บล็อก เกี่ยวกับ เทคโนโลยีใหม่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจจับฉนวนสายไฟฟ้าแรงสูงทางออนไลน์

ลองนึกภาพสถานการณ์นี้: ลึกลงไปใต้พื้นผิวมหาสมุทร สายเคเบิลไฟฟ้าแรงสูง—เหมือนกับหลอดเลือดแดงสำคัญ—เชื่อมต่อทวีปต่างๆ เพื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับบ้านและธุรกิจหลายล้านแห่ง ทันใดนั้น เส้นชีวิตที่สำคัญนี้ก็ล้มเหลวเนื่องจากสิ่งสกปรกที่มีขนาดเล็กมาก ทำให้เมืองต่างๆ จมดิ่งลงสู่ความมืดมิด และก่อให้เกิดความวุ่นวายทางเศรษฐกิจ ผลที่ตามมานั้นรุนแรง: การซ่อมแซมสายเคเบิลใต้ทะเลมีราคาแพงเป็นพิเศษและใช้เวลานาน โดยความเสียหายจะเพิ่มขึ้นทุกชั่วโมง

ในตลาดที่มีการแข่งขันสูงเช่นนี้ ผู้ผลิตสายเคเบิลจะสร้างความแตกต่างและได้รับความไว้วางใจจากลูกค้าในขณะเดียวกันก็รับประกันการส่งผ่านพลังงานที่มีเสถียรภาพได้อย่างไร คำตอบอยู่ในหลักการที่แน่วแน่ประการหนึ่ง นั่นคือ การแสวงหาความบริสุทธิ์ของวัสดุฉนวนอย่างไม่หยุดยั้ง

สายไฟฟ้าแรงสูง โดยเฉพาะสายไฟฟ้าแรงปานกลางและสูง ทำหน้าที่เสมือนหัวใจของระบบจำหน่ายไฟฟ้า วัสดุฉนวนทำหน้าที่เป็นชั้นป้องกันซึ่งเป็นองค์ประกอบที่มีความสำคัญอย่างยิ่ง ปัจจุบัน โพลีเอทิลีนแบบ cross-linked (XLPE) ถือเป็นวัสดุฉนวนหลักสำหรับสายเคเบิลขนาดกลางและไฟฟ้าแรงสูง

โพลีเอทิลีนแบบเชื่อมขวาง (XLPE) เป็นวัสดุเทอร์โมเซตติงที่ได้มาจากโพลีเอทิลีนผ่านกระบวนการเชื่อมโยงข้าม ภายใต้แรงดันสูงและเปอร์ออกไซด์อินทรีย์ โพลีเอทิลีนจะเปลี่ยนจากเทอร์โมพลาสติกเป็นวัสดุยืดหยุ่น ทำให้มีคุณสมบัติพิเศษของ XLPE ซึ่งทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับฉนวนสายเคเบิลไฟฟ้าแรงสูง:

• การสูญเสียอิเล็กทริกน้อยที่สุด:การสูญเสียอิเล็กทริกต่ำของ XLPE หมายถึงการกระจายพลังงานน้อยลงระหว่างการส่ง ทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่สูงขึ้น
• คุณสมบัติทางไฟฟ้าที่เหนือกว่า:ความแข็งแรงทางไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม ความต้านทานโคโรนา และความต้านทานส่วนโค้งทำให้ XLPE สามารถทนต่อสนามไฟฟ้าแรงสูงได้
• คุณสมบัติทางกายภาพที่โดดเด่น:ความแข็งแรงเชิงกลสูง ทนความร้อน และทนต่อการกัดกร่อนของสารเคมี ช่วยให้การทำงานเชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
• การเสียรูปเนื่องจากความร้อนและความต้านทานต่อความชรา:XLPE รักษาประสิทธิภาพที่มั่นคงแม้ในอุณหภูมิที่สูงขึ้น
• ความจุกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้น:สาย XLPE สามารถรับกระแสไฟได้มากกว่าสายเคเบิลทั่วไปที่มีขนาดเท่ากัน
• ติดตั้งง่าย:สายเคเบิล XLPE น้ำหนักเบาและยืดหยุ่นช่วยลดความยุ่งยากในการใช้งานและลดระยะเวลาการก่อสร้าง

เมื่อเร็วๆ นี้ Prysmian ได้เปิดตัวสายเคเบิลนวัตกรรมใหม่ที่ใช้เทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ประสิทธิภาพสูง (HPTE) แม้ว่าประสิทธิภาพของ XLPE จะเท่ากัน แต่ HPTE ก็มีข้อดีด้านการผลิตที่แตกต่างกัน:

• ไม่จำเป็นต้องเชื่อมโยงข้าม:กำจัดผลพลอยได้จากกระบวนการเชื่อมโยงข้าม ทำให้เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น
• ความสามารถในการรีไซเคิล:สายเคเบิล HPTE สามารถนำมาใช้ซ้ำได้ ช่วยลดขยะ
• รอบการผลิตสั้นลง:ช่วยให้ตอบสนองต่อความต้องการของตลาดได้เร็วขึ้น
• ลดรอยเท้าของสิ่งอำนวยความสะดวก:ใช้พื้นที่การผลิตน้อย ลดต้นทุน
• ความเข้ากันได้:ทำงานได้อย่างราบรื่นกับส่วนประกอบเครือข่ายที่มีอยู่ อำนวยความสะดวกในการอัพเกรดกริด

ทั้ง XLPE และ HPTE ทำหน้าที่เป็น "หัวใจ" ของสายเคเบิลไฟฟ้าแรงสูง ซึ่งช่วยปกป้องความน่าเชื่อถือในการส่งกำลัง

สำหรับสายไฟฟ้าแรงสูงและแรงสูงพิเศษ ความบริสุทธิ์ของวัสดุฉนวนไม่สามารถต่อรองได้ ความบริสุทธิ์ที่สูงขึ้นมีความสัมพันธ์โดยตรงกับความเสี่ยงในการพังทลายที่ลดลง แม้แต่สิ่งเจือปนในโลหะขนาด 50 ไมครอนก็อาจทำให้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายเสียหายได้ ซึ่งนำไปสู่ต้นทุนการติดตามที่สูงเกินไป

ลองพิจารณาสายเคเบิลใต้ทะเลที่ทำงานได้อย่างไร้ที่ติมานานหลายทศวรรษ จนกระทั่งอนุภาคโลหะขนาดเล็กจิ๋วจะกระตุ้นให้เกิดการปล่อยประจุบางส่วนภายใต้ความเครียดทางไฟฟ้า เมื่อเวลาผ่านไป การปล่อยประจุเหล่านี้จะรุนแรงขึ้น ส่งผลให้เกิดความล้มเหลวของฉนวนและความล้มเหลวของสายเคเบิลที่รุนแรง

• ค่าซ่อมแซมทางดาราศาสตร์:ความล้มเหลวของสายเคเบิลใต้ทะเลที่เกิดจากการปนเปื้อนอาจทำให้ระบบหยุดทำงานหลายสัปดาห์ โดยมีผลกระทบร้ายแรงทางเศรษฐกิจและสังคม
• ผลกระทบต่อการผลิตทั่วทั้งอุตสาหกรรม:วัสดุที่ปนเปื้อนหรือสายเคเบิลชำรุดซึ่งไม่ผ่านการทดสอบการคายประจุจะขัดขวางประสิทธิภาพการผลิตและทำให้ต้นทุนสูงขึ้น

สายเคเบิลไฟฟ้าแรงสูงพิเศษผ่านการทดสอบแรงดันไฟฟ้าอย่างเข้มงวดที่ 2.5 เท่าของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ซึ่งเป็นการตรวจสอบความสมบูรณ์ของฉนวนอย่างเข้มงวด

• ผลที่ตามมาจากการพังทลาย:โรงงานผลิตทั่วไปประสบปัญหาการขัดข้องประจำปี 5-6 ครั้งในระหว่างการทดสอบ โดยแต่ละแห่งอาจมีราคา 150,000 ยูโรก่อนส่งมอบ
• กำหนดการหยุดชะงัก:การพังทลายของการส่งมอบล่าช้า ทำให้เกิดภาวะแทรกซ้อนทางสัญญา
• ความเสียหายต่อชื่อเสียง:การต่อรอยที่ไม่ได้รับการอนุมัติอาจทำให้ภาพลักษณ์คุณภาพของผู้ผลิตเสื่อมเสียและทำให้เกิดบทลงโทษ

เพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือของสายเคเบิล มาตรฐานอุตสาหกรรมจึงกำหนดข้อกำหนดด้านความบริสุทธิ์ที่เข้มงวด:

• มาตรฐานสายเคเบิลไฟฟ้าแรงสูงมักกำหนดให้มีการยกเว้นสิ่งปนเปื้อนที่มีขนาดเกิน 75 ไมครอน
• หลักเกณฑ์ AEIC กำหนดให้การออกแบบสายเคเบิลมีอายุการใช้งานอย่างน้อย 40 ปี ซึ่งจำเป็นต้องมีการตรวจสอบความบริสุทธิ์ของวัสดุ 100% การทดสอบตัวอย่างไม่สามารถกำจัดสิ่งปนเปื้อนทั้งหมดได้อย่างน่าเชื่อถือ

