چه تغییر فیزیکی رخ می دهد در داخل کابل زمانی که شعاع خم شدن بیش از حداقل تنها 2 سانتی متر در طول نصب

بذاريد يه داستان واقعي براتون بگم

ماه گذشته، یک مشتری قدیمی در استرالیا، یک کابل معیوب را برگرداند. آن 35 میلی متر مربع، چهار هسته ای، با نوار فولادی زره دار بود، که در مدار برق یک نیروگاه خورشیدی استفاده می شد.توضیحات خطا ساده بود: جریان ناپایدار، اما هیچ مشکل قابل مشاهده ای وجود نداشت.

ما آن را در کارگاه با چندین همکار از کنترل کیفیت و تولید جدا کردیم.

زره ها و پوشش هاي بيروني هم طبيعي بودXLPEعایق بندی در یک مرحله یک ترک بسیار نازک داشت، فقط حدود نیم میلی متر عرض داشت. شما حتی متوجه آن نمی شوید مگر اینکه به لایه عایق بندی در برابر نور نگاه کنید.

مشتری عکس هایی از محل نصب ارسال کرد. کابل در طول نصب از یک خم I-beam کشیده شده بود. از او خواستیم شعاع خم را اندازه گیری کند.

قطر خم واقعی نصب شده: 10D حداقل قطر خم طراحی شده: 12D

فقط دو سانتي متري فرق داره

در ابتدا، فکر کردند، "این کمی بی اهمیت است". کابل در کمتر از سه ماه شروع به عقب نشینی و بیش از حد گرم شدن کرد.

بیایید یک تصور غلط رایج را حل کنیم:

بسیاری از مردم فکر می کنند که شعاع خم شدن "به اندازه کافی نزدیک" کافی است.

نه، کابل ها از فولاد ساخته نشده اند، فقط قطعات ساختاري نیستند

کابل ها شامل سه ماده مختلف هستند:

هادی مس (که تغییر شکل می دهد)

لایه عایق (که در برابر برق، گرما و ترک مقاومت می کند)

زره / پوشش (که حفاظت می کند)

هنگامی که شعاع خم شدن خیلی کوچک است، این سه جزء به طور مساوی تحت فشار قرار نمی گیرند.

در داخل خم، همه چیز فشرده شده است.

در خارج از پیچ، همه چیز کشیده شده است.

هنگامی که فشار کششی از یک مقدار مشخص فراتر می رود، نه "حد شکستن" بلکه یک حد ظریف تر که در آن " آسیب دائمی شروع می شود" اتفاق می افتد.

پس 2 سانتی متر واقعا چه تغییری ایجاد می کند؟

من فرآیند را که تحت میکروسکوپ می بینیم به ساده ترین شکل توضیح می دهم.

مرحله ۱: گسستن براق سیم مس
مس یک جسم لاستیکی کاملا یکنواخت نیست. وقتی شعاع خم شدن خیلی کوچک است، سیم های مس در خارج خم شدن به منطقه تغییر شکل پلاستیکی کشیده می شوند. به عبارت دیگر،حتي اگه آزادش کني، بازم نمياد بيرون

این به دو چیز منجر می شود:

کاهش اندکی در ناحیه برش قطعی سیم مس → افزایش مقاومت محلی

شکاف های میکروسکوپی بین سیم های مس ظاهر می شوند → مقاومت تماس ناپایدار

منبع جریان ناپایدار از اینجا شروع میشه

مرحله دوم: ترک های لایه عایق (خطرناک ترین مرحله)

در حالی که XLPE (پولی اتیلن متقاطع) مقاوم در برابر گرما و مقاوم در برابر پیری است، در برابر فشار کششی شدید و محلی مقاوم نیست.

هنگامی که سیم مس دچار تغییر شکل پلاستیکی می شود، لایه عایق در یک جهت غیر طبیعی توسط سیم "دست" می شود. در خارج از خم، عایق نازک می شود؛ در داخل،فشار داده شده و چروک شده.

در نهایت، در یک نقطه مشخص، مانند خم کردن یک لوله پلاستیکی، یک میکروشکاف ظاهر می شود.

این شکاف بلافاصله تحت ولتاژ بالا شکسته نمی شود، اما در طول چرخه حرارتی به آرامی گسترش می یابد.

