วัสดุป้องกันกึ่งตัวนำลดการคายประจุบางส่วนในสาย XLPE อย่างไร

สายไฟ XLPE แรงดันปานกลางและแรงสูง (MV/HV) ต้องการความสมบูรณ์ของส่วนต่อประสานที่ไร้ที่ติ เพื่อป้องกันการสลายตัวของไดอิเล็กตริกที่ก่อให้เกิดภัยพิบัติระหว่างการทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ วิศวกรออกแบบต่อสู้กับข้อบกพร่องที่มองไม่เห็นด้วยกล้องจุลทรรศน์ซึ่งซ่อนลึกอยู่ภายในแกนสายเคเบิลที่อัดขึ้นรูปอยู่ตลอดเวลา การคายประจุบางส่วน (PD) ที่เกิดขึ้นโดยเฉพาะที่ส่วนต่อประสานระหว่างตัวนำและฉนวนยังคงเป็นตัวขับเคลื่อนหลักของการวางต้นไม้ทางไฟฟ้า ปรากฏการณ์การทำลายล้างนี้จะทำให้เมทริกซ์โพลีเมอร์ที่อยู่รอบๆ ลดลงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งท้ายที่สุดรับประกันความล้มเหลวของสายเคเบิลก่อนเวลาอันควร ช่องว่างอากาศเล็กๆ และตัวนำไฟฟ้าที่พันเกลียวอย่างหยาบจะขยายภัยคุกคามที่ซ่อนอยู่นี้ทุกวันในโครงสร้างพื้นฐานกริดสมัยใหม่

โดยใช้ความบริสุทธิ์สูงสูตรอย่างดี วัสดุป้องกัน ไม่สามารถต่อรองได้อย่างเคร่งครัดเพื่อลดความเครียดทางไฟฟ้าที่มีการแปลให้เรียบ บทความนี้จะแจกแจงรายละเอียดกลไกทางกายภาพเบื้องหลังการลด PD อย่างต่อเนื่อง เราจะสำรวจตัวชี้วัดการประเมินวัสดุที่สำคัญและความเป็นจริงในการนำไปใช้จริงสำหรับผู้ผลิตสายเคเบิลอย่างลึกซึ้ง คุณจะได้เรียนรู้วิธีการควบคุมอินเทอร์เฟซที่สำคัญอย่างเชี่ยวชาญ และยกระดับอัตราการผ่านการทดสอบจากโรงงาน

ประเด็นสำคัญ

• ชั้นกึ่งตัวนำจะขจัดช่องว่างของอากาศและจำกัดความเค้นทางไฟฟ้าที่สม่ำเสมอ ซึ่งช่วยลดสภาวะที่ทำให้เกิดการคายประจุบางส่วนได้โดยตรง

• ประสิทธิภาพของชีลด์ขึ้นอยู่กับความเรียบของพื้นผิว ความเสถียรทางความร้อน และความต้านทานต่อปริมาตรที่เสถียรภายใต้อุณหภูมิการทำงานต่อเนื่อง (90°C) และสภาวะโอเวอร์โหลดฉุกเฉิน

• การอัดรีดร่วมที่ประสบความสำเร็จต้องอาศัยความเข้ากันได้ทางอุณหพลศาสตร์ที่แน่นอนระหว่างชั้นป้องกันและสารประกอบฉนวน XLPE เพื่อให้แน่ใจว่าการยึดเกาะระหว่างผิวจะสมบูรณ์แบบ

• การเลือกใช้วัสดุจะต้องสร้างสมดุลระหว่างความต้านทานต่อการไหม้เกรียมในระหว่างการประมวลผลด้วยการเชื่อมขวางที่เชื่อถือได้ในระหว่างขั้นตอนการบ่ม

