ในการออกแบบและติดตั้งเครื่องไฟฟ้า การเลือกวัสดุประกอบเคเบิลที่เหมาะสม เป็นการตัดสินใจที่สําคัญวัสดุ ปกปิด ไม่ เพียงแต่ กําหนด ผลประกอบการ ของสายไฟฟ้า แต่ยังมี ผลโดยตรง ต่อ อุณหภูมิ ของมันปัจจุบันวัสดุประกอบกันที่ใช้กันทั่วไปที่สุดในตลาดคือ โพลีไวนิลเคลอไรด์ (PVC) และโพลีเอเธลีนXLPE) ทั้งคู่ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการใช้งานที่อยู่อาศัย การค้าและอุตสาหกรรม แต่โครงสร้างโมเลกุลและคุณสมบัติการทํางานของพวกเขาแตกต่างกันอย่างพื้นฐาน

I. ความแตกต่างที่สําคัญเทอร์โมพลาสติก VS เทอร์โมเซสติก ก่อนที่จะเปรียบเทียบลักษณะการทํางานที่เฉพาะเจาะจง มันเป็นสิ่งจําเป็นที่จะเข้าใจความแตกต่างในโครงสร้างโมเลกุลของวัสดุประกอบความร้อนสองนี้นี่คือพื้นฐานของความแตกต่างในผลงานของพวกเขา.

พีวีซี (พอลิวินิลเคลอไรด์) เป็นวัสดุที่มีความร้อน สายพันธุ์โมเลกุลของมันถูกเชื่อมต่อด้วยแรงระหว่างโมเลกุลที่ค่อนข้างอ่อนแอ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นสายพันธุ์โมเลกุลสามารถเลื่อนต่อกันได้, ทําให้วัสดุอ่อนนุ่มหรือแม้กระทั่งละลาย คุณลักษณะนี้ทําให้ PVC อ่อนนุ่มมากในระหว่างการแปรรูป แต่ยังกําหนดการจํากัดอุณหภูมิที่สําคัญเมื่อความทนทานความร้อนของมันเกินขั้นต่ํา, PVC จะบิดรูปอย่างถาวรและสูญเสียคุณสมบัติการกันความร้อนของมัน PVC เป็นวัสดุขั้วและการสูญเสีย dielectric ของมันสูงกว่าวัสดุที่ไม่ขั้วXLPE (โพลีเอธิลีนเชื่อมต่อ) เป็นโพลีเอธิลีนและโครงสร้างโมเลกุลของมันถูกแปลงเป็นโครงสร้างเครือข่ายสามมิติ ผ่านกระบวนการเชื่อมต่อทางเคมี โครงสร้างที่เชื่อมต่อทางเคมีหมายความว่า XLPE จะไม่ละลายเมื่อทําความร้อน, แต่จะรักษารูปร่างและความสมบูรณ์แบบทางกล จนกระทั่งมันเป็นคาร์บอนในอุณหภูมิสูงสุดความแข็งแรงทางกล, ความทนทานต่อสารเคมี และคุณสมบัติไฟฟ้า ทําให้มันแข็งแรงและทนทานมากกว่า PVC

II. ความต้านทานความร้อนและความสามารถในการบรรทุกกระแสไฟฟ้า
อุณหภูมิเป็นหนึ่งในตัวชี้วัดที่สําคัญที่สุด ในการเลือกอุปกรณ์กันไฟฟ้าอุณหภูมิการทํางานที่สูงขึ้น หมายความว่าสายไฟฟ้าสามารถบรรทุกกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้น (ความสามารถในการบรรทุกกระแสไฟฟ้า) และสามารถทํางานได้อย่างน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมที่ร้อนขึ้น.

