng điện và chuyển động điều khiển, trong khi lợi thế của XLPE nằm ở hiệu suất điện môi, yếu tố này trở nên quyết định khi điện áp và chiều dài mạch tăng lên.

Trường hợp cách nhiệt EPR thực sự được sử dụng

Nhu cầu EPR không được trải đều trên mạng lưới. Nó tụ tập trong các ứng dụng nơi cáp bị ướt, di chuyển hoặc cả hai. Sự phân bổ dưới đây là một bức tranh minh họa về nơi các công trình xây dựng dựa trên EPR được chỉ định trên toàn thế giới, được đưa ra nhằm mục đích định hướng hơn là nghiên cứu thị trường.

Cáp kéo trên dây kéo, cáp cuộn trên máy bốc xếp, máy bơm chìm và phân phối khai thác đều có chung một đặc điểm: chuyển động liên tục, thường xuyên bị ướt và tải trọng không chịu giữ lịch sự. Các bộ cấp nguồn được lắp đặt cố định hoạt động khác nhau. Ví dụ, tuyến cấp điện cho xe điện là cố định, thường đi ống dẫn hoặc chôn và hiếm khi bị uốn cong, do đó, lựa chọn tiêu chuẩn là cáp nguồn cách điện 10kV XLPE cho hệ thống cấp điện cho xe điện thay vì thiết kế cách điện bằng cao su.

Cáp điện cách điện 10kV XLPE dành cho kỹ thuật hệ thống cấp điện xe điện Tên sản phẩm: Cáp điện cách điện 10kV XLPE dùng cho kỹ thuật hệ thống cấp điện xe điện Xem sản phẩm →

Logic tương tự cũng được áp dụng trong các nhà máy chế biến, trong đó các bộ phận mềm, di động, ẩm ướt nghiêng về phía cao su và các bộ phận cố định dài sẽ thuộc về XLPE. Nếu mạch điện của bạn nằm trong khu vực nguy hiểm thì các quy tắc thiết kế xung quanh cũng quan trọng như chính lớp cách điện và các lưu ý về thiết bị đo đạc và mạch điều khiển trong khu công nghiệp nguy hiểm đáng đọc cùng với việc lựa chọn tài liệu.

Quy trình tuyển chọn bảy bước

Việc lựa chọn vật liệu cách nhiệt thường thất bại không phải vì chọn sai vật liệu mà vì nhiệm vụ không bao giờ được ghi rõ ràng. Thực hiện theo các bước này để tránh hầu hết việc làm lại tốn kém.

1. Xác định nhiệm vụ trước chất điện môi. Dòng điện liên tục, nhiệt độ môi trường, cấu hình quá tải, mức độ ngắn mạch và các chế độ lỗi mà bạn thực sự mong đợi trên tuyến đường đó.
2. Đánh giá rủi ro về nước và xả thải. Các tuyến đường ướt, có ống dẫn và ngập nước sẽ đưa ra quyết định về EPR; chạy khô trong nhà hiếm khi biện minh cho phí bảo hiểm.
3. So sánh các lớp nhiệt độ một cách trung thực. Khoảng cách giữa lớp cách nhiệt 105 °C và 90 °C chuyển thành mức tăng cường độ khuếch đại thường nằm trong khoảng từ 8 đến 12 phần trăm — nhưng chỉ khi cấu hình tải thực sự sử dụng nó.
4. Kiểm tra phong bì lắp đặt. Bán kính uốn cong tối thiểu, lực kéo tối đa và nhiệt độ thấp nhất mà đội sẽ kéo cáp.
5. Sửa chữa chế độ kiểm tra trước. Thống nhất về các thử nghiệm phóng điện cục bộ và điện áp định kỳ, tần suất lấy mẫu và người chứng kiến ​​chúng trước khi ban hành đơn đặt hàng.
6. Khóa trong hệ thống khớp nối. Cáp và phụ kiện phải thuộc cùng một dòng thiết kế và người nối phải có kinh nghiệm có thể kiểm chứng được với kết cấu cụ thể đó.
7. Thu thập tệp tuân thủ. Tuân thủ tiêu chuẩn, tuyên bố công thức không chứa chì và giấy chứng nhận kiểm tra định kỳ trên mỗi trống, được nộp theo số trống tại chỗ.

Bước bốn và sáu là bước mà dự án mất nhiều thời gian nhất. Một sợi cáp đáp ứng mọi yêu cầu về điện nhưng không thể kéo đến khúc cua cuối cùng hoặc không thể nối được bởi đội ngũ kỹ thuật tại chỗ thì không phải là một giao dịch mua thành công. Trước khi đóng băng một thông số kỹ thuật, nó cũng giúp xem xét phạm vi cáp đầy đủ có sẵn từ một nhà cung cấp duy nhất, sao cho các cấp điện áp và phụ kiện phù hợp thay vì được lắp ráp từ các nguồn không liên quan.

Bảo trì, kiểm tra và tuân thủ

Vật liệu cách nhiệt EPR có khả năng chịu đựng tốt nhưng không cần phải bảo trì. Hoạt động phóng điện cục bộ là cảnh báo đáng tin cậy sớm nhất về sự xuống cấp của cả EPR và XLPE, đồng thời việc giám sát PD định kỳ hoặc phép đo ngoại tuyến được thực hiện tốt thường sẽ phát hiện ra sự cố từ rất lâu trước khi xảy ra lỗi. Xu hướng tổn thất điện môi bổ sung thêm một chỉ báo thứ hai, chậm hơn, đặc biệt hữu ích trên các mạch đã trải qua một thập kỷ sử dụng ướt.

• Tiếp tục kiểm tra nghiệm thu tại hiện trường bằng dòng điện xoay chiều hoặc tần số rất thấp thay vì dòng điện một chiều; Thử nghiệm DC của chất điện môi ép đùn có thể để lại điện tích không gian làm biến dạng sự phân bố trường sau đó.
• Bịt kín các đầu cáp trong quá trình bảo quản, giữ trống tránh ánh nắng trực tiếp kéo dài và tránh uốn cong khi lớp cách nhiệt lạnh.
• Xác nhận rằng hợp chất này là một công thức hiện đại không chứa chì và có các tuyên bố RoHS và REACH liên quan, vì các hợp chất cao su truyền thống ở một số thị trường phụ thuộc vào các chất phụ gia không còn được chấp nhận.
• Kiểm tra tiêu chuẩn quản lý cho loại điện áp: IEC 60502-2 cho dải 6 đến 30 kV, IEC 60840 ở trên, AEIC CS8 hoặc ICEA S-93-639 cho thực hành trung áp ở Bắc Mỹ và EN 50618 cho cáp quang điện DC.

Quy tắc đáng đưa vào cuộc họp đặc tả tiếp theo của bạn rất đơn giản. Chọn EPR cho môi trường ẩm ướt, di chuyển và ứng suất nhiệt; chọn XLPE cho đường khô, cố định và cao thế; và đừng bao giờ để đường dây cách nhiệt trở thành đường dây không có ai kiểm tra.