ცეცხლგამძლე კაბელებში ტენიანობის შეღწევის ფაქტორების სიღრმისეული ანალიზი: სრული ჯაჭვური პერსპექტივა ძირითადი მასალებიდან და სტრუქტურიდან ინჟინერიამდე

ცეცხლგამძლე კაბელები შენობებსა და სამრეწველო ობიექტებში ექსტრემალურ პირობებში ელექტროენერგიის მიწოდების უზრუნველსაყოფად სასიცოცხლო მნიშვნელობისაა. მიუხედავად იმისა, რომ მათი განსაკუთრებული ხანძარსაწინააღმდეგო მახასიათებლები კრიტიკულია, ტენიანობის შეღწევა ფარულ, მაგრამ ხშირ რისკს წარმოადგენს, რამაც შეიძლება მნიშვნელოვნად შეაფერხოს ელექტრომომსახურება, ხანგრძლივი გამძლეობა და გამოიწვიოს მათი ხანძარსაწინააღმდეგო ფუნქციის ჩავარდნაც კი. როგორც საკაბელო მასალების სფეროში ღრმად ჩახედული ექსპერტები, ONE WORLD-ს ესმის, რომ კაბელების ტენიანობის პრევენცია სისტემური პრობლემაა, რომელიც მოიცავს მთელ ჯაჭვს, ძირითადი მასალების, როგორიცაა საიზოლაციო ნაერთები და გარსაცმები, შერჩევიდან დაწყებული, მონტაჟით, კონსტრუქციითა და მიმდინარე მოვლა-პატრონობით დამთავრებული. ეს სტატია ჩაატარებს ტენიანობის შეღწევის ფაქტორების სიღრმისეულ ანალიზს, ძირითადი მასალების, როგორიცაა LSZH, XLPE და მაგნიუმის ოქსიდის მახასიათებლებით დაწყებული.

1. კაბელის ონტოლოგია: ძირითადი მასალები და სტრუქტურა, როგორც ტენიანობის პრევენციის საფუძველი

ცეცხლგამძლე კაბელის ტენიანობისადმი მდგრადობა ფუნდამენტურად განისაზღვრება მისი ძირითადი კაბელის მასალების თვისებებითა და სინერგიული დიზაინით.

გამტარი: მაღალი სისუფთავის სპილენძის ან ალუმინის გამტარები თავად ქიმიურად სტაბილურია. თუმცა, თუ ტენიანობა შეაღწევს, მას შეუძლია გამოიწვიოს მუდმივი ელექტროქიმიური კოროზია, რაც გამოიწვევს გამტარის განივი კვეთის შემცირებას, წინააღმდეგობის გაზრდას და, შესაბამისად, ადგილობრივი გადახურების პოტენციურ მიზეზად იქცევა.

საიზოლაციო ფენა: ძირითადი ბარიერი ტენიანობის წინააღმდეგ

არაორგანული მინერალური იზოლაციის ნაერთები (მაგ., მაგნიუმის ოქსიდი, ქარსი): მაგნიუმის ოქსიდისა და ქარსის მსგავსი მასალები თავისთავად არააწვავადია და მაღალი ტემპერატურის მიმართ მდგრადია. თუმცა, მათი ფხვნილის ან ქარსის ლენტის ლამინირების მიკროსკოპული სტრუქტურა შეიცავს თანდაყოლილ ხარვეზებს, რომლებიც ადვილად შეიძლება გახდეს წყლის ორთქლის დიფუზიის გზები. ამიტომ, ასეთი იზოლაციის ნაერთების გამოყენებით კაბელები (მაგ., მინერალური იზოლაციის კაბელები) ჰერმეტული დალუქვის მისაღწევად უნდა დაეყრდნონ უწყვეტ ლითონის გარსს (მაგ., სპილენძის მილი). თუ ეს ლითონის გარსი დაზიანდება წარმოების ან მონტაჟის დროს, იზოლატორში, მაგნიუმის ოქსიდის მსგავსად, ტენიანობის შეღწევა გამოიწვევს მისი იზოლაციის წინაღობის მკვეთრ შემცირებას.

პოლიმერული საიზოლაციო ნაერთები (მაგ., XLPE): ტენიანობისადმი მდგრადობაჯვარედინი შეკავშირებული პოლიეთილენი (XLPE)ეს გამომდინარეობს ჯვარედინი შეერთების პროცესის დროს წარმოქმნილი სამგანზომილებიანი ქსელური სტრუქტურიდან. ეს სტრუქტურა მნიშვნელოვნად ზრდის პოლიმერის სიმკვრივეს, ეფექტურად ბლოკავს წყლის მოლეკულების შეღწევას. მაღალი ხარისხის XLPE იზოლაციის ნაერთები ავლენენ წყლის ძალიან დაბალ შთანთქმას (როგორც წესი, <0.1%). ამის საპირისპიროდ, დეფექტების მქონე უხარისხო ან დაძველებულ XLPE-ს შეუძლია მოლეკულური ჯაჭვის გაწყვეტის გამო ტენიანობის შთანთქმის არხების წარმოქმნა, რაც იწვევს იზოლაციის მუშაობის მუდმივ გაუარესებას.