ระดับความร้อนของ PVC: อุณหภูมิการทํางานต่อเนื่องระยะยาวของมาตรฐานPVCปรับความหนาวโดยทั่วไป 70 °C. ภายใต้สภาพการตัดสั้น (โดยทั่วไปจะนาน 1 วินาที) PVC สามารถทนอุณหภูมิของตัวนําไฟได้ถึง 160 °Cถึงแม้ว่าจะมีพีวีซีที่มีความทนทานต่อความร้อนที่มีรูปแบบพิเศษในตลาด (ถึง 90 °C หรือแม้ 105 °C)ราคาแพงกว่า และการใช้งานจํากัด

การจัดอันดับความร้อนของ XLPE: XLPE มีคุณสมบัติความร้อนที่เหนือกว่าอย่างมากXLPE มาตรฐานมีอุณหภูมิการทํางานต่อเนื่องระยะยาว 90 °C และอุณหภูมิการทนต่อการตัดสั้นสูงถึง 250 °C (1 วินาที)การประกอบ XLPE ที่พิเศษบางชนิดสามารถบรรลุอุณหภูมิการทํางานต่อเนื่องที่สูงกว่า 105 °Cข้อดีของอุณหภูมิการทํางานต่อเนื่อง 20 ° C นี้แปลโดยตรงถึงความสามารถในการบรรทุกกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้นในสภาพความอ้วนฉุกเฉิน XLPE สามารถทํางานได้ที่ 130 °C ส่วน PVC ปกติไม่สามารถเกิน 120 °C

ความสามารถในการทํางานในอุณหภูมิต่ํา: PVC จะแตกง่ายและสูญเสียความยืดหยุ่นในอุณหภูมิต่ํา และเกรดมาตรฐานนั้นเหมาะสําหรับอุณหภูมิที่สูงกว่า -15 °C เท่านั้นสูตรพิเศษที่ทนต่อความหนาว สามารถยืดหยุ่นได้ถึง -40 °Cสินค้าของ XLPE ที่มีคุณภาพตามมาตรฐานยังคงมีความยืดหยุ่นแม้กระทั่งในอุณหภูมิ -40 °C ทําให้มันเหมาะสมสําหรับการติดตั้งในภูมิภาคเย็น

การเปรียบเทียบความสามารถในการบรรทุกกระแสไฟฟ้า: ความทนทานต่ออุณหภูมิที่สูงกว่าของ XLPE ส่งผลโดยตรงให้มีความสามารถในการบรรทุกกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้น สําหรับส่วนตัดข้ามของสายนําเดียวกันสายไฟฟ้าที่แยกจาก XLPE สามารถนํากระแสไฟฟ้าได้มากกว่าสายไฟฟ้าที่แยกจาก PVCตัวอย่างเช่น สายเคเบิลแกนทองแดงขนาด 4×240mm2 ที่มีความจํากัดจาก XLPE (90°C) สามารถนํากระแสไฟฟ้าประมาณ 551Aขณะที่ความละเอียดของ PVC (70 °C) ส่งผลให้การปรับปรุงประสิทธิภาพเพียงประมาณ 436A มากกว่า 26%นั่นหมายความว่าในหลายๆ การใช้งาน สายเคเบิล XLPE ที่เล็กและเบากว่า สามารถแทน สายเคเบิล PVC ที่ใหญ่กว่า เพื่อส่งกระแสไฟฟ้าเดียวกัน โดยการนี้ลดต้นทุนของวัสดุและความยากลําบากในการติดตั้ง

III.การเปรียบเทียบประสิทธิภาพไฟฟ้าผลประกอบการไฟฟ้าของอุปกรณ์ประกอบเคเบิลถูกวัดด้วยปริมาตรสําคัญหลายอย่าง ที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการส่งไฟฟ้า การสูญเสียพลังงาน และความสามารถในการทนความกระชับอัตรา

คอนสแตนตรอัดไฟฟ้าและปัจจัยพลังงาน: XLPE เป็นวัสดุที่ไม่ขั้วโลกที่มีคอนสแตนตรอัดไฟฟ้าต่ํากว่า (ประมาณ 2.3 ~ 2.5)ขณะที่ PVC เป็นวัสดุขั้วที่มีค่าคงที่แบบดียิเลคทริกสูงกว่ามาก (ประมาณ 3.5~8.0) ความแตกต่างนี้มีผลกระทบที่สําคัญ: สถาน Dielectric ที่ต่ํากว่าของ XLPE ส่งผลให้การสูญเสีย Dielectric ลดลงอย่างมาก, โดยเฉพาะในการใช้งานความดันสูงXLPE มีปัจจัยกําลังประมาณ 00.008 ณ อุณหภูมิของตัวนําไฟสูงสุด ในขณะที่ PVC มีปัจจัยกําลังประมาณ 01นั่นหมายความว่าสายไฟฟ้า XLPE จะใช้พลังงานน้อยลงในระหว่างการใช้งานในระยะยาว โดยเฉพาะสําหรับสายส่งไฟฟ้าความดันกลางและสูง.

