มีปัญหาอะไรบ้าง กับสายไฟฟ้า XLPE

I. คำถามที่จริงใจอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

ในโครงการในต่างประเทศ โพลีเอทิลีนแบบเชื่อมโยงข้าม(เอ็กซ์แอลพีอี) สายเคเบิลถือเป็นอุปกรณ์มาตรฐานเกือบในระบบไฟฟ้าแรงปานกลางและแรงสูง คุณสมบัติไดอิเล็กตริกที่ยอดเยี่ยม ทนความร้อนสูง ความสามารถในการรับส่งข้อมูลขนาดใหญ่ น้ำหนักเบา และการติดตั้งที่ง่ายดาย ทำให้สายเคเบิลเหล่านี้ทดแทนสายเคเบิลหุ้มฉนวนกระดาษมานานหลายทศวรรษ

อย่างไรก็ตาม พวกมันไม่สามารถอยู่ยงคงกระพันได้

จากสถิติการดำเนินงานของบริษัทพลังงานระหว่างประเทศหลายแห่ง ความเสียหายของฉนวนเป็นสาเหตุหลักของความล้มเหลวของสายเคเบิล XLPE ซึ่งคิดเป็นประมาณ 86.7% ของความล้มเหลวทั้งหมด ในจำนวนนี้ ความล้มเหลวที่เกิดจากอายุการปล่อยประจุบางส่วน อายุไฟฟ้า และการปลูกต้นไม้น้ำคิดเป็น 65.7%; ความล้มเหลวที่เกิดจากการเสื่อมสภาพเนื่องจากความร้อนและการเปลี่ยนรูปทางความร้อนเชิงกลคิดเป็น 10.5% และความล้มเหลวที่เกิดจากความเสียหายทางกลและการเสื่อมสภาพรวมของระบบเครื่องกลไฟฟ้าสำหรับส่วนที่เหลืออีก 10.5%

กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากสาย XLPE ของคุณมีปัญหา ก็มีแนวโน้มสูงที่จะเกี่ยวข้องกับการเสื่อมสภาพของฉนวน นอกจากนี้ ความล้มเหลวของสายเคเบิลมักเกิดขึ้นจากสามขั้นตอน: ข้อบกพร่องที่เหลืออยู่จากขั้นตอนการผลิต ความเสียหายที่เกิดขึ้นระหว่างการติดตั้งและการวาง และการเสื่อมสภาพที่ค่อยๆ พัฒนาระหว่างการใช้งาน

ด้านล่างนี้เราจะแจกแจงปัญหาที่พบบ่อยที่สุดเหล่านี้เพื่อความชัดเจน

ครั้งที่สอง การขึ้นต้นไม้ - สัญญาณเตือนก่อนที่ฉนวนจะพัง

อันดับแรก จำเป็นต้องเข้าใจแนวคิดหลัก: การทำต้นไม้

ในงานวิศวกรรมสายไฟ "การปลูกต้นไม้" หมายถึงรอยแตกและช่องระบายที่มีลักษณะคล้ายต้นไม้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ซึ่งก่อตัวภายในตัวกลางฉนวนแข็งก่อนที่จะพังทลายโดยสมบูรณ์ การขึ้นต้นไม้ถือเป็นปรากฏการณ์ก่อนการพังทลาย เมื่อต้นไม้เติบโตจากอิเล็กโทรดหนึ่งไปอีกอิเล็กโทรดหนึ่ง ฉนวนจะขาด และสายเคเบิลก็ใช้งานไม่ได้

ตามการก่อตัวของมัน การปลูกต้นไม้แบ่งออกเป็นสามประเภท:

