Ποια είναι τα κοινά προβλήματα με τα καλώδια XLPE;

Ι. Μια αναπόφευκτη ειλικρινής ερώτηση

Σε έργα στο εξωτερικό, διασταυρωμένο πολυαιθυλένιο(XLPE) τα καλώδια είναι σχεδόν τυπικός εξοπλισμός σε συστήματα ισχύος μέσης και υψηλής τάσης. Οι εξαιρετικές διηλεκτρικές τους ιδιότητες, η υψηλή αντίσταση στη θερμότητα, η μεγάλη ικανότητα μετάδοσης, το μικρό βάρος και η εύκολη εγκατάσταση τα έχουν κάνει αντικαταστάτη των καλωδίων με μόνωση χαρτιού για δεκαετίες.

Ωστόσο, δεν είναι ανίκητοι.

Σύμφωνα με επιχειρησιακά στατιστικά από πολλές διεθνείς εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας, η ζημιά στη μόνωση είναι η κύρια αιτία αστοχιών του καλωδίου XLPE, αντιπροσωπεύοντας περίπου το 86,7% όλων των αστοχιών. Από αυτές, οι αστοχίες που προκαλούνται από τη γήρανση μερικής εκφόρτισης, την ηλεκτρική γήρανση και το νερό δενδροφυτείας αντιπροσωπεύουν το 65,7%. Οι αστοχίες που προκαλούνται από τη θερμική γήρανση και τη θερμομηχανική παραμόρφωση αντιπροσωπεύουν το 10,5%. και οι βλάβες που προκαλούνται από μηχανικές βλάβες και ηλεκτρομηχανική συνδυασμένη γήρανση αποτελούν το υπόλοιπο 10,5%.

Με άλλα λόγια, εάν το καλώδιο XLPE σας έχει πρόβλημα, είναι πολύ πιθανό να σχετίζεται με τη γήρανση της μόνωσης. Επιπλέον, οι αστοχίες καλωδίων συνήθως προκύπτουν από τρία στάδια: ελαττώματα που έχουν απομείνει από το στάδιο της κατασκευής, ζημιά που προκαλείται κατά την εγκατάσταση και τοποθέτηση και γήρανση που αναπτύσσεται σταδιακά κατά τη λειτουργία.

Παρακάτω, θα αναλύσουμε αυτά τα πιο συνηθισμένα προβλήματα για λόγους σαφήνειας.

II. Δενδροστοιχία – Προειδοποιητικό σημάδι πριν από τη βλάβη της μόνωσης

Πρώτον, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε μια βασική έννοια: Δενδροστοιχία.

Στη μηχανική καλωδίων ισχύος, το "treeing" αναφέρεται στις μικροσκοπικές ρωγμές που μοιάζουν με δέντρα και στα κανάλια εκκένωσης που σχηματίζονται εντός του στερεού μονωτικού μέσου πριν από την πλήρη διάσπαση. Το δέντρο είναι ουσιαστικά ένα φαινόμενο πριν από τη διάσπαση. Μόλις ένα δέντρο μεγαλώσει από το ένα ηλεκτρόδιο στο άλλο, η μόνωση παραβιάζεται και το καλώδιο αποτυγχάνει.

Ανάλογα με τον σχηματισμό του, η δένδρα χωρίζεται σε τρεις τύπους:

Electrical Treeing: Όταν υπάρχουν μικρά ελαττώματα στη μόνωση -όπως κενά αέρα, ακαθαρσίες ή προεξοχές στην επιφάνεια του αγωγού- υπό μακροχρόνια τάση λειτουργίας, το ηλεκτρικό πεδίο σε αυτή τη θέση υφίσταται σοβαρή παραμόρφωση, δημιουργώντας μερική εκφόρτιση και τελικά οδηγεί σε κανάλια που μοιάζουν με δέντρα. Τα ηλεκτρικά δέντρα αναπτύσσονται γρήγορα και είναι δύσκολο να αντιστραφούν μόλις σχηματιστούν, μειώνοντας άμεσα την υπολειπόμενη διάρκεια ζωής του καλωδίου.

