ข้อมูลเชิงลึกทางเทคนิคจาก Shenghua Cable

วันที่: 19 มีนาคม 2567

ฉนวนสายไฟชำรุดเป็นหนึ่งในความเสี่ยงที่ร้ายแรงที่สุดในระบบส่งกำลัง เมื่อฉนวนล้มเหลว อาจนำไปสู่การลัดวงจร ความเสียหายต่ออุปกรณ์ ไฟดับเป็นวงกว้าง และแม้กระทั่งอุบัติเหตุไฟไหม้

จากประสบการณ์การดำเนินงานและการผลิตมานานหลายทศวรรษShenghua Cable (Shanghai Shenghua Cable Technology Group Co., Ltd.)ได้ศึกษาอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับกลไกความล้มเหลวของฉนวนในสายไฟ โดยการประยุกต์ใช้ทฤษฎีฉนวนของแข็งและผสมผสานกับกรณีวิศวกรรมจริง บริษัทได้สรุปสาเหตุหลักและกลยุทธ์การป้องกันเพื่อปรับปรุงความปลอดภัยของสายไฟและยืดอายุการใช้งาน

สำหรับข้อกำหนดทางเทคนิคและโซลูชันสายไฟที่ได้รับการรับรอง โปรดไปที่:
https://www.shanpowercable.com/

I. การชำรุดของฉนวนของแข็ง

ในสายไฟ วัสดุฉนวนทำหน้าที่เป็นฉนวนของแข็งเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ใช้เกินความแข็งแรงของสนามไฟฟ้าวิกฤตที่ฉนวนสามารถทนได้ จะเกิดกระแสไฟฟ้าไหลอย่างกะทันหัน ฉนวนจะสูญเสียความสามารถในการกั้นกระแสไฟฟ้า — นี่คือสิ่งที่เรียกว่าการชำรุดของฉนวน.

มีรูปแบบหลักสามประการของการชำรุดของฉนวนของแข็ง:

1. การชำรุดทางไฟฟ้า

เมื่อแรงดันไฟฟ้าสูงพอ อิเล็กตรอนอิสระภายในฉนวนจะเร่งความเร็วภายใต้สนามไฟฟ้าที่แรง อิเล็กตรอนเหล่านี้จะชนกับอะตอม ทำให้เกิดโซ่อาการแตกตัวเป็นไอออนและตัวพาประจุอิสระมากขึ้น

ผลกระทบแบบหิมะถล่มนี้จะทำลายโครงสร้างฉนวนในที่สุด

การชำรุดทางไฟฟ้าโดยทั่วไปเกิดขึ้นภายใต้:

• แรงดันไฟฟ้าเกินสูง
• สนามไฟฟ้าเฉพาะที่รุนแรง
• การกระจายสนามไฟฟ้าที่ไม่ดี

2. การชำรุดทางความร้อน

เมื่อสายไฟทำงานภายใต้แรงดันไฟฟ้าเป็นเวลานาน การสูญเสียฉนวนจะสร้างความร้อนภายในฉนวน

หากการสร้างความร้อนเกินกว่าการระบายความร้อน:

• อุณหภูมิจะสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง
• คุณสมบัติของฉนวนเสื่อมลง
• ความแข็งแรงเชิงกลอ่อนแอลง
• การชำรุดจะเกิดขึ้นในที่สุด

การทำงานเกินพิกัดและการระบายความร้อนที่ไม่ดีเป็นปัจจัยทั่วไป

3. การชำรุดทางเคมีไฟฟ้า

เมื่อเวลาผ่านไป วัสดุฉนวนจะได้รับผลกระทบจาก:

• ความเค้นจากความร้อน
• การสั่นสะเทือนเชิงกล
• การกัดกร่อนทางเคมี
• ความเค้นทางไฟฟ้า

การเสื่อมสภาพทำให้ประสิทธิภาพค่อยๆ ลดลง หากมีฟองอากาศหรือช่องว่างอากาศ อาจเกิดการปล่อยประจุบางส่วนหรือการปล่อยโคโรนา ซึ่งนำไปสู่การเกิดคาร์บอนเฉพาะที่และการชำรุดในที่สุด

II. ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการชำรุดของฉนวน

จากประสบการณ์ภาคสนามหลายปี Shenghua Cable ได้ระบุปัจจัยที่มีอิทธิพลหลักหลายประการ:

1. ความหนาของฉนวนและความแรงของสนามไฟฟ้า

ความแรงของสนามไฟฟ้า (E) แปรผกผันกับความหนาของฉนวน (d):