กลศาสตร์ของการคายประจุบางส่วนที่ส่วนต่อประสานระหว่างตัวนำและฉนวน

การทำความเข้าใจการปล่อยประจุบางส่วนจำเป็นต้องวิเคราะห์ขอบเขตที่แน่นอนว่าตัวนำโลหะตรงกับไดอิเล็กทริกโพลีเมอร์ สายเคเบิลที่อัดขึ้นรูปต้องอาศัยความสมบูรณ์แบบของโครงสร้างที่ขอบเขตนี้ เมื่อมีความไม่สมบูรณ์ คุณทำให้เกิดการย่อยสลายโพลีเมอร์อย่างรวดเร็ว คุณต้องกำจัดสภาพทางกายภาพที่ทำให้เกิดไฟฟ้าขัดข้องในระยะเริ่มต้นเหล่านี้

ปัญหาความว่างเปล่าของอากาศ

ผู้ผลิตสร้างสายเคเบิล MV และ HV โดยใช้ตัวนำตีเกลียวเพื่อความยืดหยุ่นทางกล ลวดตีเกลียวเหล่านี้สร้างรูปทรงพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอเหมือนหุบเขาตามธรรมชาติ หากคุณอัดฉนวน XLPE เหนือเกลียวเปลือยเหล่านี้โดยตรง คุณจะกักอากาศขนาดเล็กไว้ในช่องระหว่างนั้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ อากาศมีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำกว่า XLPE อย่างมีนัยสำคัญ ด้วยเหตุนี้ สนามไฟฟ้าจึงมุ่งความสนใจไปที่ช่องอากาศที่ติดอยู่เหล่านี้

เมื่อความเครียดทางไฟฟ้าเฉพาะที่เกินความแรงของการสลายของอากาศ ก๊าซจะแตกตัวเป็นไอออน ไอออนไนซ์นี้จะกระตุ้นให้เกิดการปล่อยประจุบางส่วนซ้ำหลายครั้ง ประกายไฟเล็กๆ แต่ละอันจะปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลต ความร้อน และผลพลอยได้จากสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น โอโซน พวกมันโจมตีโซ่โพลีเมอร์ XLPE ที่อยู่ติดกันอย่างไม่ลดละ ทำลายพันธะโมเลกุลและสร้างความเสียหายถาวร

ความเสี่ยงในการขยายความเครียด

นอกเหนือจากช่องว่างอากาศ รูปร่างทางกายภาพของเส้นตัวนำยังก่อให้เกิดอันตรายอย่างมาก ขอบคมหรือรูปทรงแหลมบนเส้นโลหะแต่ละเส้นทำหน้าที่เป็นตัวเพิ่มความเครียดเฉพาะจุด ฟิสิกส์กำหนดว่าสนามไฟฟ้าจะมีความเข้มข้นตามธรรมชาติที่จุดที่แหลมคม บริเวณที่มีความเครียดสูงเหล่านี้บิดเบือนการไล่ระดับของสนามไฟฟ้าโดยรอบอย่างมาก

เมื่อความผิดเพี้ยนของสนามอย่างรุนแรงพบกับ PD ที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่น โพลีเมอร์จะพัฒนาช่องกลวงด้วยกล้องจุลทรรศน์ ผู้เชี่ยวชาญด้านอุตสาหกรรมเรียกสิ่งนี้ว่าการปลูกต้นไม้แบบไฟฟ้า เมื่อต้นไม้ไฟฟ้าเริ่มก่อตัวที่ส่วนต่อประสานของฉนวน ต้นไม้จะเติบโตอย่างถาวร กิ่งก้านแผ่ออกไปด้านนอกผ่านชั้นอิเล็กทริกจนกระทั่งเชื่อมความหนาของฉนวนทั้งหมด ส่งผลให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรโดยตรง

ผลกระทบทางธุรกิจ

การคายประจุบางส่วนอย่างต่อเนื่องรับประกันความล้มเหลวของอิเล็กทริกที่ร้ายแรง เมื่อสายเคเบิลขัดข้องในสนาม ผู้ผลิตสายเคเบิลต้องเผชิญกับผลกระทบร้ายแรง การพังทลายของอิเล็กทริกอย่างกะทันหันทำให้เกิดไฟฟ้าดับซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูง และขัดขวางการดำเนินงานของเทศบาลหรืออุตสาหกรรม นอกจากนี้ ความล้มเหลวในการทดสอบจากโรงงานอย่างสม่ำเสมอเนื่องจากการวัด PD พื้นฐานที่สูงจะทำลายผลผลิต ผู้ผลิตได้รับความเสียหายอย่างใหญ่หลวงต่อแบรนด์และต้องเผชิญกับการเรียกร้องการรับประกันจำนวนมากเมื่อสายเคเบิลที่มีการชีลด์ไม่ดีเข้าสู่ตลาดเชิงพาณิชย์

วัสดุป้องกันกึ่งตัวนำช่วยลดความเครียดทางไฟฟ้าได้อย่างไร

คุณไม่สามารถเปลี่ยนฟิสิกส์พื้นฐานของไฟฟ้าได้ แต่คุณสามารถควบคุมสภาพแวดล้อมที่สนามไฟฟ้าทำงานได้ การแนะนำชั้นกึ่งตัวนำแบบพิเศษจะเปลี่ยนแปลงพลศาสตร์ทางไฟฟ้าที่ขอบเขตวิกฤตโดยพื้นฐาน มันทำหน้าที่เป็นเขตกันชนที่ขาดไม่ได้

การสร้างพื้นผิวให้ศักย์เท่ากัน (เอฟเฟ็กต์ฟาราเดย์เคจ)

แผงป้องกันกึ่งตัวนำจะหุ้มตัวนำตีเกลียวเปลือยโดยตรงระหว่างกระบวนการอัดขึ้นรูป เนื่องจากวัสดุไหลลงสู่หุบเขาโครงสร้างของสายไฟที่ตีเกลียว มันจึงเติมเต็มจุดคั่นอย่างสมบูรณ์ เส้นรอบวงด้านนอกของชั้นกึ่งตัวนำนี้ทำให้เกิดรูปทรงทรงกระบอกที่เรียบลื่นอย่างสมบูรณ์แบบ

เนื่องจากชั้นนำไฟฟ้า (แม้ว่าจะควบคุมความต้านทานได้ก็ตาม) ชั้นดังกล่าวจะรักษาศักย์ไฟฟ้าเช่นเดียวกับตัวนำทองแดงหรืออะลูมิเนียมชั้นใน โดยพื้นฐานแล้วมันทำหน้าที่เหมือนกรงฟาราเดย์ รูปทรงที่ผิดปกติของเส้นโลหะภายในไม่สำคัญอีกต่อไป ฉนวน XLPE โดยรอบเพียง 'มองเห็น' พื้นผิวด้านนอกทรงกระบอกเรียบลื่นอย่างสมบูรณ์แบบของชีลด์

ความสม่ำเสมอของสนาม

ด้วยการสร้างพื้นผิวให้ศักย์เท่ากันเรียบ วัสดุจะบังคับเส้นสนามไฟฟ้าให้แผ่ออกไปด้านนอกในรูปแบบรัศมีที่สม่ำเสมออย่างสมบูรณ์แบบ เราลบจุดที่มีความเข้มข้นสูงซึ่งก่อนหน้านี้มีสาเหตุมาจากขอบตัวนำที่แหลมคมออก ระดับการนำไฟฟ้าที่ควบคุมช่วยให้มั่นใจได้ว่าสนามไฟฟ้าจะค่อยๆ เปลี่ยนไปสู่ชั้นฉนวนโดยตรงอย่างมั่นคง สนามที่สม่ำเสมอป้องกันการเสื่อมสภาพเฉพาะจุดและยืดอายุการใช้งานของแกนสายเคเบิลได้อย่างมาก

การปราบปรามไอออไนซ์

ชั้นกึ่งตัวนำจะแทนที่อากาศที่ติดอยู่รอบๆ ตัวนำทางกายภาพ ด้วยการแทนที่ช่องว่างขนาดเล็กทั้งหมดด้วยเมทริกซ์โพลีเมอร์กึ่งตัวนำที่เป็นของแข็ง คุณจะกำจัดจุดอ่อนที่สุดในระบบอิเล็กทริกได้