Κάτω από εναλλασσόμενη τάση, τα ηλεκτρικά δέντρα μπορούν να εμφανίσουν δύο τυπικές μορφές: η μία είναι μια δομή διακλάδωσης παρόμοια με τα κλαδιά δέντρων και η άλλη είναι μια πιο πυκνή δομή που μοιάζει με θάμνο. Όσο υψηλότερη είναι η τάση, τόσο πιο εύκολο είναι να σχηματιστεί δέντρο που μοιάζει με θάμνο.

Μια μελέτη σχετικά με την αστοχία μόνωσης σε καλώδια XLPE 33 kV έδειξε ότι η ηλεκτροδότηση των δέντρων είναι ένα φαινόμενο πριν από τη βλάβη που οδηγεί σε πρόωρη αστοχία των καλωδίων υψηλής τάσης, επηρεάζοντας σημαντικά αρνητικά τη διάρκεια ζωής του σχεδιασμού. Μια άλλη μελέτη βασισμένη στην κατανομή Weibull διαπίστωσε ότι όσο υψηλότερη ήταν η εφαρμοζόμενη τάση, τόσο πιο γρήγορος ήταν ο ρυθμός διάδοσης των ηλεκτρικών δέντρων και τόσο μικρότερη ήταν η διάρκεια ζωής της μόνωσης του καλωδίου.

Water Treeing: Ο σχηματισμός υδάτινων δέντρων απαιτεί τρεις συνθήκες: υγρασία, ηλεκτρικό πεδίο και διαλυτές ακαθαρσίες.

Υπό τις συνδυασμένες επιδράσεις ενός υψηλού ηλεκτρικού πεδίου, ενός ορισμένου επιπέδου υγρασίας (σχετική υγρασία πάνω από 70%) και της παρουσίας αλατιού ή ρύπων στο νερό, ένα πυκνό δίκτυο εξαιρετικά μικρών κενών και καναλιών με νερό αναπτύσσεται μέσα στη μόνωση XLPE. αυτό είναι δέντρο νερό. Τα δέντρα νερού από μόνα τους δεν είναι κανάλια εκκένωσης, αλλά μειώνουν σημαντικά την αντίσταση όγκου του μονωτικού υλικού, αυξάνοντας κατά πολύ τις διηλεκτρικές απώλειες και προκαλώντας μηχανικές βλάβες σε μικροσκοπικό επίπεδο.

Ο πραγματικός κίνδυνος των υδάτινων δέντρων βρίσκεται στην «λανθάνουσα κατάσταση» τους. Συνήθως αναπτύσσονται αργά, είναι αόρατα με γυμνό μάτι και δεν προκαλούν αμέσως καταστροφή. Ωστόσο, με την πάροδο του χρόνου, τα δέντρα του νερού μπορούν σταδιακά να μετατραπούν σε ηλεκτρικά δέντρα. Όταν συσσωρεύεται επαρκής υγρασία και ακαθαρσίες στην περιοχή των υδάτινων δέντρων, η παραμόρφωση του ηλεκτρικού πεδίου εντείνεται, προκαλώντας τελικά την ταχεία ανάπτυξη των ηλεκτρικών δέντρων και προκαλώντας ξαφνική αστοχία μόνωσης κατά τη λειτουργία.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ενώ το στέγνωμα του καλωδίου μπορεί να ανακουφίσει προσωρινά το πρόβλημα, η δενδροφυτεία θεωρείται γενικά μόνιμη και θα επιδεινωθεί μόνο με την πάροδο του χρόνου.

Σε μια πραγματική περίπτωση, ένα μόνο δέντρο νερού προκάλεσε τελικά μια ηλεκτρική βλάβη του δέντρου, με αποτέλεσμα το άμεσο κόστος να ξεπεράσει τα $200.000 για την αντικατάσταση 700 μέτρων καλωδίου.