การเกิดผังทางไฟฟ้า: เมื่อมีข้อบกพร่องเล็กๆ น้อยๆ ภายในฉนวน เช่น ช่องว่างอากาศ สิ่งเจือปน หรือการยื่นออกมาบนพื้นผิวตัวนำ ภายใต้แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานในระยะยาว สนามไฟฟ้าที่ตำแหน่งนั้นจะเกิดการบิดเบือนอย่างรุนแรง ทำให้เกิดการคายประจุบางส่วน และนำไปสู่ช่องทางคล้ายต้นไม้ในที่สุด ต้นไฟฟ้าเติบโตอย่างรวดเร็วและยากต่อการย้อนกลับเมื่อสร้างแล้ว ส่งผลให้อายุการใช้งานที่เหลืออยู่ของสายเคเบิลสั้นลงโดยตรง

ภายใต้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ต้นไม้ไฟฟ้าสามารถแสดงรูปแบบทั่วไปได้สองรูปแบบ รูปแบบหนึ่งคือโครงสร้างกิ่งก้านที่คล้ายกับกิ่งก้านของต้นไม้ และอีกรูปแบบหนึ่งมีโครงสร้างคล้ายพุ่มไม้หนาแน่นกว่า ยิ่งแรงดันไฟฟ้าสูงเท่าไรก็ยิ่งสร้างต้นไม้ที่มีลักษณะคล้ายพุ่มไม้ได้ง่ายขึ้นเท่านั้น

การศึกษาเกี่ยวกับความล้มเหลวของฉนวนในสาย XLPE ขนาด 33kV ระบุว่าการปลูกต้นไม้ทางไฟฟ้าเป็นปรากฏการณ์ก่อนการพังทลายซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวของสายไฟฟ้าแรงสูงก่อนวัยอันควร ซึ่งส่งผลเสียอย่างมีนัยสำคัญต่ออายุการออกแบบ การศึกษาอื่นที่อิงตามการกระจายแบบ Weibull พบว่า ยิ่งแรงดันไฟฟ้าที่ใช้สูง อัตราการแพร่กระจายของต้นไม้ไฟฟ้าก็จะเร็วขึ้น และอายุของฉนวนสายเคเบิลก็จะสั้นลงด้วย

การเจริญเติบโตของน้ำ: การก่อตัวของต้นไม้น้ำต้องมีเงื่อนไข 3 ประการ ได้แก่ ความชื้น สนามไฟฟ้า และสิ่งสกปรกที่ละลายน้ำได้

ภายใต้ผลรวมของสนามไฟฟ้าสูง ระดับความชื้นสัมพัทธ์ (ความชื้นสัมพัทธ์สูงกว่า 70%) และการมีอยู่ของเกลือหรือสารปนเปื้อนในน้ำ เครือข่ายหนาแน่นของช่องว่างและช่องน้ำขนาดเล็กมากที่เต็มไปด้วยน้ำจะเติบโตภายในฉนวน XLPE นี่คือการปลูกต้นไม้น้ำ ต้นไม้น้ำไม่ใช่ช่องทางระบายน้ำ แต่จะลดความต้านทานปริมาตรของวัสดุฉนวนลงอย่างมาก เพิ่มการสูญเสียอิเล็กทริกอย่างมาก และทำให้เกิดความเสียหายทางกลในระดับจุลภาค

อันตรายที่แท้จริงของต้นไม้น้ำอยู่ที่ "ความหน่วง" โดยทั่วไปแล้วจะเติบโตช้า โดยมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า และไม่ทำให้เกิดการพังทลายในทันที อย่างไรก็ตามเมื่อเวลาผ่านไป ต้นไม้น้ำสามารถค่อยๆ แปรสภาพเป็นต้นไม้ไฟฟ้าได้ เมื่อมีความชื้นและสิ่งสกปรกสะสมเพียงพอในบริเวณต้นไม้น้ำ สนามไฟฟ้าจะผิดเพี้ยนรุนแรงขึ้น ส่งผลให้ต้นไม้ไฟฟ้าเติบโตอย่างรวดเร็วในที่สุด และทำให้เกิดความล้มเหลวของฉนวนกะทันหันระหว่างการทำงาน

สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าแม้ว่าสายเคเบิลแห้งสามารถบรรเทาปัญหาได้ชั่วคราว แต่โดยทั่วไปแล้ว การปลูกต้นไม้น้ำจะถือว่าถาวรและจะแย่ลงเมื่อเวลาผ่านไปเท่านั้น

ในกรณีโลกแห่งความเป็นจริง ต้นไม้ต้นน้ำต้นเดียวกระตุ้นให้ต้นไม้ไฟฟ้าพัง ส่งผลให้ต้องเสียค่าใช้จ่ายโดยตรงเกิน 200,000 ดอลลาร์สำหรับการเปลี่ยนสายเคเบิลยาว 700 เมตร

ต้นไม้เคมีไฟฟ้า
ต้นไม้ไฟฟ้าเคมีมักเกี่ยวข้องกับสิ่งเจือปนในวัสดุฉนวน เมื่อสิ่งเจือปนอนินทรีย์ (เช่น เกลือและอนุภาคโลหะ) ยังคงอยู่ในฉนวนหรือชั้นเซมิคอนดักเตอร์ สิ่งเหล่านั้นจะเกิดการย่อยสลายทางเคมีไฟฟ้าภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า ทำให้เกิดโครงสร้างคล้ายต้นไม้ สารเคมีเจือปนเหล่านี้แยกตัวออกจากกันในสนามไฟฟ้า และร่วมกับปริมาณความชื้นเล็กน้อย ช่วยเร่งการย่อยสลายเฉพาะที่

การวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์เผยให้เห็นช่องว่างที่มีขนาดตั้งแต่ 15 ถึง 150 ไมโครเมตรภายในชั้นสารกึ่งตัวนำ ช่องว่างเหล่านี้มีความสัมพันธ์เชิงพื้นที่กับจุดเริ่มต้นของเดนไดรต์เคมีไฟฟ้า และมีสารเจือปน NaCl อยู่รอบๆ พวกมันด้วย

III. ข้อบกพร่องเบื้องต้นที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิต
ข้อบกพร่องเบื้องต้นที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิตถือเป็นจุดอ่อนของสายเคเบิล การควบคุมกระบวนการที่ไม่เพียงพอระหว่างการอัดขึ้นรูปฉนวน XLPE และการเชื่อมโยงข้ามอาจทำให้เกิดปัญหาทั่วไปหลายประการภายในฉนวน

ช่องว่าง
ช่องว่างเป็นข้อบกพร่องทางจุลภาคที่พบบ่อยที่สุด โดยทั่วไปมีสาเหตุมาจากความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวของเปอร์ออกไซด์อินทรีย์ (มีเทน อะซิโตฟีโนน ฯลฯ) ที่จะหลุดออกไปอย่างสมบูรณ์ระหว่างการเชื่อมโยงข้าม ส่งผลให้ไมโครพอร์ติดอยู่ภายในฉนวน โดยทั่วไปฟองอากาศเหล่านี้จะมีขนาดระหว่าง 15 ถึง 150 ไมโครเมตร

การศึกษาพบว่าขนาด จำนวน พื้นที่ และการกระจายของช่องว่างเป็นตัวกำหนดความแรงทางไฟฟ้าของสายเคเบิลโดยตรง ช่องว่างที่ใหญ่ขึ้นส่งผลให้ความแรงของการพังทลายของ AC ลดลงอย่างมาก ภายใต้แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน การคายประจุบางส่วนเกิดขึ้นภายในช่องว่าง และค่อยๆ กัดกร่อนวัสดุฉนวนโดยรอบ

สิ่งเจือปน (สารปนเปื้อน)

หากผลพลอยได้จากการเชื่อมโยงข้ามไม่ได้รับการกำจัดออกอย่างหมดจด หรือหากมีสิ่งเจือปนภายนอก (เช่น ฝุ่นหรืออนุภาคโลหะ) ผสมลงในวัสดุฉนวน สิ่งเจือปนเหล่านี้จะกลายเป็น "จุดอ่อน" ในฉนวน ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า ประจุจะสะสมรอบๆ สิ่งเจือปน ทำให้เกิดความเข้มข้นของสนามไฟฟ้า และเร่งการแก่ชราในท้องถิ่น