• การเปลี่ยนอากาศ: โพลีเมอร์ที่เป็นของแข็งมีความแข็งแรงของไดอิเล็กตริกสูงกว่าก๊าซที่ติดอยู่มาก

• การกำจัดความว่างเปล่า: หากไม่มีช่องว่างที่เป็นก๊าซ ไอออนไนซ์ของหิมะถล่มทาวน์เซนด์จะไม่สามารถเกิดขึ้นทางกายภาพได้

• ความเสถียรทางเคมี: ส่วนต่อประสานที่มั่นคงป้องกันการเกิดโอโซน ปกป้อง XLPE จากการเกิดออกซิเดชันทางเคมี

เกณฑ์การประเมินสำหรับวัสดุป้องกันกึ่งตัวนำเชื่อมขวางด้วยเปอร์ออกไซด์

สารประกอบกึ่งตัวนำบางชนิดไม่ได้ทำงานเท่ากันภายใต้ความเครียดจากความร้อนหรือไฟฟ้าที่รุนแรง การประเมินคุณภาพของวัสดุจำเป็นต้องมองข้ามค่าการนำไฟฟ้าขั้นพื้นฐาน วิศวกรต้องประเมินรีโอโลจี ความบริสุทธิ์ และความเสถียรทางความร้อน เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ระหว่างการอัดขึ้นรูปและการปฏิบัติงานภาคสนาม

ความเสถียรของความต้านทานต่อปริมาตร

ชีลด์คุณภาพสูงต้องรักษาความต้านทานปริมาตรต่ำให้คงที่ โดยทั่วไปจะต่ำกว่า 1,000 Ω·cm อย่างไรก็ตาม ตัวเลขพื้นฐานสัมบูรณ์มีความสำคัญน้อยกว่าความเสถียรในช่วงอุณหภูมิไดนามิก สายเคเบิลมีการหมุนเวียนความร้อนอย่างต่อเนื่องเนื่องจากโหลดพลังงานที่ผันผวน

สารประกอบที่มีสูตรไม่ดีจะทำให้เกิดค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงบวก (PTC) อย่างรุนแรง ความต้านทานของพวกมันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิเข้าใกล้ขีดจำกัดการทำงานต่อเนื่องที่ 90°C หากความต้านทานเพิ่มขึ้นสูงเกินไป เกราะจะหยุดทำหน้าที่เป็นพื้นผิวที่มีศักย์เท่ากัน วัสดุคุณภาพสูงรักษาเส้นโค้งความต้านทานที่เรียบและเสถียรโดยไม่คำนึงถึงภาระความร้อน

ความเรียบเนียนของพื้นผิวและความบริสุทธิ์

จุดประสงค์ทั้งหมดของเกราะป้องกันด้านในคือการสร้างขอบเขตที่ไร้ที่ติ หากสารประกอบมีสารปนเปื้อนขนาดเล็ก จะถือว่าไม่บรรลุวัตถุประสงค์ของตัวเอง อนุภาคคาร์บอนแบล็กที่ไม่กระจายตัว กรวด หรืออนุภาคโพลีเมอร์ที่สลายตัวทำหน้าที่เป็นจุดความเครียดที่เป็นอันตราย

แม้แต่ส่วนที่ยื่นออกมาด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่ขยายออกไปไม่กี่ไมครอนเข้าไปในชั้น XLPE ก็สามารถขยายสนามไฟฟ้าในพื้นที่ได้มากพอที่จะกระตุ้น PD การกรองแบบตาข่ายสูงในระหว่างการผลิตวัตถุดิบทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้คุณภาพที่สำคัญ ความเรียบของพื้นผิวที่เหนือกว่ามีความสัมพันธ์โดยตรงกับคะแนนการทดสอบการพังทลายของ AC ที่สูง