ความต้านทานต่อความละออง: XLPE มีความต้านทานต่อความละอองที่สูงกว่า PVC มากกว่า โดยทั่วไป XLPE สามารถถึง 1000 MΩ·km หรือมากกว่า, ในขณะที่ PVC มีเพียงประมาณ 20 MΩ·km.ความต้านทานในการกันความร้อนที่สูงขึ้น หมายถึงกระแสรั่วที่ต่ํากว่าและความสมบูรณ์แบบทางไฟฟ้าระยะยาวที่ดีกว่า.

ความแข็งแรงทางไฟฟ้า: ความแข็งแรงทางไฟฟ้าของ XLPE (ประมาณ 22 kV/mm) ยังสูงกว่าของ PVC (ประมาณ 14 kV/mm)นั่นหมายความว่า XLPE สามารถทนความกระชับกําลังเดียวกันได้ กับชั้นกันหนาวบางกว่าณ ความดันระดับเดียวกัน XLPE ต้องการความหนาหนาหนาประกอบกันน้อยกว่า PVC ส่งผลให้เส้นผ่าตัดภายนอกของเคเบิลเล็กกว่าตาม IEC 60502-1, ความหนาของความละเอียด XLPE ต่ํากว่า PVC มากสําหรับส่วนตัดข้ามของสายไฟเดียวกัน

ระดับความดัน: PVC โดยทั่วไปเหมาะสําหรับระบบความดันต่ําต่ํากว่า 600V ถึง 1000V แม้ว่าการประกอบพิเศษจะสามารถทนความดันสูงขึ้นXLPE ใช้กันทั่วไปในระบบส่งไฟฟ้าระดับความดันกลาง (สูงถึง 35kV) และความดันสูง (50kV ขึ้นไป)การสูญเสียไฟฟ้าแบบต่ําและความแข็งแรงแบบสูงทําให้มันเป็นตัวเลือกหลักสําหรับเครือข่ายส่งและจําหน่ายไฟฟ้าระยะไกลบริษัทพลังงานเลือก XLPE อย่างกว้างขวาง เพราะมันให้การสูญเสียการส่งที่ต่ํากว่าและมีความน่าเชื่อถือในระยะยาวสูงกว่า.

IV คุณสมบัติทางกลและการติดตั้งง่าย

ความยืดหยุ่น: พีวีซีทั่วไปมีชื่อเสียงเพราะความยืดหยุ่นที่เยี่ยมมาก ทําให้มันยืดหยุ่นง่ายที่มีข้อดีที่สําคัญในสายไฟที่ซับซ้อนของอาคารและสายไฟของตู้ควบคุมนี่คือหนึ่งในจุดขายหลักของ PVC

ความแข็งแรงทางกล: แม้ว่าโดยทั่วไปจะไม่ยืดหยุ่นเท่า PVC แต่ XLPE มีความแข็งแรงทางกลและความทนทานสูงกว่าและความเครียดทางสิ่งแวดล้อม. นี้ทําให้สายไฟฟ้า XLPE เชื่อถือได้มากขึ้นในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่รุนแรง.ทําให้การติดตั้งยากขึ้นนิดหน่อยในแอพลิเคชั่นที่ต้องการรัศมีโค้งที่เล็กมาก.

ความทนทานต่อความชื้น: XLPE มีความทนทานต่อความชื้นสูงประมาณ 100 เท่าของ PVC ซึ่งทําให้ XLPE เป็นตัวเลือกที่นิยมสําหรับการฝังโดยตรง การติดตั้งใต้ดินและสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงขณะที่ PVC มีความทนทานต่อความชื้นที่เพียงพอในสภาพแวดล้อมที่แห้งในบ้านทั่วไป แต่มันไม่สามารถเทียบได้กับ XLPE

ความทนทานต่อสารเคมี: ทั้งสองวัสดุมีความทนทานต่อสารเคมีบางอย่าง แต่ XLPE โดยทั่วไปจะเหนือกว่า XLPE เป็นกันทานต่อสารเคมีมากมาย รวมถึงกรด แอลคาลี น้ํามัน และสารละลายPVC กันน้ําสําหรับสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่มีการเผชิญกับสารเคมีที่สําคัญXLPE เป็นตัวเลือกที่น่าเชื่อถือกว่า.