Ηλεκτροχημικά Δέντρα
Τα ηλεκτροχημικά δέντρα συνδέονται συνήθως με ακαθαρσίες στο μονωτικό υλικό. Όταν οι ανόργανες ακαθαρσίες (όπως άλατα και μεταλλικά σωματίδια) παραμένουν στο μονωτικό ή ημιαγώγιμο στρώμα, υφίστανται ηλεκτροχημική αποικοδόμηση υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου, σχηματίζοντας δομές που μοιάζουν με δέντρα. Αυτές οι χημικές ακαθαρσίες διασπώνται στο ηλεκτρικό πεδίο και, μαζί με ίχνη υγρασίας, επιταχύνουν την τοπική αποικοδόμηση.

Η μικροσκοπική ανάλυση αποκάλυψε κενά με μέγεθος από 15 έως 150 μικρόμετρα μέσα στο ημιαγώγιμο στρώμα. Αυτά τα κενά συσχετίστηκαν χωρικά με τα σημεία έναρξης των ηλεκτροχημικών δενδριτών και ακαθαρσίες NaCl υπήρχαν επίσης γύρω τους.

III. Αρχικά ελαττώματα που παρουσιάστηκαν κατά την κατασκευή
Τα αρχικά ελαττώματα που παρουσιάστηκαν κατά την κατασκευή είναι εγγενείς αδυναμίες του καλωδίου. Ο ανεπαρκής έλεγχος της διαδικασίας κατά την εξώθηση της μόνωσης XLPE και τη διασταύρωση μπορεί να αφήσει αρκετά τυπικά προβλήματα μέσα στη μόνωση.

Κενά
Τα κενά είναι ο πιο κοινός τύπος μικροσκοπικών ελαττωμάτων. Συνήθως προκαλούνται από την αδυναμία των προϊόντων αποσύνθεσης των οργανικών υπεροξειδίων (μεθάνιο, ακετοφαινόνη, κ.λπ.) να διαφύγουν εντελώς κατά τη διασύνδεση, με αποτέλεσμα μικροπόρους να παγιδεύονται μέσα στη μόνωση. Αυτές οι φυσαλίδες έχουν συνήθως μέγεθος μεταξύ 15 και 150 μικρομέτρων.

Μελέτες δείχνουν ότι το μέγεθος, ο αριθμός, η περιοχή και η κατανομή των κενών καθορίζουν άμεσα την ηλεκτρική αντοχή του καλωδίου. Τα μεγαλύτερα κενά έχουν ως αποτέλεσμα μια πιο σημαντική μείωση της ισχύος διάσπασης AC. Υπό την τάση λειτουργίας, μερική εκφόρτιση συμβαίνει μέσα στα κενά, διαβρώνοντας σταδιακά το περιβάλλον μονωτικό υλικό.

Ακαθαρσίες (μολυσματικές ουσίες)

Εάν τα υποπροϊόντα διασταύρωσης δεν αφαιρεθούν καλά ή εάν εξωτερικές ακαθαρσίες (όπως σκόνη ή μεταλλικά σωματίδια) αναμειχθούν στο μονωτικό υλικό, αυτές οι ακαθαρσίες θα γίνουν "αδύναμα σημεία" στη μόνωση. Υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου, το φορτίο θα συσσωρευτεί γύρω από τις ακαθαρσίες, προκαλώντας συγκέντρωση ηλεκτρικού πεδίου και επιταχύνοντας έτσι την τοπική γήρανση.