มูนนี่สกอร์ชไทม์

การผลิตสายเคเบิล MV/HV จำเป็นต้องมีการสร้างสมดุลระหว่างปฏิกิริยาเคมีที่ขัดแย้งกัน วัสดุจะต้องคงความเสถียรและต้านทานการเชื่อมขวางก่อนเวลาอันควร (การไหม้เกรียม) ภายในหัวเครื่องอัดรีดร้อน หากสารประกอบไหม้เกรียมก่อนเวลาอันควร ก้อนที่แข็งตัวจะหลุดเข้าไปในส่วนต่อประสานของฉนวน ทำให้เกิดความล้มเหลวของ PD ทันที

ในขณะเดียวกัน วัสดุจะต้องตอบสนองอย่างรวดเร็วเมื่อเข้าสู่ท่อวัลคาไนซ์ต่อเนื่อง (CV) ที่มีแรงดันสูง เวลาไหม้เกรียมของ Mooney ที่ได้รับการปรับแต่งอย่างละเอียดช่วยให้มั่นใจได้ว่ามีหน้าต่างการประมวลผลที่กว้างในขณะเดียวกันก็รับประกันการเชื่อมโยงข้ามที่สมบูรณ์เมื่อออกจากสายการผลิต

การปฏิบัติตามข้อกำหนดและมาตรฐาน

วัสดุที่มีชีวิตใดๆ จะต้องเป็นไปตามหรือเกินกว่ามาตรฐานอุตสาหกรรมที่เป็นที่ยอมรับอย่างมาก กรอบงาน เช่น IEC 60502 สำหรับแรงดันไฟฟ้าปานกลางและ AEIC CS8 สำหรับสายไฟกำหนดเกณฑ์ที่เข้มงวดสำหรับความต้านทาน การยืดตัว และการเสื่อมสภาพ การใช้วัสดุที่ผ่านการรับรองช่วยปกป้องผู้ผลิตจากความรับผิด และช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานโครงข่ายได้รับโครงสร้างพื้นฐานที่เชื่อถือได้

ตัวชี้วัดการประเมินที่สำคัญสำหรับวัสดุป้องกัน

เพิ่มประสิทธิภาพการยึดเกาะระหว่างผิวหน้า: ฉนวน ZC-4111 และฉนวน XLPE ZC-3111

การผลิตแกนเคเบิลที่ไร้ที่ตินั้นต้องการมากกว่าแค่การซื้อวัตถุดิบที่ดีเยี่ยมแต่ละชนิด ชั้นป้องกันและอิเล็กทริกหลักจะต้องทำงานเป็นระบบที่เป็นหนึ่งเดียวและแยกออกจากกันไม่ได้ ความเข้ากันได้ทางอุณหพลศาสตร์ครอบงำการอภิปรายเมื่อวิศวกรปรับสายการผลิตการอัดขึ้นรูปให้เหมาะสมที่สุด

ความจำเป็นในการอัดรีดร่วม

การผลิตสายเคเบิลสมัยใหม่ต้องอาศัยเทคโนโลยีการอัดขึ้นรูปสามชั้นเป็นอย่างมาก ชีลด์กึ่งตัวนำด้านใน ฉนวน XLPE และชีลด์กึ่งตัวนำด้านนอกจะต้องผ่านครอสเฮดเดี่ยวและผลักออกมาพร้อมกัน

หากคุณจับคู่วัสดุที่เข้ากันไม่ได้ คุณจะพบกับข้อบกพร่องในการประมวลผลขั้นรุนแรง ความไม่ตรงกันในดัชนีการไหลของของเหลว (MFI) ทำให้เกิดแรงเฉือนที่ชั้นขอบเขต ในทำนองเดียวกัน ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนที่แตกต่างกันทำให้วัสดุหดตัวในอัตราที่ต่างกันในระหว่างการทำความเย็น ความไม่ตรงกันเหล่านี้สร้างช่องว่างขนาดเล็กที่มองไม่เห็นที่อินเทอร์เฟซ รับประกันระดับ PD ในระดับสูง