การตรวจสอบอย่างครอบคลุมเท่านั้นที่จะรับประกันว่าทุกมิเตอร์จะตรงตามมาตรฐานคุณภาพสูงสุด

ปัจจุบัน ผู้ผลิตสายเคเบิลมักใช้ตัวกรองแบบตาข่ายเพื่อดักจับสิ่งเจือปนใน XLPE และ HPTE ที่ละลายก่อนที่จะเข้าสู่สายเคเบิล ตัวกรองเหล่านี้ ซึ่งวางอยู่ระหว่างเครื่องอัดรีดและหัวเชื่อมขวาง เผชิญกับความท้าทายในการปฏิบัติงาน:

• การอุดตัน:เมื่อเวลาผ่านไป ตัวกรองจะสะสมวัสดุที่ไหม้เกรียมหรือมีสิ่งปนเปื้อนมากเกินไป ส่งผลให้แรงดันของเครื่องอัดรีดพุ่งสูงขึ้น
• การหยุดการผลิต:การเปลี่ยนตัวกรองบ่อยครั้งจำเป็นต้องหยุดการผลิตและต่อรอยตามมา
• ความเสี่ยงต่อรอยต่อ:การต่อรอยด้วยมือแสดงถึงจุดอ่อนที่สำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานใต้ทะเล ผู้ผลิตจึงมุ่งหวังที่จะลดการประกบกันในสายเคเบิลขนาดยาวให้เหลือน้อยที่สุด

ตัวกรองที่อุดตันจะลดความสามารถในการผลิตลง โดยต้องการโซลูชันการตรวจจับและคัดแยกสิ่งเจือปนที่เชื่อถือได้มากขึ้น

ระบบตรวจจับอนุภาคในปัจจุบันให้บริการในห้องปฏิบัติการหรือสายการผลิตเป็นหลัก ส่วนใหญ่พึ่งพาเทคโนโลยีออพติคอลในการตรวจจับสิ่งปนเปื้อนบนพื้นผิว แต่ไม่สามารถระบุสิ่งเจือปนภายในได้

แม้ว่าจะใช้ได้ผลกับข้อบกพร่องที่พื้นผิวในวัสดุโปร่งใสหรือโปร่งแสง แต่เทคนิคด้านการมองเห็นก็ไม่สามารถทะลุผ่านอนุภาคเพื่อตรวจจับการปนเปื้อนภายในได้

ความสามารถในการเจาะทะลุของเทคโนโลยีเอ็กซ์เรย์ทำให้สามารถตรวจจับข้อบกพร่องภายในได้ เมื่อรังสีเอกซ์ผ่านวัสดุ การลดทอนของรังสีจะแตกต่างกันไปตามความหนาแน่น ความหนา และองค์ประกอบของอะตอม ทำให้สามารถระบุสิ่งเจือปนได้อย่างแม่นยำ

ระบบการตรวจจับสมัยใหม่ผสมผสานเทคโนโลยีเอ็กซ์เรย์และออพติคอลเพื่อการประกันคุณภาพออนไลน์ 100% ซอฟต์แวร์ประมวลผลภาพระบุ จำแนก และกำจัดสิ่งปนเปื้อนที่มีขนาดเล็กถึง 50 ไมครอนโดยอัตโนมัติ

XLPE ประกอบด้วยคาร์บอนเป็นส่วนใหญ่ (6 โปรตอน) ในขณะที่สารปนเปื้อนในเหล็กทั่วไปประกอบด้วยธาตุเหล็ก (26 โปรตอน) ความแตกต่าง 20 โปรตอนนี้ทำให้เกิดคอนทราสต์ของรังสีเอกซ์ที่ชัดเจน ทำให้สามารถตรวจจับโลหะได้อย่างแม่นยำ

เทคโนโลยีกล้องขั้นสูงและระบบไฟส่องสว่างจับการไหลของวัสดุด้วยความเร็วระดับอุตสาหกรรม อัลกอริธึมอันทรงพลังจะระบุข้อบกพร่องของพื้นผิวที่เกินเกณฑ์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

วิธีการแบบคู่นี้จะตรวจจับสิ่งปนเปื้อนทั้งภายในและภายนอก ได้แก่:

• รังสีเอกซ์: โลหะ มลพิษอินทรีย์ และความไม่เป็นเนื้อเดียวกัน (เช่น TiO2) ในวัสดุโปร่งใส มีสี หรือสารกึ่งตัวนำ
• แสง: ข้อบกพร่องบนพื้นผิว เช่น จุดดำ อนุภาคแปลกปลอม และวัสดุที่ไม่เหมือนกัน