Προεξοχές αγωγών και ανωμαλίες στρώματος ημιαγωγών

Εάν υπάρχουν ανωμαλίες ή προεξοχές στο στρώμα θωράκισης του αγωγού του καλωδίου, θα ενσωματωθούν στο μονωτικό στρώμα σαν "ακίδες", δημιουργώντας εξαιρετικά υψηλή τοπική ένταση ηλεκτρικού πεδίου υπό τάση λειτουργίας, καθιστώντας το σημείο εκκίνησης των ηλεκτρικών δέντρων. Η ανάλυση προσομοίωσης των σφαιρικών κενών αέρα, των οπών και των ανωμαλιών στο εσωτερικό στρώμα ημιαγωγών των ακροδεκτών καλωδίων δείχνει ότι αυτά τα ελαττώματα θα προκαλέσουν σημαντικές αλλαγές στην ένταση του ηλεκτρικού πεδίου. Για παράδειγμα, ένα διάκενο αέρα 2 mm μπορεί να δημιουργήσει ένταση ηλεκτρικού πεδίου τόσο υψηλή όσο 2,45×106 V/mm κοντά στον αγωγό.

IV. Προβλήματα ποιότητας που παρουσιάστηκαν κατά την εγκατάσταση και την τοποθέτηση

Εάν τα κατασκευαστικά ελαττώματα είναι οι «εγγενείς ελλείψεις» των καλωδίων, τότε τα προβλήματα ποιότητας εγκατάστασης είναι «επίκτητος υποσιτισμός»—και αυτά τα προβλήματα είναι πιο συνηθισμένα στην καθημερινή εργασία του προσωπικού συντήρησης. Σύμφωνα με επιχειρησιακά στατιστικά από πολλές διεθνείς εταιρείες δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας, τα εξαρτήματα καλωδίων και οι σύνδεσμοι είναι οι πιο συχνές πηγές αστοχιών.

Βλάβες αξεσουάρ: Μια ολοκληρωμένη έκθεση ανάλυσης που δημοσιεύθηκε το 2025 σχετικά με τα αίτια των βλαβών του καλωδίου 35 kV XLPE έδειξε ότι οι βλάβες των ακροδεκτών αντιπροσώπευαν το 58% όλων των συμβάντων βλάβης, οι αστοχίες κύριας μόνωσης για το 32% και οι εξωτερικοί παράγοντες για το 10%.

Σε μια άλλη περίπτωση από έναν πραγματικό χειριστή δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας, 24 υποσταθμοί λειτουργούσαν 129 καλώδια τροφοδοσίας 10kV και 35kV XLPE. Η ανάλυση επιχειρησιακών δεδομένων έδειξε ότι οι βλάβες προκλήθηκαν κυρίως από ηλεκτρική γήρανση, θερμική γήρανση και μηχανικές βλάβες, σημαντικό μέρος των οποίων σχετίζεται άμεσα με την ποιότητα εγκατάστασης των εξαρτημάτων (αρθρώσεις και απολήξεις).

Ένα άλλο σύνολο στατιστικών επιβεβαιώνει αυτή την τάση: Σε μια έκθεση έρευνας που καλύπτει 6.214 σφάλματα καλωδίων (2010-2020), τα σφάλματα μόνωσης καλωδίων αντιπροσώπευαν το 57% (εκ των οποίων τα καλώδια XLPE προκλήθηκαν κυρίως από δέντρα νερού), τα σφάλματα αρμών καλωδίων αντιπροσώπευαν το 23%, οι βλάβες εκσκαφής από τρίτους, το δευτερεύον 1%.

Λανθασμένη κατασκευή αρμών
Η ακατάλληλη λειτουργία κατά την κατασκευή της άρθρωσης καλωδίων είναι ένας σημαντικός παράγοντας που συμβάλλει στα σφάλματα. Τα κοινά προβλήματα περιλαμβάνουν: ανομοιόμορφη κοπή της ημιαγώγιμης στρώσης, γρατσουνιές ή σκισίματα στην επιφάνεια μόνωσης XLPE, ατελής αφαίρεση υπολειμματικών ξένων υλών, διάκενα αέρα μεταξύ των διεπαφών μόνωσης και ακατάλληλη πτύχωση του αγωγού. Μια μελέτη έδειξε ότι ακόμη και μικροσκοπικές γρατσουνιές στην επιφάνεια της μόνωσης ή υπολειμματικά ημιαγώγιμα σωματίδια ή μεταλλική σκόνη μπορούν να δημιουργήσουν τοπική συγκέντρωση ηλεκτρικής τάσης στην επιφάνεια μόνωσης, προκαλώντας έτσι μερική εκφόρτιση.