การจับคู่แบบกำหนดเป้าหมาย

เพื่อกำจัดความไม่ตรงกันของการอัดรีดร่วม วิศวกรจึงอาศัยระบบคู่ที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมมาโดยเฉพาะ การจับคู่แบบพิเศษ ZC-4111 วัสดุป้องกันกึ่งตัวนำ อย่างเคร่งครัดด้วยความเข้ากันได้ ฉนวนผสม XLPE ZC-3111 ช่วยให้มั่นใจได้ถึงคุณสมบัติทางรีโอโลยีที่ลงตัวอย่างสมบูรณ์แบบ พวกมันไหลรวมกันได้อย่างราบรื่นภายใต้โปรไฟล์อุณหภูมิที่เหมือนกัน ช่วยขจัดความเครียดจากแรงเฉือนที่ผิวสัมผัส

การทำงานร่วมกันแบบเชื่อมขวาง

ทั้งสารประกอบป้องกันและฉนวนใช้กลไกการเชื่อมขวางที่มีเปอร์ออกไซด์ เมื่อคุณร่วมอัดรีดวัสดุที่จับคู่กันลงในท่อ CV ที่ร้อน เครือข่ายการเชื่อมโยงข้ามทางเคมีจะเชื่อมต่อผ่านส่วนต่อประสานทางกายภาพโดยตรง

สายโซ่โพลีเมอร์โมเลกุลขนาดใหญ่พันกันและเกิดพันธะทางเคมี การทำงานร่วมกันทางเคมีนี้สร้างพันธะที่แยกกันไม่ออกและไร้โมฆะ พวกมันหลอมรวมกันเป็นหน่วยเดียวที่เหนียวแน่น เนื่องจากวัสดุมีจลนศาสตร์การบ่มที่เหมือนกัน ไม่มีชั้นการบ่มน้อยเกินไปหรือการบ่มมากเกินไปที่ขอบเขตวิกฤติ

ผลลัพธ์

การใช้ฉนวนและระบบป้องกันที่เข้ากันอย่างลงตัวจะมอบผลประโยชน์ที่วัดผลได้ทันทีสำหรับทีมควบคุมคุณภาพของโรงงาน:

1. ความต้านทานการพังทลายที่สูงขึ้น: อินเทอร์เฟซแบบรวมสามารถทนทานต่อแรงดันไฟกระชากขนาดใหญ่ในระหว่างการทดสอบ AC ตามปกติได้อย่างราบรื่น

2. PD พื้นฐานที่ต่ำกว่า: การวัด PD จากโรงงานลดลงอย่างมาก และผ่านเกณฑ์คุณภาพที่เข้มงวดได้อย่างง่ายดาย

3. ความเร็วในการผลิตที่เพิ่มขึ้น: รีโอโลยีที่ตรงกันช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานเพิ่มความเร็วของสายการผลิตได้อย่างปลอดภัยโดยไม่เสี่ยงต่อการหลุดของชั้นขอบเขต

4. อัตราของเสียลดลง: การยึดเกาะระหว่างพื้นผิวที่สม่ำเสมอช่วยลดปริมาณสายเคเบิลที่ไม่ผ่านการตรวจสอบขั้นสุดท้าย ซึ่งช่วยประหยัดต้นทุนวัตถุดิบ

ความเป็นจริงในการดำเนินการและความเสี่ยงจากการอัดขึ้นรูป

แม้แต่วัสดุที่เข้ากันอย่างลงตัวก็อาจล้มเหลวได้หากผู้ปฏิบัติงานจัดการกระบวนการอัดขึ้นรูปทางกายภาพไม่ถูกต้อง การเอาชนะความเป็นจริงในโรงงานต้องอาศัยวินัยด้านสิ่งแวดล้อมและกลไกที่เข้มงวด

