โซลูชันการเลือกวัสดุที่เหมาะสมและแผนการปรับโครงสร้างให้ดีขึ้น

​I. ภูมิหลัง​
สายไฟฟ้าที่ทำหน้าที่เป็นสื่อกลางหลักในการส่งผ่านพลังงานและสัญญาณไฟฟ้า มีประสิทธิภาพที่มีผลโดยตรงต่อความมีประสิทธิภาพของระบบ ความปลอดภัยในการทำงาน และความเสถียรในระยะยาว ภายใต้สภาพการทำงานที่ซับซ้อน ปัญหาเช่น คุณสมบัติทางไฟฟ้าของวัสดุตัวนำไม่เพียงพอ การเสื่อมสภาพหรือการชำรุดของชั้นฉนวน หรือการป้องกันทางกลไกที่อ่อนแอสามารถนำไปสู่การสูญเสียพลังงานเพิ่มขึ้น ความเสี่ยงของการเกิดวงจรลัดวงจร และแม้กระทั่งอันตรายจากไฟไหม้ ดังนั้น การเลือกวัสดุอย่างมีวิทยาศาสตร์และการปรับโครงสร้างเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของสายเคเบิลจึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการรับประกันการทำงานอย่างเชื่อถือได้ของระบบไฟฟ้าและการสื่อสาร

​II. โซลูชัน​
​1. การปรับปรุงวัสดุตัวนำ: การบาลานซ์ระหว่างการนำไฟฟ้าและความคุ้มค่า​

• ​กลยุทธ์หลัก:​​ ให้ความสำคัญกับการใช้วัสดุทองแดงบริสุทธิ์ปราศจากออกซิเจน (OFC) ซึ่งมีความสามารถในการนำไฟฟ้าเกิน 58 MS/m ซึ่งมากกว่าวัสดุอลูมิเนียม (ประมาณ 35 MS/m) อย่างมาก ลดการสูญเสียจากการทำความร้อนแบบ Joule (I²R losses) ในการส่งผ่านและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
• ​การแบ่งส่วนตามสถานการณ์:​​
• ​การใช้งานระยะกลาง/ระยะสั้นและกระแสไฟฟ้าสูง:​​ ยืนยันการใช้ตัวนำทองแดง การออกแบบพื้นที่ภาคตัดขวางต้องตอบสนองความต้องการของกระแสไฟฟ้า (เช่น สายไฟฟ้า ≥70mm²) เพื่อให้มั่นใจว่ามีความต้านทานต่ำและกำเนิดความร้อนน้อย
• ​การส่งผ่านทางอากาศระยะไกล:​​ เลือกใช้วัสดุอลูมิเนียมผสม (AA-8000 series) สำหรับความต้องการกระแสไฟฟ้าเท่ากัน น้ำหนักจะเบาลงประมาณ 50% เมื่อเทียบกับทองแดง ลดภาระบนเสาและค่าใช้จ่ายในการติดตั้งอย่างมาก หมายเหตุ: จุดเชื่อมต่อของตัวนำอลูมิเนียมต้องได้รับการดูแลพิเศษ (สารป้องกันการออกซิเดชัน, น็อตแรงดัน) เพื่อป้องกันการติดต่อไม่ดีและการทำความร้อน
• ​โซลูชันนวัตกรรม:​​ สำหรับการใช้งานที่ต้องการลดน้ำหนักและมีความไวต่อค่าใช้จ่าย (เช่น สายไฟฟ้าสำหรับยานพาหนะพลังงานใหม่) สามารถเลือกใช้ตัวนำอลูมิเนียมเคลือบด้วยทองแดง (CCA) ซึ่งรักษาความสามารถในการนำไฟฟ้าที่ผิวสูงไว้ ในขณะที่ลดน้ำหนักลงประมาณ 30%

​2. การเสริมชั้นฉนวน: เพิ่มความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและความทนทาน​

• ​วัสดุที่แนะนำ:​​ พอลิเอทิลีนที่ผ่านการเชื่อมโยงข้าม (XLPE) ข้อดีหลักคือ:
• ​ประสิทธิภาพทางความร้อน:​​ อุณหภูมิการทำงานต่อเนื่องถึง 90°C (สูงกว่า PE มาตรฐาน 30°C) ทนต่ออุณหภูมิสั้นๆ ที่ 250°C ชะลอการเสื่อมสภาพทางความร้อนอย่างมาก
• ​คุณสมบัติทางไฟฟ้าสถิต:​​ ความต้านทานปริมาตร > 10¹⁴ Ω·cm ความสูญเสียทางไฟฟ้าสถิตที่ความถี่ไฟฟ้า < 0.001 รับประกันความเชื่อถือได้ในการฉนวนในสภาพแวดล้อมแรงดันไฟฟ้าสูง (เช่น สายไฟฟ้า 35kV)
• ​ความแข็งแรงทางกลไก:​​ โครงสร้างที่เชื่อมโยงข้ามเพิ่มความต้านทานต่อการเจาะทะลุและมีความต้านทานต่อการแตกร้าวจากความเครียดสิ่งแวดล้อม (ESCR) ที่ดีเยี่ยม
• ​การตอบสนองต่อสภาวะพิเศษ:​​
• ​การส่งผ่านสัญญาณความถี่สูง:​​ ใช้ฉนวน PE ที่มีฟองอากาศทางกายภาพหรือเคมีเพื่อลดค่าคงที่ของตัวนำ (εr≈1.4) ลดการสูญเสียสัญญาณ
• ​สภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูงสุด:​​ ใช้วัสดุฉนวนฟลูออโรพลาสติกที่ทนต่ออุณหภูมิสูง (เช่น ETFE) ที่มีอุณหภูมิการทำงานสูงถึง 150°C