ติดตั้งระหว่างกรวยจ่าย (ประกอบด้วยออคตาบิน ถุง หรือไซโล) และกรวยอัดรีด ระบบเหล่านี้จะกรองวัสดุให้บริสุทธิ์ผ่านการป้อนด้วยแรงโน้มถ่วงก่อนเริ่มการอัดขึ้นรูป

นอกเหนือจากระบบออนไลน์แล้ว โซลูชันแบบโมดูลาร์ยังนำเสนอการตรวจจับและการวิเคราะห์แบบออฟไลน์สำหรับเม็ด เกล็ด และเทป ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับปริมาณงานน้อย การสุ่มตัวอย่าง หรือการตรวจสอบวัสดุที่เข้ามา

• การตรวจจับออนไลน์:การกำจัดสิ่งเจือปนแบบเรียลไทม์ระหว่างการผลิต
• การตรวจจับออฟไลน์:การประเมินคุณภาพตัวอย่าง

ระบบจะใช้เซนเซอร์เอ็กซ์เรย์หรือออปติคอลตามความต้องการใช้งาน โดยตรวจจับสิ่งปนเปื้อนที่มีขนาดมากกว่า 50 ไมครอนในระหว่างการผลิตหรือการสุ่มตัวอย่าง

อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการเอ็กซเรย์สามารถวิเคราะห์เม็ด 3,000 เม็ด (200 มล.) ได้ในไม่กี่วินาที โดยเน้นให้เห็นสิ่งปนเปื้อนด้วยสายตาเพื่อให้กำจัดออกได้ง่าย เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการปรับแต่งคุณภาพ

ผู้ผลิตชั้นนำผสมผสานระบบออนไลน์และออฟไลน์เพื่อการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการอย่างครอบคลุม:

• ออนไลน์:การกำจัดสิ่งเจือปนจำนวนมากอย่างรวดเร็ว
• ออฟไลน์:การวิเคราะห์โดยละเอียดของสารปนเปื้อนที่ถูกกำจัดออก

การโต้ตอบนี้ช่วยให้สามารถติดตามแหล่งที่มาของการปนเปื้อนผ่านการสร้างฐานข้อมูล เพื่อป้องกันปัญหาด้านคุณภาพในอนาคต

การตรวจสอบนี้เน้นย้ำถึงความสำคัญอย่างยิ่งยวดของความบริสุทธิ์ของ XLPE และ HPTE สำหรับฉนวนสายเคเบิลแรงดันปานกลางและแรงสูง ระบบควบคุมคุณภาพสมัยใหม่จะตรวจจับและกำจัดสิ่งปนเปื้อนก่อนการอัดขึ้นรูป ไม่ว่าจะมาจากวัตถุดิบหรือที่เกิดขึ้นระหว่างการจัดการ

แม้จะมีตัวกรองแบบเดิม เทคโนโลยีนี้ป้องกันการอุดตันโดยการกำจัดเม็ดที่ปนเปื้อน ขยายระยะเวลาการผลิตไปพร้อมๆ กับรับประกันความปลอดภัย การรวมกันระหว่างรังสีเอกซ์/ออปติคัลรับประกันการควบคุมคุณภาพ 100% โดยการตรวจจับข้อบกพร่องทั้งภายในและพื้นผิว

การวิเคราะห์สารปนเปื้อนที่ถูกกำจัดออกไปแบบออฟไลน์ช่วยปรับปรุงกระบวนการผลิตให้ดียิ่งขึ้นผ่านการตรวจสอบความบริสุทธิ์และการวิเคราะห์เชิงป้องกัน

• รากฐานคุณภาพ:วัสดุที่มีความบริสุทธิ์สูงช่วยให้สายเคเบิลมีฉนวนที่เหนือกว่าและมีความน่าเชื่อถือในระยะยาว
• ประสิทธิภาพด้านต้นทุน:ขจัดความล้มเหลวในการทดสอบการปล่อยประจุที่มีราคาแพงและเพิ่มประสิทธิภาพสายการผลิต
• ความแตกต่างของตลาด:การส่งมอบสายเคเบิลคุณภาพระดับพรีเมียมและความน่าเชื่อถือสูงสร้างความไว้วางใจให้กับลูกค้าและความได้เปรียบทางการแข่งขัน

ในโลกที่มีเดิมพันสูงของการส่งพลังงานไฟฟ้าใต้ทะเล ความบริสุทธิ์ไม่ได้เป็นเพียงข้อกำหนดเท่านั้น แต่ยังเป็นตัวสร้างความแตกต่างขั้นสูงสุดอีกด้วย