การจัดการโปรไฟล์อุณหภูมิ

การควบคุมอุณหภูมิโซนเครื่องอัดรีดแต่ละโซนอย่างเข้มงวดจะกำหนดความสำเร็จสูงสุด ผู้ปฏิบัติงานเดินไต่เชือกระหว่างความสามารถในการไหลและความแผดเผา การใช้โซนทำความร้อนที่ร้อนเกินไปอาจเสี่ยงต่อการไหม้เกรียม วัสดุป้องกันกึ่งตัวนำเชื่อมขวางด้วยเปอร์ออกไซด์ ก่อนที่จะหลุดออกจากครอสเฮด สิ่งนี้จะสร้างอนุภาคที่แข็งตัวไว้ล่วงหน้า

ในทางกลับกัน การใช้โซนที่เย็นเกินไปจะทำให้ส่วนผสมหลอมเหลวไม่ดี สารประกอบกึ่งนำไฟฟ้าจะไม่ทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน นำไปสู่ความหยาบของพื้นผิวอย่างรุนแรง และอาจมีกระจุกคาร์บอนแบล็กที่ไม่กระจายตัว คุณต้องปรับเทียบเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิอย่างเข้มงวดและปฏิบัติตามโปรไฟล์ที่ระบุในเอกสารข้อมูลทางเทคนิคของวัสดุ

การควบคุมความชื้น

ความชื้นเป็นภัยคุกคามร้ายแรงต่อกระบวนการผลิต คาร์บอนแบล็คซึ่งเป็นสารนำไฟฟ้าหลักภายในโล่มีพฤติกรรมดูดความชื้นสูง โดยธรรมชาติแล้วจะดึงความชื้นจากอากาศโดยรอบในโรงงาน

หากคุณล้มเหลวในการจัดเก็บสารประกอบอย่างเหมาะสมในถุงที่บุด้วยฟอยล์ หรือหากคุณข้ามขั้นตอนก่อนการอบแห้ง คุณจะฉีดน้ำเข้าไปในเครื่องอัดรีดโดยตรง ที่อุณหภูมิการอัดรีดสูง น้ำที่ติดอยู่นี้จะวาบเป็นไอน้ำ ไอน้ำที่ขยายตัวจะสร้างรูพรุนขนาดเล็กมากภายในชั้นที่อัดขึ้นรูป ช่องว่างที่เกิดจากความชื้นเหล่านี้จะทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นหลักสำหรับการปล่อยบางส่วนทันที

ข้อควรพิจารณาในการใช้เครื่องมือ

การออกแบบทางกลของเครื่องมืออัดขึ้นรูปมีอิทธิพลอย่างมากต่อการไหลของวัสดุ เครื่องมือมาตรฐานมักจะสร้างจุดบอดภายในครอสเฮด ซึ่งโพลีเมอร์หลอมละลายและเสื่อมสภาพ คุณต้องใช้เครื่องมือพิเศษที่ออกแบบมาสำหรับการไหลแบบราบเรียบ

มุมแม่พิมพ์ที่เหมาะสมช่วยให้มั่นใจได้ว่าการหลอมกึ่งตัวนำจะเร่งความเร็วได้อย่างราบรื่นโดยไม่ต้องเกาะบนพื้นผิวโลหะ ช่องการไหลที่ออกแบบอย่างเหมาะสมช่วยป้องกันการเกิดความร้อนจากแรงเฉือน และรับประกันว่าสารประกอบจะพันรอบตัวนำที่ตีเกลียวอย่างสม่ำเสมอ โดยคงไว้ซึ่งจุดรวมศูนย์ที่สมบูรณ์แบบ

บทสรุป

• การลดการคายประจุบางส่วนโดยพื้นฐานแล้วจำเป็นต้องอาศัยการเรียนรู้ด้านวัสดุศาสตร์และการควบคุมพื้นผิว แผงป้องกันกึ่งตัวนำคุณภาพสูงทำหน้าที่เป็นตัวกั้นที่สำคัญระหว่างตัวนำดิบและฉนวนอิเล็กทริก