​3. การปรับปรุงการออกแบบโครงสร้าง: การป้องกันทางกลไกและการเพิ่มความปลอดภัย​

• ​ระบบป้องกันหลายชั้น:​​
• ​ชั้นเติม:​​ เติมช่องว่างภายในตัวนำที่มีการบิดด้วยเส้นใยป้องกันน้ำ (เรซินโพลิอะคริเลตที่ดูดซับน้ำได้สูง) หรือสารเติมเต็มป้องกันน้ำ เพื่อให้สามารถป้องกันน้ำในแนวตั้ง (ปฏิบัติตาม IEC 60502) สำหรับสายไฟหลายแกน ใช้เชือกเติมเต็มโพลีโพรพิลีนเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของวงกลม
• ​ชั้นใน:​​ เลือกใช้พอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) หรือโพลียูรีเทนเทอร์โมพลาสติก (TPU) เพื่อให้ความต้านทานต่อน้ำในแนวราบและต้านทานการกดดันด้านข้าง (ความต้านทานการกด ≥2000N/100mm)
• ​ชั้นเกราะ (ไม่จำเป็น):​​
• สภาพแวดล้อมที่มีแรงกลไกสูง (เช่น การฝังใต้ดิน): ใช้ชั้นเกราะเทปเหล็กชุบสังกะสี (ความหนา ≥ 0.2mm)
• ต้องการต้านทานการหมุน (เช่น สายไฟในเหมือง): ใช้ชั้นเกราะลวดเหล็กถักละเอียด
• ​ชั้นนอก:​​
• ​การป้องกันพื้นฐาน:​​ พอลิไวนิลคลอไรด์ (PVC) ราคาประหยัดและมีความทนทานต่อสภาพอากาศ (อุณหภูมิการทำงาน: -20°C ~ 70°C)
• ​การเพิ่มความปลอดภัย:​​ สารประกอบ Low Smoke Zero Halogen (LSZH) ดัชนีออกซิเจน ≥32 ความหนาแน่นควัน Dₛ ≤60 (ปฏิบัติตาม GB/T 19666) ลดการปล่อยแก๊สพิษ (HCl <5mg/g) และความเสี่ยงในการมองเห็นไม่ชัดเจนในกรณีเกิดไฟไหม้
• ​ความต้านทานการขัดถู:​​ ชั้นนอกไนลอน 12 ความแข็ง Rockwell R120 เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีการโค้งงออย่างต่อเนื่อง เช่น สายไฟสำหรับสายพานลากหุ่นยนต์
• ​การออกแบบความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC):​​ เพิ่มชั้นกรองด้วยสายทองแดง (ความครอบคลุม ≥85%) สำหรับสายไฟแรงดันกลาง/สูง สำหรับสายไฟ VFD ใช้เทปคอมโพสิตอลูมิเนียม-โพลีเอสเตอร์ + สายทองแดงเคลือบทินสองชั้น เพื่อป้องกันการรบกวนความถี่สูง (≥60dB ในการลดเสียงในแถบ 30MHz~1GHz)

​III. สรุปคุณค่าของแผน​
ผ่านการเลือกตัวนำตามสถานการณ์ (ทองแดง/อลูมิเนียม) สามารถบรรลุสมดุลระหว่างประสิทธิภาพการนำไฟฟ้าและความคุ้มค่า XLPE ฉนวนรับประกันความเสถียรทางไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูง โครงสร้างคอมโพสิตหลายชั้น (ชั้นเติม + ชั้นนอก + ชั้นเกราะแบบไม่จำเป็น) สร้างกำแพงทางกลไกและไฟ แผนนี้ลดการสูญเสียการส่งผ่านของสายเคเบิล 15%~20% (ทองแดงเมื่อเทียบกับอลูมิเนียม) ขยายอายุการใช้งานเกิน 30 ปี (XLPE เมื่อเทียบกับ PVC) และลดความเสี่ยงจากไฟไหม้ 70% (LSZH เมื่อเทียบกับ PVC) ผ่านชั้นนอกที่ป้องกันไฟ ตอบสนองความต้องการหลักของประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และความเสถียรอย่างครบถ้วน