در این مقالۀ کوتاه، پیرامون مفهوم پیری کابل برق، عوامل مؤثر بر آن، رابطۀ آن با کیفیت طراحی و ساخت کابلها و راهکارهای افزایش عمر مفید کابل برق خواهیم گفت.
مفهوم پیری کابل برق به زبان ساده
کابلهای برق به عنوان یک محصول صنعتی، دارای طول عمر مفید هستند. مثلاً انتظار میرود که کابلهای قدرت، عمر مفیدی در حدود 30 سال داشته باشند.
پس از گذشت چندین سال از نصب و بهره برداری یک کابل برق، تغییراتی شیمیایی و فیزیکی در ساختار عایق و روکش آنها رخ میدهد. این تغییرات میتواند سبب افت کیفیت عملکرد عایقی و تغییر در خواص دی الکتریک (Dielectric؛ تلفظ صحیحش دای الکتریک است) شود و در نهایت عمر کابل را به پایان برساند. این واقعه و فرآیند، تحت عنوان پیری کابل معرفی میگردد.
عوامل مؤثر در پیری زودرس کابل برق
فاکتورهای مهم و تأثیرگذار در این زمینه عبارتند از:
- تنشهای الکتریکی در اثر اضافه ولتاژ ها
- تنشهای حرارتی منتج از اضافه بارها
- تأثیر آب و روغن و نفوذ آن به ساختار درونی روکش و عایق کابل
- تشنهای الکتریکی، مکانیکی و حرارتی منتج از اتصال کوتاه
- تابش فرابنفش آفتاب
- نامرغوب بودن مواد اولیۀ ساخت عایق و روکش
- کنترل نکردن فرآیند عایق زنی
عایق و روکش کابل برقی که به پایان عمر خود نزدیک میشود، خواص مکانیکی و نارسانایی الکتریکیشان تضعیف میگردند. این یعنی ادامۀ کار کابل نا ایمن و نامطمئن خواهد بود و اگر توجه نشود، در نهایت منجر به اتصالی، قطع برق و حتی بروز شرایط آتش سوزی خواهد شد.
آزمون کهنگی حرارتی کابل
یکی از تستهایی که در صنعت سیم و کابل وجود دارد، آزمون کهنگیست. این آزمون مطابق با استاندارد IEC 60811 و INSO 5525-401 بر روی عایق یا روکش ساخته شده از مواد ترموپلاستیک، ترموست و یا کراسلینک صورت میگیرد.
عملیات کهنگی در کوره ای با گردش طبیعی هوا یا گردش تحت فشار انجام میشود. ورود هوا باید به گونه ای باشد که روی سطح آزمونه ها جریان یابد و نزدیک سقف کوره از آن خارج گردد. هوای کوره باید در هر ساعت، حداقل 8 و حداکثر 20 بار در دمای کهنگی تعیین شده، تخلیه شود.
نمونۀ کابل یا نمونۀ روکش برداشته شده از کابل باید با طول مناسب بریده شود و ترجیحاً از محلی نزدیک به محل نمونه های گرفته شده برای تستهای کشش بدون کهنگی تهیه گردد.
این آزمون باید 16 ساعت پس از عمل اکستروژن یا کراس لینک شدن روی آمیزه های عایق یا روکش انجام شود. آزمونه ها نباید بیشتر از 2 درصد حجم کوره را اشغال کنند. به محض پایان دورۀ گرمایش تعیین شده، آزمونه ها باید از کوره خارج و دست کم شانزده ساعت در دمای اتاق و به دور از نور مستقیم آفتاب نگهداری شوند.
پس از آن، ویژگیهای مکانیکی مانند استقامت کششی و ازدیاد طول در نقطۀ پارگی طبق استاندارد INSO 5525-501 اندازه گیری میشود. مقادیر حاصل با ارقام تعریف شده و نیز اندازه گیری شدۀ قبل از تست کهنگی، مقایسه و در گزارش ثبت میگردد.
افزون بر این آزمون، تستهای دیگری مانند مقاومت روکش و عایق در برابر ترک خوردگی (آزمون شوک حرارتی) و آزمون جذب آب و اندازه گیری ولتاژ شکست نیز انجام میشود. همه این آزمونها مرتبط با کیفیت عملکرد عایق و روکش کابل و شبیه ساز پیری آن در زمان کوتاه هستند.
فراسنجهای مؤثر در افزایش عمر کابل برق
- تولید کابل برق سازگار با مفاد استانداردها
- استفاده از مواد اولیۀ مرغوب و کنترل و تضمین کیفی
- نگهداری و حمل و نقل کابل مطابق با استاندارد
- انتخاب و نصب صحیح کابل
- بهره برداری تحت شرایط منطبق با نوع و ظرفیت کابل برق
امروزه در برخی از کشورها، تجهیزاتی به منظور پایش دائمی وضعیت کیفی عایق و روکش برخی از کابلهای برق به ویژه در سطوح ولتاژی فشار متوسط و فشار قوی، به آنها متصل میگردد. داده ها و اطلاعاتی که از این پایش به دست می آیند، در موارد زیر بسیار مفید خواهند بود:
- مدیریت درست بهره برداری از کابل
- کند ساختن فرآیند پیری کابل برق
- انجام به موقع اصلاحات یا سرویسهای پیشگیرانه
- زمان بندی صحیح برای تعویض کابل
یکی از معایب بزرگ کابل های برق غیر استاندارد و ضعیف، کوتاه بودن طول عمر آنهاست. به کارگیری این کابلها باعث تحمیل هزینه های هنگفت به بهره برداران و کاربران به منظور تعویض زودهنگام کابلها خواهد شد.
انتخاب کارشناسانۀ نوع و سایز کابل، نصب درست، به کارگیری تجهیزات حفاظتی مناسب و استفاده از کابلهای استاندارد و مرغوب، سبب افزایش عمر مفید و عملکرد ایمن، پایدار و قابل اطمینان آنها میشود.