Εισβολή υγρασίας
Η διείσδυση υγρασίας είναι ένας άλλος υποτιμημένος κίνδυνος. Σε υπόγεια περιβάλλοντα, εάν το περίβλημα του καλωδίου καταστραφεί κατά την εγκατάσταση ή οι αρμοί είναι ανεπαρκώς σφραγισμένοι, τα υπόγεια ύδατα μπορούν σταδιακά να εισχωρήσουν στο μονωτικό στρώμα. Μόλις εισέλθει η υγρασία στην άρθρωση, συνδυάζεται με το ηλεκτρικό πεδίο για να προκαλέσει ηλεκτροχημική διάβρωση και ανάπτυξη δέντρων νερού.

Μελέτες έχουν δείξει ότι όταν η περιεκτικότητα σε υγρασία της μόνωσης XLPE φθάσει το 0,1%, ο συντελεστής διηλεκτρικής απώλειας αυξάνεται σε περισσότερο από τρεις φορές εκείνον της ξηρής κατάστασης, οδηγώντας σε σπατάλη ενέργειας και μη φυσιολογική άνοδο της θερμοκρασίας.

Επομένως, ο έλεγχος της απόδοσης της μόνωσης θα πρέπει να εκτελείται πριν από τη θέση σε λειτουργία του καλωδίου, μετά την ανακατασκευή των τερματισμών ή των ενδιάμεσων αρμών και μετά από υποψία βλάβης του περιβλήματος και εισροής νερού. Η μέτρηση του λόγου της αντίστασης της θωράκισης του χαλκού προς την αντίσταση του αγωγού είναι ένα κρίσιμο βήμα.

Ποιότητα τοποθέτησης
Η επιτόπια διαδικασία τοποθέτησης επηρεάζει επίσης τη διάρκεια ζωής του καλωδίου. Εάν το καλώδιο τοποθετηθεί πέρα ​​από την καθορισμένη ελάχιστη ακτίνα κάμψης, μπορεί να δημιουργηθεί ανομοιόμορφη τάση στη μόνωση, οδηγώντας σε μηχανική βλάβη και ηλεκτρομηχανική συνδυασμένη γήρανση με την πάροδο του χρόνου, επιταχύνοντας την αστοχία της μόνωσης. Επιπλέον, θα πρέπει να δεσμευτεί ένα συγκεκριμένο μήκος καλωδίου για να επιτρέψει την εκ νέου κατασκευή του τερματισμού του καλωδίου σε περίπτωση ατυχήματος.

V. Περιβαλλοντική καταπόνηση που παρατηρήθηκε κατά τη λειτουργία

Θερμική Γήρανση
Κατά την κανονική λειτουργία, η θερμοκρασία λειτουργίας του αγωγού των καλωδίων XLPE είναι τυπικά 90°C (η μακροπρόθεσμη επιτρεπόμενη θερμοκρασία λειτουργίας του XLPE). Ωστόσο, όταν τα καλώδια λειτουργούν υπό συνθήκες υπερφόρτωσης για παρατεταμένες περιόδους ή σε περιβάλλοντα με κακή απαγωγή θερμότητας (όπως εγκαταστάσεις πυκνών αγωγών), η θερμοκρασία μόνωσης μπορεί να υπερβαίνει σταθερά την τιμή σχεδιασμού.