การยื่นออกมาของตัวนำและความไม่สม่ำเสมอของชั้นเซมิคอนดักเตอร์

หากมีความผิดปกติหรือส่วนที่ยื่นออกมาในชั้นป้องกันตัวนำของสายเคเบิล สิ่งเหล่านั้นจะฝังตัวเองอยู่ในชั้นฉนวนเช่น "เดือย" ซึ่งสร้างความแรงของสนามไฟฟ้าเฉพาะที่สูงมากภายใต้แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน กลายเป็นจุดเริ่มต้นของต้นไม้ไฟฟ้า การวิเคราะห์การจำลองช่องว่างอากาศทรงกลม รูเข็ม และความผิดปกติในชั้นเซมิคอนดักเตอร์ภายในของขั้วต่อสายเคเบิล แสดงให้เห็นว่าข้อบกพร่องเหล่านี้จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในความแรงของสนามไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น ช่องว่างอากาศ 2 มม. สามารถสร้างความแรงของสนามไฟฟ้าได้สูงถึง 2.45×10⁶ V/mm ใกล้กับตัวนำ

IV. ปัญหาด้านคุณภาพที่เกิดขึ้นระหว่างการติดตั้งและการวาง

หากข้อบกพร่องในการผลิตคือ "ข้อบกพร่องโดยธรรมชาติ" ของสายเคเบิล ปัญหาคุณภาพการติดตั้งก็คือ "ภาวะทุพโภชนาการที่ได้มา" และปัญหาเหล่านี้มักพบบ่อยในงานประจำวันของเจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุง จากสถิติการปฏิบัติงานของบริษัทโครงข่ายไฟฟ้าระหว่างประเทศหลายแห่ง อุปกรณ์เสริมสายเคเบิลและข้อต่อเป็นสาเหตุของความล้มเหลวที่พบบ่อยที่สุด

ความล้มเหลวของอุปกรณ์เสริม: รายงานการวิเคราะห์ที่ครอบคลุมซึ่งเผยแพร่ในปี 2025 เกี่ยวกับสาเหตุของความเสียหายของสายเคเบิล XLPE ขนาด 35kV ระบุว่าความล้มเหลวของขั้วต่อคิดเป็น 58% ของเหตุการณ์ความเสียหายทั้งหมด ความล้มเหลวของฉนวนหลัก 32% และปัจจัยภายนอก 10%

ในอีกกรณีหนึ่งจากผู้ให้บริการโครงข่ายไฟฟ้าในโลกแห่งความเป็นจริง สถานีย่อย 24 แห่งใช้งานสายไฟ XLPE 129 10kV และ 35kV การวิเคราะห์ข้อมูลการปฏิบัติงานแสดงให้เห็นว่าความล้มเหลวส่วนใหญ่เกิดจากการเสื่อมสภาพทางไฟฟ้า อายุความร้อน และความเสียหายทางกล ซึ่งส่วนสำคัญเกี่ยวข้องโดยตรงกับคุณภาพการติดตั้งอุปกรณ์เสริม (ข้อต่อและส่วนปลาย)

สถิติอีกชุดหนึ่งยืนยันแนวโน้มนี้: ในรายงานการสำรวจที่ครอบคลุมข้อบกพร่องของสายเคเบิล 6,214 รายการ (ปี 2010-2020) ข้อบกพร่องของฉนวนสายเคเบิลคิดเป็น 57% (ซึ่งสาย XLPE สาเหตุส่วนใหญ่เกิดจากต้นน้ำ) ข้อบกพร่องของข้อต่อสายเคเบิลคิดเป็น 23% ความเสียหายจากการขุดค้นโดยบุคคลที่สามคิดเป็น 11% และความผิดพลาดของสถานีย่อยรองคิดเป็น 9%

