การออกแบบโครงสร้างของสายเคเบิลทนไฟใหม่

ในการออกแบบโครงสร้างใหม่ทนไฟสายเคเบิล,ฉนวนโพลีเอทิลีนเชื่อมขวาง (XLPE)สายเคเบิลถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย มีคุณสมบัติทางไฟฟ้า คุณสมบัติเชิงกล และความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่ดีเยี่ยม ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่น ได้แก่ อุณหภูมิใช้งานที่สูง ความสามารถในการส่งกำลังสูง การวางสายที่ไร้ข้อจำกัด การติดตั้งและบำรุงรักษาที่สะดวก สายเคเบิลเหล่านี้จึงเป็นทิศทางการพัฒนาสายเคเบิลแบบใหม่

1. การออกแบบตัวนำสายเคเบิล

โครงสร้างและคุณลักษณะของตัวนำไฟฟ้า: โครงสร้างตัวนำไฟฟ้าใช้โครงสร้างตัวนำไฟฟ้าขนาดกะทัดรัดแบบที่สองรูปพัด โดยใช้โครงสร้างแบบตีเกลียวปกติ (1+6+12+18+24) ในการตีเกลียวปกติ ชั้นกลางประกอบด้วยสายไฟฟ้าหนึ่งเส้น ชั้นที่สองประกอบด้วยสายไฟฟ้าหกเส้น และชั้นที่อยู่ติดกันถัดไปจะแตกต่างกันหกเส้น ชั้นนอกสุดเป็นตีเกลียวด้านซ้าย ในขณะที่ชั้นอื่นๆ ที่อยู่ติดกันจะตีเกลียวในทิศทางตรงกันข้าม สายไฟฟ้ามีลักษณะเป็นวงกลมและมีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากัน ทำให้โครงสร้างแบบตีเกลียวนี้มีเสถียรภาพ โครงสร้างแบบตีเกลียว: ด้วยการอัดแน่น พื้นผิวตัวนำจะเรียบเนียน หลีกเลี่ยงการกระจุกตัวของสนามไฟฟ้า ขณะเดียวกันยังป้องกันไม่ให้วัสดุกึ่งตัวนำเข้าไปในแกนลวดในระหว่างการอัดรีดฉนวน ช่วยป้องกันความชื้นซึมผ่านได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีความยืดหยุ่นในระดับหนึ่ง ตัวนำแบบตีเกลียวมีความยืดหยุ่นที่ดี เชื่อถือได้ และมีความแข็งแรงสูง

2. ชั้นฉนวนสายเคเบิลออกแบบ

บทบาทของชั้นฉนวนคือเพื่อให้แน่ใจว่าสายเคเบิลมีประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำรั่วไหลออกด้านนอก มีการใช้โครงสร้างแบบอัดรีด โดยมีวัสดุ XLPEเลือกใช้สำหรับงานฉนวน XLPE ให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าโพลีเอทิลีน มีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม โดดเด่นด้วยค่าคงที่ไดอิเล็กทริก (ε) ต่ำ และแทนเจนต์การสูญเสียไดอิเล็กทริก (tgδ) ต่ำ จึงเป็นวัสดุฉนวนความถี่สูงที่เหมาะสม ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานปริมาตรและความเข้มสนามไฟฟ้าสลายตัวยังคงไม่เปลี่ยนแปลงแม้จะแช่น้ำเป็นเวลาเจ็ดวัน ดังนั้นจึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในฉนวนสายเคเบิล อย่างไรก็ตาม XLPE มีจุดหลอมเหลวต่ำ เมื่อใช้ในสายเคเบิล กระแสไฟฟ้าเกินหรือไฟฟ้าลัดวงจรอาจทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น ส่งผลให้โพลีเอทิลีนอ่อนตัวและเสียรูป ส่งผลให้ฉนวนเสียหาย เพื่อรักษาคุณสมบัติของโพลีเอทิลีน XLPE จึงผ่านกระบวนการเชื่อมขวาง (cross-linking) ช่วยเพิ่มความทนทานต่อความร้อนและความต้านทานการแตกร้าวจากแรงเค้นจากสภาพแวดล้อม ทำให้วัสดุโพลีเอทิลีนแบบเชื่อมขวางเป็นวัสดุฉนวนที่เหมาะสม

3. การออกแบบการพันและพันสายเคเบิล

วัตถุประสงค์ของการพันและพันสายเคเบิลคือเพื่อปกป้องฉนวน ให้แน่ใจว่าแกนสายเคเบิลมีความเสถียร และป้องกันฉนวนและสารตัวเติมที่หลวม ทำให้แกนมีความกลมสายพานพันทนไฟให้คุณสมบัติหน่วงการติดไฟบางประการ

วัสดุสำหรับการพันและพันสายเคเบิล: วัสดุพันเป็นวัสดุหน่วงการติดไฟสูงผ้าไม่ทอสายพานที่มีความต้านทานแรงดึงและดัชนีการหน่วงไฟไม่น้อยกว่า 55% ของดัชนีออกซิเจน วัสดุเติมใช้เชือกกระดาษอนินทรีย์หน่วงไฟ (เชือกแร่) ซึ่งมีความอ่อนนุ่มและมีดัชนีออกซิเจนไม่น้อยกว่า 30% ข้อกำหนดสำหรับการพันและพันสายเคเบิลรวมถึงการเลือกความกว้างของแถบพันโดยพิจารณาจากเส้นผ่านศูนย์กลางแกนและมุมของแถบ รวมถึงระยะห่างหรือความเหลื่อมล้ำของแถบพัน ทิศทางการพันเป็นไปในทิศทางซ้าย สายพานทนไฟจำเป็นต้องใช้สายพานทนไฟสูง วัสดุเติมควรทนความร้อนได้เหมาะสมกับอุณหภูมิใช้งานของสายเคเบิล และองค์ประกอบของวัสดุไม่ควรมีปฏิกิริยากับวัสดุปลอกฉนวนควรถอดออกได้โดยไม่ทำให้แกนฉนวนเสียหาย