გარსი: გარემოსგან დაცვის პირველი ხაზი

დაბალი კვამლისგან თავისუფალი ჰალოგენური (LSZH) გარსაცმის ნაერთიLSZH მასალების ტენიანობისა და ჰიდროლიზისადმი მდგრადობა პირდაპირ დამოკიდებულია ფორმულირების დიზაინსა და მის პოლიმერულ მატრიცასა (მაგ., პოლიოლეფინი) და არაორგანულ ჰიდროქსიდურ შემავსებლებს (მაგ., ალუმინის ჰიდროქსიდი, მაგნიუმის ჰიდროქსიდი) შორის თავსებადობაზე. მაღალი ხარისხის LSZH გარსის ნაერთმა, ცეცხლგამძლეობის უზრუნველყოფის პარალელურად, უნდა მიაღწიოს წყლის დაბალ შთანთქმას და შესანიშნავ ხანგრძლივ ჰიდროლიზისადმი მდგრადობას ზედმიწევნითი ფორმულირების პროცესების მეშვეობით, რათა უზრუნველყოს სტაბილური დამცავი მოქმედება ნესტიან ან წყლის დაგროვების გარემოში.

ლითონის გარსი (მაგ., ალუმინ-პლასტმასის კომპოზიტური ლენტი): როგორც კლასიკური რადიალური ტენიანობის ბარიერი, ალუმინ-პლასტმასის კომპოზიტური ლენტის ეფექტურობა დიდად არის დამოკიდებული მისი გრძივი გადაფარვის ადგილას დამუშავებისა და დალუქვის ტექნოლოგიაზე. თუ ამ შეერთების ადგილას ცხელი დნობის წებოვანი დალუქვა წყვეტილი ან დეფექტურია, მთელი ბარიერის მთლიანობა მნიშვნელოვნად ირღვევა.

2. მონტაჟი და მშენებლობა: მასალის დაცვის სისტემის საველე ტესტირება

კაბელის ტენიანობის შეღწევის შემთხვევების 80%-ზე მეტი მონტაჟისა და მშენებლობის ფაზაში ხდება. მშენებლობის ხარისხი პირდაპირ განსაზღვრავს, შესაძლებელია თუ არა კაბელის თანდაყოლილი ტენიანობისადმი მდგრადობის სრულად გამოყენება.

არასაკმარისი გარემოს კონტროლი: კაბელის გაყვანა, ჭრა და შეერთება 85%-ზე მეტი ფარდობითი ტენიანობის მქონე გარემოში იწვევს ჰაერიდან წყლის ორთქლის სწრაფ კონდენსაციას კაბელის ჭრილებზე და საიზოლაციო ნაერთებისა და შემავსებელი მასალების გამოვლენილ ზედაპირებზე. მაგნიუმის ოქსიდის მინერალური იზოლაციის მქონე კაბელების შემთხვევაში, ექსპოზიციის დრო მკაცრად უნდა იყოს შეზღუდული; წინააღმდეგ შემთხვევაში, მაგნიუმის ოქსიდის ფხვნილი სწრაფად შეიწოვს ტენიანობას ჰაერიდან.

დალუქვის ტექნოლოგიისა და დამხმარე მასალების დეფექტები:

შეერთებები და დაბოლოებები: აქ გამოყენებული თერმოშემკუმშვადი მილები, ცივადშემკუმშვადი დაბოლოებები ან ჩამოსხმული დალუქვის მასალები ტენიანობისგან დაცვის სისტემის ყველაზე კრიტიკულ რგოლებს წარმოადგენს. თუ ამ დალუქვის მასალებს არასაკმარისი შეკუმშვის ძალა აქვთ, კაბელის გარსის ნაერთთან (მაგ., LSZH) არასაკმარისი მიკვრის სიმტკიცე ან დაბერებისადმი სუსტი თანდაყოლილი წინააღმდეგობა აქვთ, ისინი მყისიერად წყლის ორთქლის შეღწევის მოკლე გზად იქცევიან.

მილები და საკაბელო უჯრები: კაბელის დამონტაჟების შემდეგ, თუ მილების ბოლოები მჭიდროდ არ იქნება დალუქული პროფესიონალური ცეცხლგამძლე შპაკლით ან დალუქვით, მილი გადაიქცევა „კულვერტად“, სადაც გროვდება ტენიანობა ან თუნდაც მდგარი წყალი, რაც ქრონიკულად აზიანებს კაბელის გარე გარსს.