การประกอบข้อต่อที่ไม่เหมาะสม
การทำงานที่ไม่เหมาะสมระหว่างการผลิตข้อต่อสายเคเบิลเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดข้อผิดพลาด ปัญหาที่พบบ่อย ได้แก่: การตัดชั้นสารกึ่งตัวนำไม่สม่ำเสมอ รอยขีดข่วนหรือฉีกขาดบนพื้นผิวฉนวน XLPE การกำจัดสิ่งแปลกปลอมที่ตกค้างไม่สมบูรณ์ ช่องว่างอากาศระหว่างส่วนต่อประสานของฉนวน และการจีบตัวนำที่ไม่เหมาะสม การศึกษาชิ้นหนึ่งระบุว่าแม้แต่รอยขีดข่วนเล็กๆ บนพื้นผิวฉนวนหรืออนุภาคสารกึ่งตัวนำที่ตกค้างหรือฝุ่นโลหะก็สามารถสร้างความเข้มข้นของความเค้นทางไฟฟ้าเฉพาะจุดบนพื้นผิวฉนวนได้ ซึ่งทำให้เกิดการคายประจุบางส่วน

การบุกรุกของความชื้น
การบุกรุกของความชื้นเป็นอีกหนึ่งความเสี่ยงที่ประเมินต่ำไป ในสภาพแวดล้อมใต้ดิน หากปลอกสายเคเบิลเสียหายระหว่างการติดตั้งหรือข้อต่อมีการปิดผนึกไม่ดี น้ำใต้ดินอาจค่อยๆ ซึมเข้าสู่ชั้นฉนวนได้ เมื่อความชื้นเข้าสู่ข้อต่อ มันจะรวมตัวกับสนามไฟฟ้าเพื่อกระตุ้นการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าและการเติบโตของต้นไม้น้ำ

การศึกษาพบว่าเมื่อปริมาณความชื้นของฉนวน XLPE ถึง 0.1% ปัจจัยการสูญเสียอิเล็กทริกจะเพิ่มขึ้นมากกว่าสามเท่าของสถานะแห้ง ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นผิดปกติ

ดังนั้น การทดสอบสมรรถนะของฉนวนควรทำก่อนการทดสอบการเดินสายไฟ หลังการต่อปลายสายใหม่หรือข้อต่อขั้นกลาง และหลังจากสงสัยว่าเปลือกเสียหายและมีน้ำซึมเข้าไป การวัดอัตราส่วนความต้านทานของกำบังทองแดงต่อความต้านทานของตัวนำถือเป็นขั้นตอนสำคัญ

การวางคุณภาพ
กระบวนการวางในสถานที่ยังส่งผลต่ออายุการใช้งานของสายเคเบิลด้วย หากวางสายเคเบิลเกินรัศมีการโค้งงอขั้นต่ำที่ระบุ อาจเกิดความเครียดที่ไม่สม่ำเสมอในฉนวน นำไปสู่ความเสียหายทางกลและการเสื่อมสภาพของระบบเครื่องกลไฟฟ้ารวมกันเมื่อเวลาผ่านไป เร่งความล้มเหลวของฉนวน นอกจากนี้ ควรสงวนความยาวสายเคเบิลไว้เพื่อให้สามารถทำการต่อสายเคเบิลใหม่ได้ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุ

V. ความเครียดด้านสิ่งแวดล้อมที่พบในระหว่างการปฏิบัติงาน

อายุความร้อน
ในระหว่างการทำงานปกติ อุณหภูมิในการทำงานของตัวนำของสาย XLPE โดยทั่วไปคือ 90°C (อุณหภูมิการทำงานที่อนุญาตในระยะยาวของ XLPE) อย่างไรก็ตาม เมื่อสายเคเบิลทำงานภายใต้สภาวะโอเวอร์โหลดเป็นระยะเวลานาน หรือในสภาพแวดล้อมที่มีการกระจายความร้อนต่ำ (เช่น การติดตั้งท่อร้อยสายหนาแน่น) อุณหภูมิของฉนวนอาจเกินค่าการออกแบบอย่างสม่ำเสมอ