Η θερμική γήρανση προκαλεί δομικές αλλαγές στο μονωτικό υλικό, συμπεριλαμβανομένης της θραύσης της μοριακής αλυσίδας, του σχηματισμού ελεύθερων ριζών, της μείωσης του μοριακού βάρους και του κατακερματισμού του πολυμερούς, οδηγώντας σε μη αναστρέψιμη υποβάθμιση των φυσικών, ηλεκτρικών και χημικών ιδιοτήτων. Η συσσώρευση διαστημικού φορτίου είναι ένας από τους βασικούς μηχανισμούς με τους οποίους η θερμική γήρανση επηρεάζει την ποιότητα της μόνωσης: το διαστημικό φορτίο παραμορφώνει την κατανομή του ηλεκτρικού πεδίου, επιδεινώνοντας την ανομοιογένεια του ηλεκτρικού πεδίου, επιταχύνοντας έτσι τη γήρανση της μόνωσης του καλωδίου και προκαλώντας νωρίτερη βλάβη.

Μελέτες έχουν βρει ότι σε μια υγρή θερμοκρασία γήρανσης 160°C, η κατανομή του φορτίου χώρου στη μόνωση πολυμερών σχετίζεται άμεσα με τη χημική αποικοδόμηση. Σε θερμοκρασία θερμικής γήρανσης 130°C, τόσο η πυκνότητα επιπέδου παγίδευσης όσο και η πυκνότητα φόρτισης χώρου αυξάνονται σημαντικά, πράγμα που σημαίνει ότι η ικανότητα του μονωτικού υλικού να παγιδεύει φορτίο ενισχύεται, μειώνοντας περαιτέρω την απόδοση της μόνωσης.

Υγρασία και Χημική Διάβρωση

Εκτός από το δέντρο νερού που αναφέρθηκε προηγουμένως, η διείσδυση υγρασίας φέρνει επίσης μια άλλη άμεση συνέπεια: τη διάβρωση του αγωγού χαλκού.

Σε υπόγεια καλώδια που λειτουργούν σε παράκτιες βιομηχανικές εγκαταστάσεις ή σε περιοχές με υψηλή υγρασία, οι αγωγοί χαλκού μπορεί να μαυρίσουν λόγω διάβρωσης που σχετίζεται με θειικά ή να οξειδωθούν για να σχηματίσουν ένα πράσινο στρώμα οξειδίου (verdigris) λόγω διείσδυσης υγρασίας.

Multi-Stress συνδυασμένη γήρανση

Στην πραγματική λειτουργία, η γήρανση των καλωδίων XLPE συχνά δεν προκαλείται από έναν μόνο παράγοντα, αλλά από τις συνδυασμένες επιδράσεις πολλαπλών τάσεων: θερμότητα, ηλεκτρισμός, μηχανική καταπόνηση και υγρασία.

Ως ημι-κρυσταλλικό πολυμερές, τα καλώδια XLPE αναπόφευκτα υφίστανται σταδιακή γήρανση κατά τη λειτουργία. Αυτή η γήρανση προέρχεται από τις συνδυασμένες επιδράσεις διαφόρων περιβαλλοντικών πιέσεων, συμπεριλαμβανομένου του θερμικού κύκλου, της έκθεσης στην υγρασία, των συνεχών ηλεκτρικών πεδίων και των μηχανικών φορτίων. Με την πάροδο του χρόνου, αυτοί οι παράγοντες αποδυναμώνουν σταδιακά τις διηλεκτρικές ιδιότητες, οδηγώντας τελικά σε αστοχία της μόνωσης.

VI. Πώς να ανιχνεύσετε και να αξιολογήσετε την υγεία των καλωδίων XLPE
Στην πραγματική λειτουργία και συντήρηση, υπάρχουν διάφορες μέθοδοι που βοηθούν στον προσδιορισμό του εάν τα καλώδια XLPE έχουν τα προαναφερθέντα προβλήματα.

Δοκιμή αντοχής AC και ανίχνευση μερικής εκφόρτισης

Μια πολύ σημαντική υπενθύμιση: Τα καλώδια XLPE δεν πρέπει να ελέγχονται με DC υψηλής τάσης.

