สายไฟแรงสูง: สิ่งที่คุณควรรู้เกี่ยวกับโครงสร้างและวัสดุสำคัญ

1. สายไฟแรงสูงคืออะไร?

สายไฟแรงสูงเป็นผลิตภัณฑ์สำคัญที่ใช้ในระบบส่งและจำหน่ายไฟฟ้าแรงดันปานกลางและสูง สำหรับการส่งและกระจายพลังงานไฟฟ้า แรงดันใช้งานทั่วไป ได้แก่ 6kV, 10kV, 35kV, 110kV และสูงกว่านั้น มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในโครงข่ายไฟฟ้าในเมือง ระบบขนส่งทางราง การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน และโครงการโครงสร้างพื้นฐานขนาดใหญ่

เมื่อเปรียบเทียบกับสายส่งไฟฟ้าเหนือพื้นดินแบบดั้งเดิม สายส่งไฟฟ้าแรงสูงมีข้อดีหลายประการ เช่น ใช้พื้นที่น้อยกว่า มีความปลอดภัยสูง และปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดี ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการติดตั้งใต้ดินในเขตเมือง ด้วยการปรับปรุงระบบโครงข่ายไฟฟ้าและการพัฒนาพลังงานหมุนเวียน ทำให้มีความต้องการความน่าเชื่อถือในระยะยาวและประสิทธิภาพของวัสดุของสายเคเบิลสูงขึ้น

2. โครงสร้างและวัสดุหลักของสายไฟแรงสูง

สายเคเบิลไฟฟ้าแรงสูงโดยทั่วไปประกอบด้วยตัวนำ ระบบฉนวน โครงสร้างป้องกันคลื่นรบกวน โครงสร้างป้องกันน้ำ โครงสร้างหุ้มเกราะ และปลอกหุ้มชั้นนอก การเลือกใช้วัสดุที่เหมาะสมในแต่ละชั้นส่งผลโดยตรงต่อความปลอดภัยและอายุการใช้งานของสายเคเบิล

ระบบตัวนำและฉนวน

ตัวนำโดยทั่วไปทำจากทองแดงหรืออะลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง เพื่อลดผลกระทบจากปรากฏการณ์สกินเอฟเฟกต์ในการส่งกระแสไฟฟ้าสลับ สายเคเบิลที่มีหน้าตัดขนาดใหญ่มักใช้โครงสร้างตัวนำแบบตีเกลียวหรือแบบแบ่งส่วนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายกระแสไฟฟ้าและลดการสูญเสีย

วัสดุหลักของระบบฉนวนคือเอ็กซ์แอลพีอี(สารประกอบฉนวนโพลีเอทิลีนแบบเชื่อมโยงข้าม) ซึ่งมีประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ทนต่อการเสื่อมสภาพจากความร้อนได้ดี และมีอุณหภูมิใช้งานต่อเนื่องสูง ทำให้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในสายไฟแรงสูงและแรงสูงพิเศษ

โดยทั่วไปแล้ว สารเคลือบป้องกันกึ่งตัวนำจะถูกติดตั้งไว้ด้านนอกตัวนำเพื่อทำให้การกระจายตัวของสนามไฟฟ้าสม่ำเสมอ ลดความเข้มข้นของสนามไฟฟ้า และลดความเสี่ยงของการปล่อยประจุบางส่วน ซึ่งจะช่วยเพิ่มเสถียรภาพในระยะยาวของระบบฉนวน

โครงสร้างป้องกัน กันน้ำ และเสริมเกราะ

โดยทั่วไปแล้วชั้นป้องกันโลหะจะใช้โครงสร้างเทปทองแดงหรือลวดทองแดงเพื่อกระจายสนามไฟฟ้าให้สม่ำเสมอและเป็นเส้นทางลงดินที่เชื่อถือได้ ความสม่ำเสมอของความหนา สภาพพื้นผิว และความสามารถในการแปรรูปของเทปทองแดงส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพการขึ้นรูปของชั้นป้องกันและเสถียรภาพในการผลิต

เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือในระยะยาวของสายเคเบิลในสภาพแวดล้อมที่ฝังดินโดยตรงหรือสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงเทปกันน้ำและเส้นใยกันน้ำมักใช้เพื่อยับยั้งการเคลื่อนตัวตามแนวยาวของความชื้นภายในสายเคเบิล