هنگامی که رطوبت یا گرد و غبار وارد می شود، نقطه شروع برای تخلیه جزئی می شود.

گام سوم: زره تبدیل به "چنگ" می شود
زره ي استيل در اصل براي مقاومت در برابر فشار و محافظت از جوندگان طراحی شده

با این حال، در خم ها، لبه ی داخلی نوار فولادی می تواند به شکل یک تیغه، پوشش داخلی و عایق را قطع کند.نوار فولادی همپوشانی شده و از طریق پوشش داخلی پوشیده شده بود، که مستقیماً با سطح بیرونی عایق تماس می گیرد.

فقط 2 سانتي متر تفاوت باعث شد که لايه محافظ به لايه ي مضر تبديل بشه

"به نظر خوب" خطرناک ترين چيزه

در اینجا می خواهم به یک بخش از عقل سلیم مهندسی اشاره کنم که بسیاری از مردم نمی دانند:

۹۰ درصد از آسیب های کابل ها بعد از نصب در اطراف پیچ ها باعث شکست فوری نمی شوند.

این چه معنایی داره؟

برای چند روز اول بعد از نصب، مقاومت عایق طبیعی است.

برای اولین هفته از برق در حال حاضر نیز طبیعی است.

پس از ده ها یا حتی صدها چرخه حرارتی، گرما در طول روز باعث گسترش عایق می شود؛ خنک شدن در طول شب باعث انقباض عایق می شود.

این شکاف های کوچک در این "افراط و انقباض" بزرگتر و بزرگتر می شوند.

بالاخره، یک روز، ساعت 3 صبح، قطع کننده برق حرکت می کند.

پس از بازرسی طولانی در محل: خارج سالم است و هر دو سر اتصال خوب است.

هيچکس نمي تونه حدس بزنه که "فقط 2 سانتي متر" در وسط خم شده باشه.

به همین دلیل می گویم: شعاع خم شدن "قیمت توصیه شده" نیست، بلکه "قیمت تضمین طول عمر" است.

از آن 1 سانتي متر فراتر رفتن هيچ خطري ندارد، به دقت مشخص مي کند که کيبل چه موقع شکست خواهد خورد.

این را در سه جمله به یاد داشته باشید: انحراف 2 سانتی متر در شعاع خم باعث تغییر پلاستیکی برگشت ناپذیر سیم های مس می شود، که منجر به افزایش مقاومت محلی می شود.

یک خطر پنهان بزرگتر، ظاهر میکرو ترک در عایق است، که به آرامی در طول چرخه حرارتی به مسیرهای شکستگی گسترش می یابد.

در هر مورد از کابل های دور ریخته شده که ما تجزیه کرده ایم، شخصی که از حد شعاع خم شدن فراتر رفته است در ابتدا همان چیزی را می گوید: "تقریباً خوب است".

اگر به طول عمر کابل اهمیت می دهید، توصیه عملی من این است: من نمی خواهم نگرانی ایجاد کنم. من واقعاً بسیاری از کابل ها را تجزیه کرده ام که "به طور کامل در بیرون، اما وحشتناک در داخل" هستند.

در نصب واقعی، پیشنهاد میکنم:

به "تخمینات" تکیه نکنید؛ قطر خم واقعی را با استفاده از یک لوله یا قالب اندازه گیری کنید.

اگر فضا واقعا محدود است، سعی نکنید قطر خم را کاهش دهید؛ در عوض، از یک کابل انعطاف پذیرتر (به عنوان مثال، رشته های رسانای نازک تر، یا رشته سیم فولادی برای زره) استفاده کنید.

مهمتر از همه: شعاع خم شدن بر اساس خط مرکزی کابل است، نه قطر بیرونی آن. بسیاری از مردم آن را اشتباه اندازه گیری می کنند.

اگر مطمئن نیستید که آیا قطر خم شدن یک کابل خاص قابل قبول است، یک نمودار ساده از مسیر قرار دادن و نوع کابل را به من ارسال کنید. ما می توانیم به شما در طراحی نمودار کمک کنیم.ممکن است از سه ماه امتحان کردن و شکست خوردن خودتان، مقرون به صرفه تر باشد..