การเสื่อมสภาพเนื่องจากความร้อนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของวัสดุฉนวน รวมถึงการแตกหักของสายโซ่โมเลกุล การก่อตัวของอนุมูลอิสระ การลดน้ำหนักโมเลกุล และการกระจายตัวของโพลีเมอร์ ซึ่งนำไปสู่การเสื่อมสลายของคุณสมบัติทางกายภาพ ไฟฟ้า และเคมีอย่างถาวร การสะสมประจุอวกาศเป็นหนึ่งในกลไกสำคัญที่ทำให้อายุความร้อนส่งผลต่อคุณภาพของฉนวน กล่าวคือ ประจุอวกาศบิดเบือนการกระจายของสนามไฟฟ้า ทำให้สนามไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอมากขึ้น จึงเร่งอายุของฉนวนสายเคเบิล และทำให้เกิดการพังทลายเร็วขึ้น

การศึกษาพบว่าที่อุณหภูมิการเสื่อมสภาพที่ชื้นอยู่ที่ 160°C การกระจายประจุของพื้นที่ในฉนวนโพลีเมอร์เกี่ยวข้องโดยตรงกับการย่อยสลายทางเคมี ที่อุณหภูมิการเสื่อมสภาพเนื่องจากความร้อนที่ 130°C ทั้งความหนาแน่นของระดับกับดักและความหนาแน่นของประจุในอวกาศจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งหมายความว่าความสามารถของวัสดุฉนวนในการดักจับประจุจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพของฉนวนลดลงอีก

ความชื้นและการกัดกร่อนของสารเคมี

นอกเหนือจากต้นไม้น้ำที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว การบุกรุกของความชื้นยังส่งผลโดยตรงอีกประการหนึ่งอีกด้วย นั่นก็คือการกัดกร่อนของตัวนำทองแดง

ในสายเคเบิลใต้ดินที่ทำงานในโรงงานอุตสาหกรรมชายฝั่งหรือพื้นที่ที่มีความชื้นสูง ตัวนำทองแดงอาจเป็นสีดำเนื่องจากการกัดกร่อนที่เกี่ยวข้องกับซัลเฟต หรือออกซิไดซ์เพื่อสร้างชั้นกรีนออกไซด์ (เวอร์ดิกริส) เนื่องจากการบุกรุกของความชื้น

ความเครียดหลายรูปแบบผสมผสานกับความชรา

ในการใช้งานจริง การเสื่อมสภาพของสายเคเบิล XLPE มักไม่ได้เกิดจากปัจจัยเดียว แต่เกิดจากผลกระทบรวมของความเครียดหลายประการ ได้แก่ ความร้อน ไฟฟ้า ความเค้นเชิงกล และความชื้น

เนื่องจากเป็นพอลิเมอร์กึ่งผลึก สายเคเบิล XLPE จึงมีการเสื่อมสภาพอย่างค่อยเป็นค่อยไปในระหว่างการใช้งานอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ การแก่ชรานี้เกิดจากผลกระทบที่รวมกันของความเครียดจากสิ่งแวดล้อมต่างๆ รวมถึงการหมุนเวียนด้วยความร้อน การสัมผัสความชื้น สนามไฟฟ้าต่อเนื่อง และภาระทางกล เมื่อเวลาผ่านไป ปัจจัยเหล่านี้จะค่อยๆ ลดคุณสมบัติอิเล็กทริกลง และในที่สุดก็นำไปสู่ความล้มเหลวของฉนวน

วี. วิธีตรวจจับและประเมินความสมบูรณ์ของสาย XLPE
ในการใช้งานจริงและการบำรุงรักษา มีหลายวิธีในการช่วยพิจารณาว่าสาย XLPE มีปัญหาที่กล่าวมาข้างต้นหรือไม่

การทดสอบแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับและการตรวจจับการคายประจุบางส่วน