• ความบริสุทธิ์ของวัสดุมีความสัมพันธ์โดยตรงกับอายุการใช้งานของสายเคเบิล การขจัดช่องว่างขนาดเล็ก ความพรุนของความชื้น และการจับตัวเป็นก้อนของคาร์บอนแบล็ค จะช่วยขจัดสภาวะทางกายภาพที่กระตุ้นให้เกิดการสร้างต้นไม้ทางไฟฟ้า

• วิศวกรต้องจัดลำดับความสำคัญความเข้ากันได้ทางอุณหพลศาสตร์ การอัดรีดร่วมการป้องกันการจับคู่อย่างเหมาะสมและสารประกอบ XLPE ช่วยให้มั่นใจได้ว่าชั้นขอบเขตที่ปราศจากช่องว่างทางเคมีไม่สามารถแยกออกได้

• ขั้นตอนต่อไปสำหรับผู้ซื้อ: ทีมวิศวกรรมเคเบิลควรขอเอกสารข้อมูลทางเทคนิคเฉพาะ (TDS) สำหรับเกรดเฉพาะทาง เช่น ZC-4111 ทันที ดำเนินการนำร่องการอัดรีดร่วมบนสายการผลิตของคุณ วัดระดับ PD พื้นฐานที่เป็นผลลัพธ์อย่างเข้มงวด และประเมินความเสถียรของความต้านทานเชิงปริมาตรภายใต้รอบโหลดความร้อนที่มีความต้องการสูง

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: ค่าความต้านทานต่อปริมาตรในอุดมคติสำหรับวัสดุป้องกันกึ่งตัวนำคือเท่าใด

ตอบ: โดยปกติแล้ว ควรคงอุณหภูมิไว้ต่ำกว่า 1,000 Ω·cm ที่ 90°C อย่างไรก็ตาม ข้อมูลจำเพาะที่แน่นอนขึ้นอยู่กับระดับแรงดันไฟฟ้าของสายเคเบิลและข้อกำหนดมาตรฐาน IEC หรือ AEIC ที่เกี่ยวข้อง เหนือสิ่งอื่นใด ความเสถียรของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบไดนามิกพิสูจน์ให้เห็นถึงความสำคัญมากกว่าการบรรลุเลขพื้นฐานสัมบูรณ์ที่ต่ำอย่างไม่น่าเชื่อที่อุณหภูมิห้อง

ถาม: เหตุใดจึงนิยมใช้การเชื่อมขวางด้วยเปอร์ออกไซด์มากกว่าไซเลนสำหรับวัสดุป้องกัน HV

ตอบ: การเชื่อมขวางด้วยเปอร์ออกไซด์ใช้กระบวนการบ่มแบบแห้งภายในท่อวัลคาไนซ์แบบต่อเนื่อง (CV) ซึ่งจะช่วยป้องกันความชื้นเข้าสู่ระบบฉนวนหลักได้อย่างมาก การทำให้แกนกลางแห้งถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับสายเคเบิล MV และ HV เพื่อป้องกันการเกิดน้ำและรักษาความเป็นฉนวนที่สูงอย่างสม่ำเสมอ

ถาม: วัสดุป้องกันที่ไม่ดีอาจทำให้สายเคเบิลไม่ผ่านการทดสอบ PD จากโรงงานได้หรือไม่

ก. ใช่. สิ่งปนเปื้อน อนุภาคไหม้เกรียมที่เตรียมไว้ หรือการกระจายตัวของคาร์บอนแบล็กที่ไม่ดี ทำให้เกิดการยื่นออกมาทางกายภาพที่เป็นอันตรายซึ่งขยายไปสู่ชั้นฉนวน XLPE แม้แต่ส่วนที่ยื่นออกมาเล็กๆ วัดได้ไม่กี่ไมครอนก็สามารถขยายสนามไฟฟ้าเฉพาะจุดได้มากพอที่จะกระตุ้นการคายประจุบางส่วนและล้มเหลวในการทดสอบตามปกติทันที