Ο λόγος είναι ότι κατά τη διάρκεια μιας δοκιμής τάσης αντοχής συνεχούς ρεύματος, το φορτίο χώρου μπορεί να εγχυθεί στη μονωτική στρώση μέσω των υπαρχόντων "δέντρων" στη μόνωση του καλωδίου. Το μονωτικό υλικό XLPE έχει εξαιρετικά υψηλή ειδική αντίσταση, καθιστώντας δύσκολη τη διάχυση του υπολειμματικού φορτίου μετά την εκφόρτιση. Αυτό το υπολειπόμενο φορτίο δημιουργεί ένα ηλεκτρικό πεδίο που υπερτίθεται στο ηλεκτρικό πεδίο λειτουργίας εναλλασσόμενου ρεύματος, καθιστώντας το καλώδιο πιο επιρρεπές σε βλάβη αφού περάσει τη δοκιμή τάσης αντοχής DC και τεθεί σε λειτουργία.

Επομένως, για τα καλώδια τροφοδοσίας XLPE, συνιστάται η χρήση συνδυασμού δοκιμής τάσης αντοχής AC και ανίχνευσης μερικής εκφόρτισης για αξιολόγηση.

Μέτρηση αντίστασης μόνωσης: Η μέτρηση της αντίστασης μόνωσης της μόνωσης του κύριου καλωδίου είναι αποτελεσματική στον εντοπισμό της συνολικής απορρόφησης υγρασίας της μόνωσης, της συνολικής φθοράς και των ελαττωμάτων διείσδυσης. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι όταν το εξωτερικό περίβλημα PVC ενός άμεσα θαμμένου καλωδίου υποβάλλεται σε μακροχρόνια βύθιση σε υπόγεια ύδατα ή ζημιά από εξωτερική δύναμη αλλά όχι πλήρη αστοχία, η μείωση της αντίστασης μόνωσης από μόνη της δεν μπορεί να προσδιορίσει άμεσα ότι το εξωτερικό περίβλημα έχει υποστεί ζημιά και διείσδυση από νερό.

Μέτρηση διηλεκτρικής απώλειας: Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ο συντελεστής διηλεκτρικής απώλειας του μονωτικού υλικού XLPE αυξάνεται σημαντικά όταν η περιεκτικότητα σε υγρασία φτάσει το 0,1%. Η τακτική μέτρηση της απώλειας διηλεκτρικού είναι ένα σημαντικό μέσο παρακολούθησης της απορρόφησης υγρασίας και της κατάστασης γήρανσης της μόνωσης.

VII. Γιατί οι πελάτες του εξωτερικού πρέπει να δώσουν προσοχή σε αυτά τα ζητήματα

Μέχρι στιγμής, έχουμε συζητήσει λεπτομερώς τα διάφορα προβλήματα που μπορεί να συναντήσουν τα καλώδια XLPE σε πρακτικές εφαρμογές.

Η κατανόηση αυτών των ζητημάτων δεν έχει σκοπό να σας κάνει να "φοβάστε" τη χρήση καλωδίων XLPE. Αντίθετα, πρόκειται για γνώσεις μηχανικής που πρέπει να παρέχει στους πελάτες του ένας έμπειρος κατασκευαστής καλωδίων. Ο πραγματικός επαγγελματισμός δεν είναι να συσκευάζεις ένα προϊόν ως τέλειο, αλλά να γνωρίζεις υπό ποιες συνθήκες το προϊόν θα αποτύχει, γιατί θα αποτύχει και να βοηθήσεις τους πελάτες να αποφύγουν αυτά τα προβλήματα.

Για πελάτες στο εξωτερικό, όταν αγοράζετε μια παρτίδα καλωδίων XLPE, η ανησυχία σας δεν είναι "Είναι αυτό το καλώδιο ελαττωματικό;", αλλά "Εάν το εγκαταστήσω και το χρησιμοποιήσω σύμφωνα με τις προδιαγραφές, ποια είναι η αναμενόμενη διάρκεια ζωής του;", "Ποια μη φυσιολογικά σήματα πρέπει να προσέξω κατά τη λειτουργία;" και "Πότε πρέπει να γίνει προληπτικός έλεγχος;"

Ένας προμηθευτής που μπορεί να απαντήσει σε αυτές τις ερωτήσεις αξίζει μακροπρόθεσμης εμπιστοσύνης.