คำเตือนที่สำคัญมาก: ไม่ควรทดสอบสาย XLPE โดยใช้ไฟฟ้ากระแสตรงสูง

เหตุผลก็คือในระหว่างการทดสอบแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง ประจุพื้นที่สามารถถูกฉีดเข้าไปในชั้นฉนวนผ่าน "ต้นไม้" ที่มีอยู่ในฉนวนสายเคเบิล วัสดุฉนวน XLPE มีความต้านทานสูงมาก ทำให้ประจุที่เหลือกระจายตัวได้ยากหลังจากปล่อยออกมา ประจุตกค้างนี้จะสร้างสนามไฟฟ้าที่ซ้อนทับบนสนามไฟฟ้ากระแสสลับที่ทำงานอยู่ ซึ่งทำให้สายเคเบิลเสี่ยงต่อการแตกหักมากขึ้นหลังจากผ่านการทดสอบแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงและถูกนำไปใช้งาน

ดังนั้น สำหรับสายไฟ XLPE ขอแนะนำให้ใช้การทดสอบแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ทนต่อแรงดันไฟฟ้าและการตรวจจับการคายประจุบางส่วนร่วมกันเพื่อการประเมิน

การวัดความต้านทานของฉนวน: การวัดความต้านทานของฉนวนของฉนวนสายเคเบิลหลักมีประสิทธิภาพในการตรวจจับการดูดซับความชื้นของฉนวนโดยรวม การเสื่อมสภาพโดยรวม และข้อบกพร่องในการเจาะ อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าเมื่อเปลือกนอก PVC ของสายเคเบิลที่ฝังโดยตรงถูกแช่อยู่ในน้ำใต้ดินหรือแรงภายนอกเสียหายเป็นเวลานาน แต่ไม่เกิดความล้มเหลวทั้งหมด ความต้านทานของฉนวนที่ลดลงเพียงอย่างเดียวไม่สามารถระบุได้โดยตรงว่าเปลือกด้านนอกได้รับความเสียหายและแทรกซึมเข้าไปในน้ำ

การวัดการสูญเสียอิเล็กทริก: ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ปัจจัยการสูญเสียอิเล็กทริกของวัสดุฉนวน XLPE จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อมีความชื้นถึง 0.1% การวัดการสูญเสียอิเล็กทริกเป็นประจำเป็นวิธีสำคัญในการตรวจสอบการดูดซับความชื้นและสถานะการเสื่อมสภาพของฉนวน

ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว เหตุใดลูกค้าในต่างประเทศจึงต้องให้ความสนใจกับปัญหาเหล่านี้

จนถึงตอนนี้ เราได้พูดคุยในรายละเอียดเกี่ยวกับปัญหาต่างๆ ที่สาย XLPE อาจพบในการใช้งานจริง

การทำความเข้าใจปัญหาเหล่านี้ไม่ได้ทำให้คุณ "กลัว" ในการใช้สาย XLPE ในทางตรงกันข้าม นี่คือความรู้ทางวิศวกรรมที่ผู้ผลิตสายเคเบิลที่มีประสบการณ์ควรมอบให้กับลูกค้า ความเป็นมืออาชีพที่แท้จริงไม่ได้เกี่ยวกับการบรรจุผลิตภัณฑ์ให้สมบูรณ์แบบ แต่เกี่ยวกับการรู้ว่าผลิตภัณฑ์จะล้มเหลวภายใต้เงื่อนไขใด เหตุใดจึงล้มเหลว และช่วยให้ลูกค้าหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้

สำหรับลูกค้าในต่างประเทศ เมื่อซื้อสายเคเบิล XLPE เป็นชุด ความกังวลของคุณไม่ใช่ "สายเคเบิลนี้มีข้อบกพร่องหรือไม่" แต่เป็นปัญหา "หากฉันติดตั้งและใช้งานตามข้อกำหนด อายุการใช้งานที่คาดหวังไว้คือเท่าใด", "ฉันควรใส่ใจกับสัญญาณผิดปกติใดบ้างระหว่างการใช้งาน" และ "ควรทำการทดสอบเชิงป้องกันเมื่อใด"