V. ปลอดภัยจากไฟและคุณสมบัติสิ่งแวดล้อม:ความปลอดภัยต่อไฟ เป็นปัจจัยที่สําคัญยิ่งขึ้นในการเลือกสายไฟฟ้า เพราะมีกฎก่อสร้างที่เข้มข้นขึ้น และมีความรู้มากขึ้นเกี่ยวกับอันตรายต่อไฟ

ค ณภาพของฮาโลเจนและควันที่เป็นพิษ: PVC แบบดั้งเดิมมีคลอรีน (ฮาโลเจน) เมื่อสาย PVC ไหม้มันปล่อยควันดําจํานวนมากและก๊าซไฮโดรเจนคลอรีด (HCl) ที่เป็นพิษสูงตามการทดสอบ IEC 754-1, PVC ส่งออกประมาณ 200-300 mg/g ของ HCl เมื่อเผาไหม้ ก๊าซพิษเหล่านี้เป็นภัยคุกคามต่อสุขภาพของบุคลากรและพนักงานกู้ภัยการหายใจควันพิษเป็นสาเหตุหลักของการตายในไฟฟ้าXLPE อย่างไรก็ตาม ไม่มีคลอรีน และปล่อยก๊าซพิษน้อยมากเมื่อเผาไหม้ (ประมาณ 150-200 mg/g HCl ขึ้นอยู่กับการจัดทํา)

ตัวเลือกที่ไม่มีควันลดฮาโลเจน (LSZH): สําหรับสถานที่ที่มีความต้องการความปลอดภัยจากไฟที่สูงมาก สามารถใช้วัสดุที่ไม่มีควันลดฮาโลเจนได้สายไฟไฟฟ้าประปา LSZH ที่ใช้ XLPE เป็นวัสดุพื้นฐาน ผลิตควันน้อยมาก และไม่มีฮาโลเจนโดยสิ้นเชิงเมื่อเผาไหม้สายไฟ LSZH ปล่อย HCl 0 mg/g และปริมาณควันประมาณ 30% ของ PVC แบบปกติจํานวนประเทศและภูมิภาคที่เพิ่มขึ้นกําลังบังคับใช้สาย LSZH ในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่น เช่นรถไฟใต้ดินโรงพยาบาล และศูนย์การค้า

ความยืดหยุ่นไฟ: PVC มีความยืดหยุ่นไฟเนื่องจากสารคลอรีนที่มีอยู่ในมัน โดยมีดัชนีออกซิเจนประมาณ 33XLPE เป็นวัสดุที่ใช้เป็นไฮโดรคาร์บอน และเป็นวัสดุที่สามารถเผาไหม้ได้โดยธรรมชาติ (ดัชนีออกซิเจนประมาณ 18), แต่การยั้งลมไฟสามารถบรรลุได้ด้วยการเพิ่มสารยั้งลมไฟสารประกอบ LSZH ปกติแสดงความสามารถในการยับยั้งไฟได้ดีเยี่ยม (ดัชนีออกซิเจนประมาณ 35) ขณะที่ยังคงมีลักษณะควันต่ําและไร้ฮาโลเจน.

VI. ชีวิต ใน การ รับใช้ และ การ ปราศัย

อายุการใช้งาน: XLPE มีผลงานที่ดีกว่า PVC ในแง่ของความทนทานต่อการแก่ตัวและอายุการใช้งานและความเครียดทางสิ่งแวดล้อมสายเคเบิล XLPE แบบปกติสามารถให้บริการอย่างน่าเชื่อถือได้มากกว่า 25 ปี ยิ่งกว่าอายุการใช้งานของสายเคเบิล PVCและการเสื่อมสลายตามเวลาโดยเฉพาะที่อุณหภูมิสูงหรือถูกเผชิญกับแสง UV

ความทนทานต่อแสง UV: PVC ปกติจะบดลง, กลายเป็นเปราะบาง, และแตกแตกภายใต้แสงแดดโดยตรงXLPE มีความทนทาน UV ที่ดีขึ้นและเหมาะสําหรับการติดตั้งภายนอก.

