การออกแบบโครงสร้างของสายเคเบิลทนไฟแบบใหม่

ในการออกแบบโครงสร้างของอาคารใหม่ทนไฟสายเคเบิลฉนวนโพลีเอทิลีนแบบเชื่อมโยงข้าม (XLPE)สายเคเบิลมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม คุณสมบัติทางกลที่ดี และความทนทานต่อสภาพแวดล้อม โดดเด่นด้วยอุณหภูมิการใช้งานสูง ความสามารถในการส่งกระแสไฟฟ้าสูง การวางสายเคเบิลได้ไม่จำกัด และการติดตั้งและบำรุงรักษาที่สะดวก จึงเป็นทิศทางการพัฒนาของสายเคเบิลรุ่นใหม่

1. การออกแบบตัวนำสายเคเบิล

โครงสร้างและคุณลักษณะของตัวนำ: โครงสร้างตัวนำใช้โครงสร้างตัวนำแบบกะทัดรัดชนิดที่สองรูปทรงพัด โดยใช้โครงสร้างการตีเกลียวแบบปกติ (1+6+12+18+24) ในการตีเกลียวแบบปกติ ชั้นกลางประกอบด้วยลวดหนึ่งเส้น ชั้นที่สองมีลวดหกเส้น และชั้นที่อยู่ติดกันถัดไปจะแตกต่างกันหกเส้น ชั้นนอกสุดเป็นการตีเกลียวซ้าย ในขณะที่ชั้นที่อยู่ติดกันอื่นๆ ตีเกลียวในทิศทางตรงกันข้าม ลวดมีลักษณะกลมและมีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากัน เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรในโครงสร้างการตีเกลียวนี้ โครงสร้างแบบกะทัดรัด: ด้วยการอัดแน่น พื้นผิวของตัวนำจะเรียบ ป้องกันการกระจุกตัวของสนามไฟฟ้า ในขณะเดียวกันก็ป้องกันไม่ให้วัสดุกึ่งตัวนำเข้าไปในแกนลวดระหว่างการฉนวนด้วยการอัดขึ้นรูป ป้องกันการซึมผ่านของความชื้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ และรับประกันความยืดหยุ่นในระดับหนึ่ง ตัวนำแบบตีเกลียวมีความยืดหยุ่น ความน่าเชื่อถือ และความแข็งแรงสูง

2. ชั้นฉนวนสายเคเบิลออกแบบ

หน้าที่ของชั้นฉนวนคือการรับประกันประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของสายเคเบิลและป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้ารั่วไหลออกไปภายนอกตามตัวนำ โดยใช้โครงสร้างแบบอัดขึ้นรูปวัสดุ XLPEXLPE ถูกเลือกใช้เป็นฉนวน เนื่องจากมีประสิทธิภาพเหนือกว่าโพลีเอทิลีน โดยมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริก (ε) ต่ำ และค่าแทนเจนต์การสูญเสียไดอิเล็กตริก (tgδ) ต่ำ จึงเป็นวัสดุฉนวนความถี่สูงที่เหมาะสม ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานปริมาตรและความแข็งแรงของสนามไฟฟ้าที่ทำให้เกิดการแตกตัวยังคงไม่เปลี่ยนแปลงมากนักแม้หลังจากแช่น้ำเป็นเวลาเจ็ดวัน ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในฉนวนสายเคเบิล อย่างไรก็ตาม มีจุดหลอมเหลวต่ำ เมื่อใช้ในสายเคเบิล กระแสเกินหรือไฟฟ้าลัดวงจรอาจทำให้เกิดอุณหภูมิสูงขึ้น ส่งผลให้โพลีเอทิลีนอ่อนตัวและเสียรูป ทำให้ฉนวนเสียหาย เพื่อรักษาคุณสมบัติที่ดีของโพลีเอทิลีน จึงต้องผ่านกระบวนการเชื่อมโยงข้าม (cross-linking) ซึ่งช่วยเพิ่มความทนทานต่อความร้อนและความต้านทานต่อการแตกร้าวจากความเครียดของสิ่งแวดล้อม ทำให้วัสดุโพลีเอทิลีนที่เชื่อมโยงข้ามเป็นวัสดุฉนวนที่เหมาะสม

3. การออกแบบการตีเกลียวและการห่อหุ้มสายเคเบิล

จุดประสงค์ของการตีเกลียวและห่อหุ้มสายเคเบิลคือเพื่อปกป้องฉนวน รักษาเสถียรภาพของแกนสายเคเบิล และป้องกันฉนวนหลวมและวัสดุอุดช่องว่าง รวมถึงรักษาความกลมของแกนสายเคเบิลสายรัดห่อหุ้มกันไฟมีคุณสมบัติในการหน่วงการติดไฟได้ในระดับหนึ่ง

วัสดุสำหรับพันและห่อสายเคเบิล: วัสดุที่ใช้ห่อหุ้มเป็นวัสดุที่ทนไฟสูงผ้าไม่ทอสายพานต้องมีความแข็งแรงดึงและดัชนีความหน่วงไฟไม่น้อยกว่า 55% ของดัชนีออกซิเจน วัสดุที่ใช้เป็นไส้ในคือเชือกกระดาษอนินทรีย์หน่วงไฟ (เชือกแร่) ซึ่งอ่อนนุ่มและมีดัชนีออกซิเจนไม่น้อยกว่า 30% ข้อกำหนดสำหรับการตีเกลียวและการห่อสายเคเบิลรวมถึงการเลือกความกว้างของแถบห่อตามเส้นผ่านศูนย์กลางแกนและมุมของแถบ รวมถึงการซ้อนทับหรือระยะห่างของการห่อ ทิศทางการห่อเป็นแบบซ้ายมือ ต้องใช้สายพานหน่วงไฟสูง ความทนทานต่อความร้อนของวัสดุไส้ในควรตรงกับอุณหภูมิการใช้งานของสายเคเบิล และองค์ประกอบของวัสดุไม่ควรมีปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์กับวัสดุหุ้มฉนวนกันความร้อนควรสามารถถอดออกได้โดยไม่ทำให้แกนฉนวนเสียหาย