E = V / d

โดยที่:

• V = แรงดันไฟฟ้าที่ใช้
• d = ความหนาของฉนวน

ฉนวนที่หนาขึ้นจะลดความเข้มของสนามไฟฟ้าและเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ชำรุด

นี่คือเหตุผลที่ Shenghua Cable ควบคุมความหนาและความสม่ำเสมอของฉนวนอย่างระมัดระวังในระหว่างการผลิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสายไฟแรงดันปานกลางและแรงดันสูง

2. สิ่งเจือปนและฟองอากาศ

สิ่งเจือปนและฟองอากาศขนาดเล็กภายในฉนวนเป็นอันตรายอย่างยิ่ง

เนื่องจาก:

• ฟองอากาศลดความหนาของฉนวนที่มีประสิทธิภาพ
• ความเข้มของสนามไฟฟ้าจะเข้มข้นในบริเวณที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำ
• การปล่อยประจุบางส่วนเกิดขึ้นภายในช่องว่าง

จุดอ่อนเหล่านี้จะกลายเป็นจุดเริ่มต้นของการชำรุด

กระบวนการอบแห้งวัสดุและการกำจัดฟองอากาศด้วยสุญญากาศเป็นสิ่งจำเป็นในระหว่างการผลิต

3. การสัมผัสที่ไม่ดีระหว่างตัวนำและฉนวน

ช่องว่างระหว่างตัวนำและชั้นฉนวนจะสร้างโซนการแตกตัวเป็นไอออนคล้ายกับฟองอากาศ ซึ่งลดความแข็งแรงของฉนวน

การควบคุมการอัดรีดและการยึดติดที่แม่นยำมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพในระยะยาว

4. การแทรกซึมของความชื้น

ความชื้นช่วยลดความแข็งแรงของฉนวนลงอย่างมากโดย:

• เพิ่มการนำไฟฟ้า
• เพิ่มการสูญเสียฉนวน
• เร่งการชำรุดทางความร้อน

เมื่อฉนวนดูดซับน้ำ แรงดันไฟฟ้าที่ชำรุดจะลดลงอย่างรวดเร็ว

5. การกระจายสนามไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมอ

ฉนวนทนต่อแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นในสนามไฟฟ้าที่สม่ำเสมอ ในสนามที่ไม่สม่ำเสมอ แรงดันไฟฟ้าที่ชำรุดจะลดลงอย่างมาก

สำหรับสายไฟที่ให้คะแนน 35kV ขึ้นไป จะใช้กรวยความเค้นและวงแหวนป้องกันกราวด์ที่ปลายสายเพื่อปรับการกระจายสนามไฟฟ้าให้เหมาะสม

Shenghua Cable ออกแบบระบบแรงดันไฟฟ้าสูงของตนด้วยการกระจายความเค้นที่ควบคุมได้เพื่อเพิ่มความแข็งแรงในการอัดและความน่าเชื่อถือ

III. สาเหตุของการชำรุดของฉนวนสายไฟในทางปฏิบัติ

จากกรณีการดำเนินงาน สาเหตุความล้มเหลวหลัก ได้แก่:

1. ความเสียหายทางกล

ความเสียหายทางกลยังคงเป็นสาเหตุหลักของการล้มเหลวของฉนวน

ตัวอย่างทั่วไป:

• วัตถุหนักทับสายไฟ
• อุบัติเหตุจากการขุด
• การดัดงอมากเกินไประหว่างการติดตั้ง
• แรงดึงมากเกินไป
• การทรุดตัวของดินทำให้เกิดความเค้น

การติดตั้งและการป้องกันทางกลที่เหมาะสมเป็นสิ่งจำเป็น

2. ความล้มเหลวของขั้วต่อและข้อต่อ

ขั้วต่อสายไฟและข้อต่อระหว่างสายเป็นจุดอ่อน

สาเหตุทั่วไป:

• ฝีมือไม่ดี
• การปิดผนึกไม่เหมาะสม
• วัสดุคุณภาพต่ำ
• ช่องว่างอากาศและความชื้นระหว่างการติดตั้ง

ขั้วต่อแรงดันไฟฟ้าสูงต้องสร้างขึ้นอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการกระจุกตัวของสนามไฟฟ้า

3. ฉนวนเปียกชื้น

การแทรกซึมของความชื้นเกิดขึ้นเนื่องจาก:

• การปิดผนึกข้อต่อไม่ดี
• ชั้นป้องกันเสียหาย
• การกัดกร่อนของปลอกตะกั่ว
• การสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมเป็นเวลานาน

เมื่อความชื้นเข้าสู่ ความแข็งแรงของฉนวนจะลดลงอย่างรวดเร็ว

4. แรงดันไฟฟ้าเกิน

แรงดันไฟฟ้าเกินอาจเกิดจาก:

• ฟ้าผ่า (แรงดันไฟฟ้าเกินบรรยากาศ)
• การดำเนินการสวิตช์
• ความผิดพลาดของระบบ

แรงดันไฟฟ้าเกินของระบบไฟฟ้าอาจทำให้สายไฟหลายเส้นล้มเหลวพร้อมกัน

5. ฉนวนเสื่อมสภาพ

การสัมผัสเป็นเวลานานกับ:

• ความร้อน
• การทำงานเกินพิกัด
• ความเค้นจากสิ่งแวดล้อม

ทำให้วัสดุเปราะและแตก

การระบายความร้อนที่ไม่ดีมักเป็นสาเหตุหลักของการเสื่อมสภาพจากความร้อน

IV. มาตรการป้องกัน

เพื่อลดความเสี่ยงของการชำรุดของฉนวน Shenghua Cable ขอแนะนำดังนี้:

1. ป้องกันความเสียหายทางกล

• ป้องกันสายไฟเหนือศีรษะ
• ติดตั้งสิ่งกีดขวางทางกายภาพตามความจำเป็น
• ทำเครื่องหมายเส้นทางสายไฟใต้ดินให้ชัดเจน
• ควบคุมขั้นตอนการขุด

2. ปรับปรุงคุณภาพข้อต่อและขั้วต่อ

ระหว่างการติดตั้ง:

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพันฉนวนแน่น
• หลีกเลี่ยงช่องว่างอากาศ
• อบแห้งเรซินอีพ็อกซี่และวัสดุเติมก่อนใช้งาน
• ใช้กรวยความเค้นและวงแหวนป้องกันสำหรับสายไฟ ≥35kV

การควบคุมภาคสนามที่เหมาะสมช่วยเพิ่มความแข็งแรงของฉนวนได้อย่างมาก

3. เสริมความแข็งแรงของการป้องกันปลอกนอก

เพื่อป้องกันการกัดกร่อนและการแทรกซึมของความชื้น:

• ตรวจสอบชั้นป้องกันด้านนอกเป็นประจำ
• ทาสีเคลือบป้องกันใหม่ เช่น สีแอสฟัลต์ทุกๆ 2-3 ปี
• ซ่อมแซมปลอกที่เสียหายทันที

4. ควบคุมโหลดและอุณหภูมิ

• หลีกเลี่ยงการทำงานเกินพิกัด
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการระบายอากาศที่เหมาะสม
• ตรวจสอบอุณหภูมิการทำงาน
• ใช้สายไฟที่ให้คะแนนเหมาะสมกับกำลังของระบบ

Shenghua Cable: มุ่งมั่นเพื่อความน่าเชื่อถือในระยะยาว

การชำรุดของฉนวนสายไฟไม่ใช่ปัญหาที่เกิดจากปัจจัยเดียว — โดยทั่วไปแล้วเป็นผลมาจากปัจจัยด้านการออกแบบ วัสดุ การติดตั้ง และการดำเนินงานที่ผสมผสานกัน

ด้วยประสบการณ์การผลิตหลายทศวรรษ Shenghua Cable มุ่งเน้นไปที่:

• การควบคุมคุณภาพวัสดุที่เข้มงวด
• กระบวนการอัดรีดและฉนวนขั้นสูง
• การออกแบบสนามไฟฟ้าที่เหมาะสมที่สุด
• เทคโนโลยีการควบคุมความเค้นแรงดันไฟฟ้าสูง
• การตรวจสอบคุณภาพที่ครอบคลุม

ด้วยการผสมผสานทฤษฎีวิศวกรรมที่แข็งแกร่งกับประสบการณ์การใช้งานจริง Shenghua Cable นำเสนอโซลูชันสายไฟที่เชื่อถือได้สำหรับโครงการด้านพลังงาน โครงสร้างพื้นฐาน และอุตสาหกรรมทั่วโลก

สำหรับข้อกำหนดผลิตภัณฑ์และการให้คำปรึกษาด้านเทคนิค โปรดไปที่:
https://www.shanpowercable.com/