ในสภาพแวดล้อมการใช้งานที่มีความเค้นทางกลสูง สายไฟแรงสูงมักจะมีชั้นหุ้มเพื่อเพิ่มความต้านทานต่อการบีบอัดและแรงกระแทก วัสดุที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เทปเหล็กชุบสังกะสีและลวดเหล็กชุบสังกะสี ความคงตัวของขนาดและความสามารถในการแปรรูปของวัสดุเหล่านี้ส่งผลต่อประสิทธิภาพการหุ้มเกราะและการผลิตอย่างต่อเนื่องในขั้นตอนต่อไป

ปลอกหุ้มด้านนอก

ปลอกหุ้มชั้นนอกใช้สำหรับป้องกันสายเคเบิลจากภายนอก โดยหลักๆ แล้วคือช่วยป้องกันความชื้น ป้องกันการกัดกร่อน และทนต่อแรงกดดันจากสภาพแวดล้อม วัสดุที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ สารประกอบ PVC, วัสดุปลอกหุ้ม PE และ LSZH (วัสดุปลอกหุ้มควันน้อยปราศจากฮาโลเจน)

ในบรรดาวัสดุเหล่านี้ วัสดุ LSZH ถูกนำมาใช้มากขึ้นเรื่อยๆ ในระบบขนส่งทางราง ศูนย์ข้อมูล และอาคารสาธารณะที่มีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยจากอัคคีภัยสูง เนื่องจากมีคุณสมบัติควันน้อย ปราศจากฮาโลเจน และทนไฟ

ในฐานะผู้จัดจำหน่ายวัสดุสำหรับสายเคเบิล ONE WORLD สามารถจัดหาวัสดุหลากหลายประเภทที่เกี่ยวข้องกับสายเคเบิลแรงดันสูง รวมถึงสารประกอบฉนวน XLPE สารประกอบป้องกันกึ่งตัวนำ เทปทองแดง เทปกันน้ำ เทปเหล็กชุบสังกะสี ลวดเหล็กชุบสังกะสี และสารประกอบหุ้มฉนวน

3. เหตุใดวัสดุที่ใช้ทำสายเคเบิลจึงมีความสำคัญมาก?

ประสิทธิภาพของสายไฟแรงสูงไม่ได้ขึ้นอยู่กับการออกแบบโครงสร้างเพียงอย่างเดียว แต่ยังขึ้นอยู่กับความเข้ากันได้ระหว่างวัสดุต่างๆ ด้วย ตั้งแต่สารฉนวน XLPE ไปจนถึงชั้นป้องกันด้วยเทปทองแดง และเทปกันน้ำ เทปเหล็กชุบสังกะสี และวัสดุหุ้มภายนอก วัสดุแต่ละชนิดส่งผลต่อประสิทธิภาพการเป็นฉนวนไฟฟ้า ความสามารถในการป้องกันทางกล และความเสถียรในการใช้งานระยะยาวของสายเคเบิล

ในขณะเดียวกัน ความเสถียรของกระบวนการของวัสดุในระหว่างการพันตามแนวยาว การคลายออก การหุ้มเกราะ และการอัดขึ้นรูป ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการผลิตและความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ ดังนั้น ความสามารถในการแปรรูปของวัสดุในสภาพแวดล้อมการผลิตจริงจึงเป็นสิ่งที่ผู้ผลิตสายเคเบิลให้ความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ

4. แนวโน้มการพัฒนาของสายไฟฟ้าแรงสูง

ในอนาคต สายเคเบิลไฟฟ้าแรงสูงจะยังคงพัฒนาไปสู่ประสิทธิภาพสูง เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และมีความอัจฉริยะมากขึ้น วัสดุฉนวน XLPE ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น วัสดุหุ้ม LSZH ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น และวัสดุป้องกันน้ำและเสริมความแข็งแรงที่มีความเสถียรมากขึ้น จะตอบสนองความต้องการของพลังงานหมุนเวียน การปรับปรุงระบบส่งไฟฟ้า และการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนได้อย่างต่อเนื่อง

ด้วยการพัฒนาระบบโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ เทคโนโลยีการตรวจสอบสภาพสายเคเบิลและการเตือนภัยล่วงหน้าเกี่ยวกับความผิดพลาดจะถูกนำมาใช้มากขึ้นเรื่อยๆ วัสดุสำคัญสำหรับสายเคเบิล เช่น เทปทองแดง เทปกันน้ำ เทปเหล็กชุบสังกะสี และสารฉนวน XLPE จะยังคงเป็นแรงผลักดันให้เกิดการปรับปรุงด้านความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ และเสถียรภาพของกระบวนการผลิตสายเคเบิลไฟฟ้าแรงสูงต่อไป