VIII. Περίληψη

Τα κοινά προβλήματα με τα καλώδια XLPE μπορούν να συνοψιστούν σε διάφορα επίπεδα.

Το πιο θεμελιώδες πρόβλημα είναι το δέντρο - τα ηλεκτρικά δέντρα, τα δέντρα νερού και τα ηλεκτροχημικά δέντρα είναι σήματα προκαταρκτικής βλάβης που προηγούνται της βλάβης της μόνωσης. διαβρώνουν σταδιακά την ακεραιότητα του μονωτικού υλικού σε μικροσκοπικό επίπεδο.

Κατά το στάδιο της κατασκευής, τα αρχικά ελαττώματα όπως κενά αέρα, ακαθαρσίες και ανωμαλίες στο ημιαγώγιμο στρώμα είναι εγγενείς αδυναμίες των καλωδίων. Η πηγή αυτών των ελαττωμάτων μπορεί να εντοπίζεται στον ανεπαρκή έλεγχο της διαδικασίας διασταύρωσης ή στην καθαρότητα του υλικού.

Κατά τη διάρκεια του σταδίου εγκατάστασης και τοποθέτησης, τα εξαρτήματα καλωδίων και οι αρμοί είναι οι περιοχές που έχουν πληγεί περισσότερο για βλάβες—οι βλάβες των ακροδεκτών αντιστοιχούν έως και στο 58% και οι αστοχίες των αρμών αντιστοιχούν στο 23%. Η ακατάλληλη κατασκευή αρμών, η διείσδυση υγρασίας και οι υπερβολικά μικρές ακτίνες κάμψης καλωδίων είναι συνήθεις παράγοντες που συμβάλλουν.

Κατά το στάδιο λειτουργίας, η θερμική γήρανση επιταχύνει τη φθορά της μόνωσης, ενώ η υγρασία και η χημική διάβρωση βλάπτουν περαιτέρω τη στρώση θωράκισης και τον αγωγό. Η σωρευτική επίδραση των πολλαπλών τάσεων οδηγεί σε τελική διάσπαση.

Καθ' όλη τη διάρκεια ζωής του, η ζημιά στη μόνωση είναι η βασική αιτία της αστοχίας του καλωδίου XLPE — αντιπροσωπεύοντας το 86,7% όλων των αστοχιών. Η θερμική γήρανση, η μετουσίωση, η μερική εκφόρτιση και ο ερπυσμός της επιφάνειας είναι οι κύριοι τρόποι αστοχίας των μονωτικών υλικών XLPE.

Όσον αφορά τη δοκιμή, θα πρέπει να αποφεύγεται η δοκιμή τάσης αντοχής DC των καλωδίων XLPE. Αντίθετα, η δοκιμή τάσης αντοχής AC σε συνδυασμό με τη δοκιμή μερικής εκφόρτισης είναι πιο αξιόπιστη.

Εάν χρησιμοποιείτε ή πρόκειται να αγοράσετε καλώδια XLPE, συνιστάται να εστιάσετε σε τρεις βασικές πτυχές: την αναφορά ποιοτικού ελέγχου πριν από την παράδοση (ειδικά τα αποτελέσματα των δοκιμών μερικής εκφόρτισης), την ποιότητα των εξαρτημάτων κατά την εγκατάσταση (επιλογή εξειδικευμένης ομάδας κατασκευής) και τις μεθόδους παρακολούθησης κατάστασης κατά τη λειτουργία (τακτικές επιθεωρήσεις όπως υπέρυθρη θερμική απεικόνιση και ανίχνευση μερικής εκφόρτισης).