მექანიკური დაზიანება: მონტაჟის დროს მინიმალური მოხრის რადიუსზე მეტად მოხრამ, ბასრი ხელსაწყოებით ქაჩვამ ან დაგების გზაზე ბასრი კიდეებით მოქაჩვამ შეიძლება გამოიწვიოს უხილავი ნაკაწრები, ჩაღრმავებები ან მიკრობზარები LSZH გარსზე ან ალუმინ-პლასტმასის კომპოზიტურ ლენტაზე, რაც სამუდამოდ დაარღვევს მათ დალუქვის მთლიანობას.

3. ექსპლუატაცია, მოვლა-პატრონობა და გარემო: მასალის გამძლეობა ხანგრძლივი მომსახურების პირობებში

კაბელის ექსპლუატაციაში გაშვების შემდეგ, მისი ტენიანობისადმი მდგრადობა დამოკიდებულია კაბელის მასალების გამძლეობაზე გარემო ფაქტორების ხანგრძლივი ზემოქმედების ქვეშ.

ტექნიკური მომსახურების ზედამხედველობა:

საკაბელო თხრილის/ჭაბურღილის საფარის არასათანადო დალუქვა ან დაზიანება წვიმის წყლის და კონდენსაციის წყლის პირდაპირ შეღწევას იწვევს. ხანგრძლივი ჩაძირვა სერიოზულ გამოცდას უქმნის LSZH გარსაცმის ნაერთის ჰიდროლიზისადმი მდგრადობის ზღვრულ ზღვრებს.

პერიოდული შემოწმების რეჟიმის დაუწესებლობა ხელს უშლის დაძველებული, დაბზარული დალუქვის საშუალებების, თერმოშემკუმშვადი მილების და სხვა დალუქვის მასალების დროულ აღმოჩენას და შეცვლას.

გარემოსდაცვითი სტრესის დაბერების გავლენა მასალებზე:

ტემპერატურის ციკლი: დღიური და სეზონური ტემპერატურის სხვაობა კაბელში „სუნთქვის ეფექტს“ იწვევს. ეს ციკლური სტრესი, რომელიც ხანგრძლივად მოქმედებს პოლიმერულ მასალებზე, როგორიცაა XLPE და LSZH, შეიძლება გამოიწვიოს მიკროდაღლილობის დეფექტები, რაც ქმნის პირობებს ტენიანობის შეღწევისთვის.

ქიმიური კოროზია: მჟავე/ტუტე ნიადაგში ან კოროზიული გარემოს შემცველ სამრეწველო გარემოში, როგორც LSZH გარსის პოლიმერული ჯაჭვები, ასევე ლითონის გარსები შეიძლება განიცდიდნენ ქიმიურ შეტევას, რაც იწვევს მასალის დაფხვნას, პერფორაციას და დამცავი ფუნქციის დაკარგვას.

დასკვნა და რეკომენდაციები

ცეცხლგამძლე კაბელებში ტენიანობის პრევენცია სისტემატური პროექტია, რომელიც მოითხოვს მრავალგანზომილებიან კოორდინაციას შიგნიდან გარეთ. ის იწყება კაბელის ძირითადი მასალებით - როგორიცაა XLPE იზოლაციის ნაერთები მკვრივი ჯვარედინი შეკავშირებული სტრუქტურით, მეცნიერულად ჩამოყალიბებული ჰიდროლიზისადმი მდგრადი LSZH გარსაცმის ნაერთები და მაგნიუმის ოქსიდის იზოლაციის სისტემები, რომლებიც ეყრდნობიან ლითონის გარსებს აბსოლუტური დალუქვისთვის. ეს ხორციელდება სტანდარტიზებული კონსტრუქციისა და დამხმარე მასალების, როგორიცაა დალუქვის საშუალებები და თერმოშეკუმშვადი მილები, მკაცრი გამოყენების გზით. საბოლოო ჯამში, ეს დამოკიდებულია პროგნოზირებად მოვლა-პატრონობის მართვაზე.

ამიტომ, მაღალი ხარისხის საკაბელო მასალებისგან (მაგ., პრემიუმ LSZH, XLPE, მაგნიუმის ოქსიდი) დამზადებული და მყარი სტრუქტურული დიზაინით გამორჩეული პროდუქტების მოძიება კაბელის მთელი სასიცოცხლო ციკლის განმავლობაში ტენიანობისადმი მდგრადობის უზრუნველყოფის ფუნდამენტური ქვაკუთხედია. თითოეული საკაბელო მასალის ფიზიკური და ქიმიური თვისებების ღრმა გაგება და პატივისცემა ტენიანობის შეღწევის რისკების ეფექტური იდენტიფიცირების, შეფასებისა და პრევენციის საწყისი წერტილია.