Spējīga Materiālu Atlase Un Struktūras Optimizācijas Shēma

​I. Fons​
Elektroķabeles, kuras ir galvenā elektroenerģijas un signālu pārnesešanas vide, tiek apvienotas ar sistēmas efektivitāti, darbības drošumu un ilgtermiņa stabilitāti. Sarežģītās darbības apstākļos problēmas, piemēram, neadekvātas vadītāja materiāla elektriskās īpašības, izolācijas slāņa novecošana/traucējumi vai vāja mehāniskā aizsardzība, viegli var radīt enerģijas zudumus, augošu šķērsgriezuma risku un pat ugunsgrēku briesmus. Tādēļ, zinātniski atlasot materiālus un optimizējot struktūru, lai uzlabotu kabēļu kopējo veiktspēju, ir kritiski svarīgi, lai nodrošinātu elektroenerģijas un komunikāciju sistēmu uzticamu darbību.

​II. Risinājums​
​1. Vadītāja materiāla optimizācija: līdzsvars starp vedamību un ekonomiku​

• ​Baziskā stratēģija:​​ Prioritāte ir jādod augstās tīrības bezskābekļa varšai (OFC). Tās vedamība pārsniedz 58 MS/m, kas ir daudz augstāka par alumiņiju (aptuveni 35 MS/m), ievērojami samazinot Joule siltums zudumus (I²R zudumus) pārraides laikā un uzlabojot enerģijas efektivitāti.
• ​Scenāriju segmentācija:​​
• ​Vidējas/Īsas attālumu & Augsta strāvas lietojumi:​​ Uzstājiet uz varšu vadītājiem. Priekšsekcijas platumu jāprojektē atbilstoši strāvas spēja prasībām (piemēram, elektroenerģijas kabeles ≥70mm²), lai nodrošinātu zemu impendanci un zemu siltuma rašanos.
• ​Tālu attālumu gaisā pārraide:​​ Izvēlieties konduktīvo alumiņa alliāžu (AA-8000 seriāls). Līdzvērtīgai strāvas spējai tas ir aptuveni 50% mazāks par varšu, ievērojami samazinot tornu slodzes un instalācijas izmaksas. Piezīme: Alumiņa vadītāju savienojuma punktiem ir nepieciešama īpaša apstrāde (antioksidantu pasta, momentuzglabāmajiem boltiem), lai novērstu sliktu kontaktu un siltuma rašanos.
• ​Inovatīvs risinājums:​​ Savādākos lietojumos, kas prasa svētrošanu (piemēram, jaunās enerģijas automobiļu žiniņu kabeles), var izvēlēties varšu apklāto alumiņu (CCA) vadītājus, uzturējot augstu virsmaisnes vedamību, vienlaikus samazinot svaru aptuveni 30%.

​2. Izolācijas slāņa pastiprināšana: augstākas temperatūras un ilgstošības uzlabošana​

• ​Iecienītais materiāls:​​ Krustsaistīta polietilēna (XLPE). Tās galvenās priekšrocības ietver:
• ​Siltuma veiktspēja:​​ Nepārtraukta darbības temperatūra sasniedz 90°C (30°C augstāka par standarta PE), īslaicīga siltuma noturība pie 250°C, ievērojami palēninot termisko novecšanos.
• ​Dielektriskās īpašības:​​ Tilpuma rezistivitāte > 10¹⁴ Ω·cm, sievainfrekvences dielektriskā zudēšana < 0.001, nodrošinot izolācijas uzticamību augstā sprieguma vidi (piemēram, 35kV elektroenerģijas kabeles).
• ​Mehāniskā stipruma:​​ Krustsaistītā struktūra palielina caurceļuma noturību un piedāvā izcilu Vides stresa trauksmes reakciju (ESCR).
• ​Īpašu apstākļu reakcija:​​
• ​Augstfrekvences signālu pārraide:​​ Izmantojiet fiziski/ķīmiski pūstītu PE izolāciju, lai samazinātu dielektrisko konstanti (εr≈1.4), minimizējot signāla aizvienīšanos.
• ​Eksremālas temperatūras vides:​​ Izmantojiet augstām temperatūrām noturīgu fluoroplastmasas izolāciju (piemēram, ETFE), ar darbības temperatūru līdz 150°C.

​3. Struktūras dizaina optimizācija: mehāniskā aizsardzība un drošības uzlabošana​

• ​Pārklājuma aizsardzības sistēma:​​
• ​Aplenia slānis:​​ Aplieniet strāvas kanālus ar ūdensbarieru audumiem (super absorbentais poliakrilāts) vai ūdensbarieru masīviem, lai sasniegtu garāko ūdens barjeru (saskanīgi IEC 60502). Daudzkanālu kabeļiem izmantojiet polipropilēna aplenia kabeli, lai nodrošinātu apļo integritāti.
• ​Iekšējā mantas:​​ Izmantojiet Augstā blīvuma polietilēnu (HDPE) vai Termoplastisko poliuretānu (TPU), lai nodrošinātu radiālo ūdens barjeru un laterālas kompresijas (spiediena) noturību (spiediena noturība ≥2000N/100mm).
• ​Apbruņojums (neobligāti):​​
• Tungša mehāniskās streses vides (piemēram, tieša iešķiršana): Izmantojiet cincdiftātu (biezums ≥ 0.2mm).
• Torsijas noturības prasības (piemēram, rūpniecības kabeles): Izmantojiet smalku staļsteka dzirksteļu apbruņojumu.
• ​Ārējā mantas:​​
• ​Pamata aizsardzība:​​ Polivinilhlorīds (PVC), ekonomisks ar labu vides noturību (darbības temperatūra: -20°C ~ 70°C).
• ​Palielināta drošība:​​ Zema dūmu neskarto halogēnu (LSZH) masīvs, skābekļa indekss ≥32, dūmu blīvums Dₛ ≤60 (saskanīgi GB/T 19666), ievērojami samazinot toksisku gāzu emisiju (HCl <5mg/g) un redzamības risku ugunsgrēku laikā.
• ​Meklējuma noturība:​​ Nilonas 12 mantas, Rockwell hardness R120, piemērots dinamiskiem pagriešanas lietojumiem, piemēram, robotu vilcēju kabeļiem.
• ​Elektromagnētiskās savietojamības (EMC) dizains:​​ Pieliekiet varšu drātu ekrānu (pārklājums ≥85%) vidējam/augstam spriegumam kabeļiem. Mainīgajam frekvences pārveidotāju (VFD) kabeļiem izmantojiet alumiņa-poliestera kompozīta tape + varšu drātu braids divu ekrānu, lai samazinātu augstfrekvences interferenci (≥60dB saisti 30MHz~1GHz diapazonā).

​III. Shēmas vērtības kopsavilkums​
Konkrētu scenāriju vadītāju atlase (varša/alumiņa) nodrošina dinamisku līdzsvaru starp vedamības efektivitāti un izmaksām. XLPE izolācija nodrošina dielektrisko stabilitāti augstās temperatūras vides. Daudzslāņu kompozīta struktūra (Aplenis + Mantas + Neobligāts apbruņojums) veido mehāniskas un ugunsgrēka barjeras. Šī shēma samazina kabeļu pārraides zudumus 15%~20% (Varša vs. Alumiņa), paildzina izmantošanas laiku virs 30 gadiem (XLPE vs. PVC) un samazina ugunsgrēka risku 70% (LSZH vs. PVC) caur ugunsnovēršanu mantas, vispārēji atbilstot efektivitātes, drošības un stabilitātes pamatprasībām.