สามารถนําไปใช้ใหม่ได้: วัสดุทั้งสองมีปัญหาในการนําไปใช้ใหม่ แต่มีเหตุผลที่แตกต่างกันแต่การรีไซเคิลเป็นเรื่องยาก เนื่องจากมีสารฮาโลเจน และมีสารพัดลื่นและสารปรับความแข็ง. XLPE เป็นวัสดุที่ทนความร้อน ไม่สามารถหล่อหลอมและประมวลผลเหมือนพลาสติกร้อนได้ แต่มันสามารถรีไซเคิลได้โดยกลไกและอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่านี้ หมายความว่าการเปลี่ยนและขยะน้อยลง.

VII การเปรียบเทียบค่าใช้จ่าย
สําหรับการประยุกต์ระดับต่ําแบบมาตรฐาน, PVC เป็นตัวเลือกที่ประหยัดกว่าโดยทั่วไป. วัสดุแพร่ PVC ราคาประมาณ 0.50 $ ถึง 1 $98 ต่อปอนด์ (ขึ้นอยู่กับการจัดทําและการรับรองสิ่งแวดล้อม). XLPE ราคาประมาณ 1.10 $ ถึง 1.59 $ ต่อปอนด์

อย่างไรก็ตาม ค่าวัสดุเบื้องต้นไม่ได้เป็นทุกอย่าง ในหลายๆ การใช้งาน ความสามารถในการบรรทุกกระแสไฟฟ้าที่สูงของ XLPE ทําให้สามารถใช้ส่วนตัดเส้นของสายไฟที่เล็กกว่าคัดลอกหรือแม้แต่เกินค่าธรรมเนียมนอกจากนี้อายุการใช้งานที่ยาวนานและความต้องการในการบํารุงรักษาที่ต่ํากว่าของสายไฟฟ้า XLPE ปกติจะส่งผลให้มีต้นทุนรวมในการครอบครองที่ต่ํากว่า สําหรับการใช้งานระดับความดันกลางและสูงการสูญเสียไฟฟ้าที่ต่ํากว่าของ XLPE ส่งผลโดยตรงสู่การประหยัดพลังงาน, รีบคืนค่าใช้จ่ายเริ่มต้น

สรุป
คําถามว่า "อะไรดีกว่า สายพีวีซี หรือสายพีเอชเอลพีเอ" ไม่สามารถตอบอย่างแน่นอนได้

สําหรับสายไฟแบบมาตรฐานของอาคารอาศัยและอาคารพาณิชย์ สําหรับการใช้งานที่มีอุณหภูมิภายในที่มั่นคง และที่งบประมาณและความยืดหยุ่นเป็นข้อพิจารณาหลักPVC ยังคงเป็นทางเลือกที่เหมาะสมและประหยัดความยืดหยุ่นที่เยี่ยมยอด การติดตั้งง่าย และผลประกอบการไฟฟ้าที่เพียงพอในการใช้งานความดันต่ํา ทําให้มันเป็นมาตรฐานของอุตสาหกรรมมาหลายทศวรรษ

อย่างไรก็ตาม สําหรับการใช้งานที่ต้องการที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิสูง, กระแสไฟฟ้าสูง, อุปกรณ์ภายนอกหรือใต้ดิน, การเผชิญหน้ากับสารเคมี, หรือการส่งไฟฟ้าความแรงกลางถึงสูงXLPE เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด. อุณหภูมิที่สูงกว่าทําให้ความสามารถในการบรรทุกกระแสไฟฟ้าที่ใหญ่กว่าและส่วนตัดของสายนําที่เล็กกว่า; ผลงานไฟฟ้าที่สูงกว่าลดการสูญเสียการส่งและความอดทนทางเครื่องกลและสิ่งแวดล้อมที่ดีเยี่ยม รับประกันอายุการใช้งานที่ยาวนานและค่าบริการรวมที่ต่ํากว่า.

ในขณะที่พื้นฐานไฟฟ้าของโลกมีการปรับปรุงและความต้องการพลังงานยังคงเพิ่มขึ้น XLPE กลายเป็นรายละเอียดโดยกําหนดสําหรับอุปกรณ์ใหม่โดยเฉพาะในภาคอุตสาหกรรมและสาธารณะแนวโน้มไปสู่วัสดุที่มีควันน้อย ไม่มีฮาโลเจน และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมยังเป็นประโยชน์ต่อการแก้ไขของ XLPE เนื่องจากกฎระเบียบสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยที่เข้มงวดมากขึ้น