Cavo di Shanghai Shenghua (gruppo) Co., srl.
Approfondimenti tecnici da Shenghua Cable
Data: 19 marzo 2024
Il cedimento dell'isolamento dei cavi è uno dei rischi più gravi nei sistemi di trasmissione di energia. Una volta che l'isolamento fallisce, può portare a cortocircuiti, danni alle apparecchiature, interruzioni su larga scala e persino incendi.
Sulla base di decenni di esperienza operativa e di produzione,Shenghua Cable (Shanghai Shenghua Cable Technology Group Co., Ltd.)ha studiato continuamente i meccanismi di cedimento dell'isolamento nei cavi di alimentazione. Applicando la teoria del dielettrico solido e combinando casi ingegneristici reali, l'azienda ha riassunto le cause chiave e le strategie preventive per migliorare la sicurezza dei cavi e prolungarne la durata.
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Nei cavi di alimentazione, i materiali isolanti agiscono comedielettrici solidi. Quando la tensione applicata supera la forza del campo elettrico critico che il dielettrico può sopportare, si verifica un improvviso aumento di corrente. L'isolamento perde la sua capacità di bloccare la corrente — questo è noto comecedimento dielettrico.
Esistono tre forme principali di cedimento dell'isolamento solido:
Quando la tensione è sufficientemente alta, gli elettroni liberi all'interno del dielettrico accelerano sotto un forte campo elettrico. Questi elettroni collidono con gli atomi, creando catene di ionizzazione e più portatori di carica liberi.
Questo effetto valanga distrugge infine la struttura dell'isolamento.
Il cedimento elettrico si verifica tipicamente sotto:
Quando i cavi operano sotto tensione per lunghi periodi, le perdite dielettriche generano calore all'interno dell'isolamento.
Se la generazione di calore supera la dissipazione di calore:
Il funzionamento in sovraccarico e la scarsa dissipazione del calore sono contributi comuni.
Nel tempo, i materiali isolanti sono soggetti a:
L'invecchiamento causa un graduale deterioramento delle prestazioni. Se esistono bolle o vuoti d'aria, possono svilupparsi scariche parziali o scariche a corona, portando a carbonizzazione locale e cedimento finale.
Attraverso anni di esperienza sul campo, Shenghua Cable ha identificato diversi fattori di influenza principali:
La forza del campo elettrico (E) è inversamente proporzionale allo spessore dell'isolamento (d):
E = V / d
Dove:
Un isolamento più spesso riduce l'intensità del campo elettrico e aumenta la tensione di cedimento.
Questo è il motivo per cui Shenghua Cable controlla attentamente lo spessore e l'uniformità dell'isolamento durante la produzione, specialmente per i cavi di media e alta tensione.
Le impurità e le microbolle all'interno dell'isolamento sono estremamente pericolose.
Perché:
Questi punti deboli diventano punti di partenza per il cedimento.
Sono essenziali rigorosi processi di essiccazione dei materiali e degasaggio sotto vuoto durante la produzione.
I vuoti tra il conduttore e lo strato isolante creano zone di ionizzazione simili a bolle, abbassando la resistenza dielettrica.
L'estrusione di precisione e il controllo dell'adesione sono fondamentali per le prestazioni a lungo termine.
L'umidità riduce drasticamente la resistenza dell'isolamento:
Una volta che l'isolamento assorbe acqua, la tensione di cedimento diminuisce bruscamente.
L'isolamento sopporta tensioni più elevate in un campo elettrico uniforme. Nei campi non uniformi, la tensione di cedimento diminuisce significativamente.
Per cavi con tensione nominale di 35kV e superiori, vengono utilizzati coni di stress e anelli di schermatura di messa a terra alle terminazioni per ottimizzare la distribuzione del campo elettrico.
Shenghua Cable progetta i suoi sistemi ad alta tensione con una distribuzione dello stress controllata per migliorare la resistenza alla compressione e l'affidabilità.
Sulla base di casi operativi, le principali cause di guasto includono:
I danni meccanici rimangono una causa principale di cedimento dell'isolamento.
Esempi comuni:
Una corretta installazione e protezione meccanica sono essenziali.
Le terminazioni dei cavi e le giunzioni intermedie sono punti deboli.
Cause tipiche:
Le terminazioni ad alta tensione devono essere costruite con cura per evitare la concentrazione del campo elettrico.
L'infiltrazione di umidità si verifica a causa di:
Una volta che l'umidità entra, la resistenza dielettrica diminuisce rapidamente.
La sovratensione può derivare da:
La sovratensione del sistema di alimentazione può causare il cedimento simultaneo di più cavi.
Esposizione a lungo termine a:
Porta a fragilità e screpolature del materiale. La scarsa dissipazione del calore è spesso la causa principale dell'invecchiamento termico.
IV. Misure preventive
1. Prevenire i danni meccanici
Assicurare un avvolgimento stretto dell'isolamento
3. Rafforzare la protezione della guaina esterna
Ispezionare regolarmente gli strati protettivi esterni
Con decenni di esperienza produttiva, Shenghua Cable si concentra su:
Controllo rigoroso della qualità dei materiali
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