ซัพพลายเออร์ที่สามารถตอบคำถามเหล่านี้ได้ก็ควรค่าแก่ความไว้วางใจในระยะยาว

8. สรุป

ปัญหาทั่วไปของสาย XLPE สามารถสรุปได้เป็นหลายระดับ

ปัญหาพื้นฐานที่สุดคือการปลูกต้นไม้ ต้นไม้ไฟฟ้า ต้นไม้น้ำ และต้นไม้เคมีไฟฟ้าเป็นสัญญาณก่อนการพังทลายที่นำหน้าฉนวนพังทลาย พวกเขาค่อยๆกัดกร่อนความสมบูรณ์ของวัสดุฉนวนในระดับจุลภาค

ในระหว่างขั้นตอนการผลิต ข้อบกพร่องเริ่มแรก เช่น ช่องว่างอากาศ สิ่งเจือปน และความไม่สม่ำเสมอในชั้นกึ่งตัวนำ ถือเป็นจุดอ่อนโดยธรรมชาติของสายเคเบิล แหล่งที่มาของข้อบกพร่องเหล่านี้อาจสืบย้อนกลับไปถึงการควบคุมกระบวนการเชื่อมโยงข้ามหรือความสะอาดของวัสดุไม่เพียงพอ

ในระหว่างขั้นตอนการติดตั้งและการวาง อุปกรณ์เสริมสายเคเบิลและข้อต่อเป็นจุดที่ได้รับผลกระทบมากที่สุดสำหรับความล้มเหลว ความล้มเหลวที่เทอร์มินัลคิดเป็น 58% และความล้มเหลวที่ข้อต่อคิดเป็น 23% การสร้างข้อต่อที่ไม่เหมาะสม ความชื้นซึมเข้าไป และรัศมีการโค้งงอของสายเคเบิลเล็กเกินไปเป็นปัจจัยร่วมที่พบบ่อย

ในระหว่างขั้นตอนการทำงาน การเสื่อมสภาพจากความร้อนจะช่วยเร่งการเสื่อมสภาพของฉนวน ในขณะที่ความชื้นและการกัดกร่อนของสารเคมียังสร้างความเสียหายต่อชั้นป้องกันและตัวนำอีกด้วย ผลสะสมของความเครียดหลายครั้งนำไปสู่การพังทลายในที่สุด

ตลอดอายุการใช้งาน ความเสียหายของฉนวนเป็นสาเหตุหลักของความล้มเหลวของสายเคเบิล XLPE ซึ่งคิดเป็น 86.7% ของความล้มเหลวทั้งหมด การเสื่อมสภาพจากความร้อน การสูญเสียสภาพธรรมชาติ การคายประจุบางส่วน และการคืบของพื้นผิวเป็นโหมดความล้มเหลวหลักของวัสดุฉนวน XLPE

ในแง่ของการทดสอบ ควรหลีกเลี่ยงการทดสอบแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงของสาย XLPE แต่การทดสอบการทนต่อแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับร่วมกับการทดสอบการคายประจุบางส่วนจะมีความน่าเชื่อถือมากกว่า

หากคุณกำลังใช้หรือกำลังจะซื้อสายเคเบิล XLPE ขอแนะนำให้มุ่งเน้นไปที่สามประเด็นสำคัญ: รายงานการตรวจสอบคุณภาพก่อนส่งมอบ (โดยเฉพาะผลการทดสอบการคายประจุบางส่วน) คุณภาพของอุปกรณ์เสริมระหว่างการติดตั้ง (การเลือกทีมงานก่อสร้างที่มีคุณสมบัติเหมาะสม) และวิธีการตรวจสอบสถานะระหว่างการใช้งาน (การตรวจสอบเป็นประจำ เช่น การถ่ายภาพความร้อนอินฟราเรดและการตรวจจับการคายประจุบางส่วน)