Welke fysieke verandering treedt er op in de kabel wanneer de buigradius tijdens installatie slechts 2 cm de minimumwaarde overschrijdt

Laat me je een waargebeurd verhaal vertellen.

Vorige maand stuurde een oude klant in Australië een defecte kabel terug. Het was 35 vierkante millimeter, vierkernig, gepantserd met staalband, gebruikt in het stroomcircuit van een fotovoltaïsche installatie. De foutbeschrijving was eenvoudig: onstabiele stroom, maar er waren geen zichtbare problemen.

Samen met enkele collega's van kwaliteitscontrole en productie hebben we hem in de werkplaats gedemonteerd.

Het pantser was normaal. De buitenmantel was normaal. Echter, deXLPEisolatie had – op één fase – een zeer fijne scheur, slechts ongeveer een halve millimeter breed. Je zou het niet eens merken, tenzij je tegen een lamp naar de isolatielaag keek.

De klant stuurde foto's van de site. De kabel was tijdens de installatie door een I-balkbocht getrokken. Wij vroegen hem de buigradius te meten.

Werkelijk geïnstalleerde bochtdiameter: 10D Minimale ontworpen bochtdiameter: 12D

Slechts 2 centimeter verschil.

In eerste instantie dachten ze: "Het is een beetje onbeduidend." Binnen drie maanden begon de kabel te struikelen en oververhit te raken.

Laten we een veel voorkomende misvatting aanpakken:

Veel mensen denken dat een buigradius "dicht genoeg" voldoende is.

Nee. Kabels zijn geen staalversterking. Het zijn geen puur structurele componenten.

Kabels bevatten drie verschillende materialen:

Koperen geleider (die vervormt)

Isolatielaag (die bestand is tegen elektriciteit, hitte en scheuren)

Armor/schede (die bescherming biedt)

Wanneer de buigradius te klein is, worden deze drie componenten niet gelijkmatig belast.

Aan de binnenkant van de bocht wordt alles samengedrukt.

Aan de buitenkant van de bocht is alles uitgerekt.

Zodra de trekspanning een bepaalde waarde overschrijdt – niet de ‘breekgrens’, maar een subtielere grens waarbij ‘permanente schade begint’ – beginnen er dingen te gebeuren.

Welke veranderingen brengt die 2 centimeter eigenlijk met zich mee?

Ik zal het proces dat we onder een microscoop zien, in de eenvoudigste bewoordingen uitleggen.

Stap 1: Koperdraadroosterslip
Koper is geen perfect homogeen elastisch lichaam. Wanneer de buigradius te klein is, worden de koperdraden aan de buitenzijde van de bocht uitgerekt tot in de plastische vervormingszone. Met andere woorden: zelfs als je hem loslaat, veert hij niet terug.

Dit leidt tot twee dingen:

Een lichte verkleining van het dwarsdoorsnedeoppervlak van de koperdraad → Verhoogde lokale weerstand

Er ontstaan ​​microscopisch kleine openingen tussen de koperdraden → Instabiele contactweerstand

De bron van onstabiele stroom begint hier.

Stap twee: Scheuren in de isolatielaag (de meest fatale stap)

Hoewel XLPE (cross-linked polyethyleen) hittebestendig en verouderingsbestendig is, is het niet bestand tegen scherpe, plaatselijke trekspanningen.

Wanneer de koperdraad plastische vervorming ondergaat, wordt de isolatielaag door de draad in een abnormale richting "geduwd". Aan de buitenzijde van de bocht wordt de isolatie dunner; aan de binnenkant is het geperst en gerimpeld.

Uiteindelijk ontstaat er op een gegeven moment – ​​net als bij het buigen van een plastic liniaal – een microscheurtje.

Deze scheur zal niet onmiddellijk kapot gaan onder hoge spanning, maar zal zich langzaam voortplanten tijdens thermische cycli.

Zodra er vocht of stof binnendringt, wordt dit het startpunt voor gedeeltelijke ontlading.

Stap drie: Armor wordt een "Blade"
Het stalen strippantser is oorspronkelijk ontworpen voor drukweerstand en bescherming tegen knaagdieren.

Bij bochten kan de binnenrand van de stalen strip echter als een mes door de binnenbekleding en de isolatie snijden. In de kabel die we ontleedden, overlapte de stalen strip elkaar en was door de binnenvoering heengesleten, waardoor hij rechtstreeks in contact kwam met het buitenoppervlak van de isolatie.

Een verschil van slechts 2 centimeter maakte van de beschermlaag een schadelijke laag.

‘Er goed uitzien’ is het gevaarlijkste wat er is.

Hier wil ik een stukje technisch gezond verstand noemen dat veel mensen niet kennen:

90% van de schade aan kabels na installatie in bochten veroorzaakt geen onmiddellijke storing.

Wat betekent dit?

De eerste dagen na installatie is de isolatieweerstand normaal.

Gedurende de eerste week dat het apparaat is ingeschakeld, is de stroom ook normaal.

Na tientallen of zelfs honderden thermische cycli zorgt de hitte overdag ervoor dat de isolatie uitzet; Nachtelijke koeling zorgt ervoor dat de isolatie krimpt.

Die microscheurtjes zetten steeds groter uit tijdens deze ‘uitzetting en samentrekking’.

Eindelijk, op een dag, om 3 uur 's nachts, schakelt de stroomonderbreker uit.

Na een lange inspectie ter plaatse: de buitenkant is intact en beide uiteinden van de connector zijn in orde.

Niemand zou vermoeden dat de "slechts 2 centimeter" bocht in het midden is.

Daarom zeg ik: de buigradius is geen ‘aanbevolen waarde’, maar een ‘levensduurgarantiewaarde’.

Als u deze met 1 cm overschrijdt, riskeert u niets; u bepaalt precies wanneer de kabel het begeeft.

Onthoud dit in drie zinnen: Een afwijking van 2 cm in de buigradius zal onomkeerbare plastische vervorming van de koperdraden veroorzaken, wat leidt tot een verhoogde lokale weerstand.

Een groter verborgen gevaar is het verschijnen van microscheurtjes in de isolatie, die tijdens thermische cycli langzaam uitzetten tot doorbraakpaden.

In elk geval van weggegooide kabel die we hebben ontleed, zei de persoon die de limiet voor de buigradius overschreed aanvankelijk hetzelfde: "Het is bijna in orde."

Als de levensduur van kabels je interesseert, is hier mijn praktische advies: ik probeer geen angst te zaaien. Ik heb echt veel te veel kabels ontleed die "perfect zijn aan de buitenkant, maar verschrikkelijk van binnen".

Bij de daadwerkelijke installatie raad ik u aan:

Vertrouw niet op “schattingen”; meet de werkelijke buigdiameter met behulp van een liniaal of sjabloon.

Als de ruimte echt beperkt is, probeer dan niet de bochtdiameter te verkleinen; gebruik in plaats daarvan een flexibelere kabel (bijvoorbeeld dunnere geleiderdraden of een omvlechting van staaldraad ter bescherming).

Het allerbelangrijkste: de buigradius is gebaseerd op de middellijn van de kabel, niet op de buitendiameter. Veel mensen meten het verkeerd.

Als u niet zeker weet of de buigdiameter van een bepaalde kabel acceptabel is, stuur mij dan een vereenvoudigd schema van het legpad en het kabeltype. Wij kunnen u helpen met een diagram; het is misschien kosteneffectiever dan zelf drie maanden proberen en falen.