پیشنهاد راه حل کابل فشار قوی تک هسته‌ای با دیوار باریک محافظ
- چکیده
این راه‌حل به چالش‌های صنعتی معمولی مانند آسیب فیزیکی، خوردگی شیمیایی و تداخل الکترومغناطیسی که کابل‌های فشار قوی در محیط‌های پیچیده با آن مواجه هستند، پاسخ می‌دهد. هسته اصلی این راه‌حل یک کابل فشار قوی تک‌لایه محافظ دیواره نازک نوآورانه است. از طریق محافظت دو لایه XLPE، ساختار محافظ مرکب و طراحی پوشش بیرونی بهینه اختیاری، این کابل محافظت مکانیکی استثنایی، عملکرد عایق‌بندی، اثربخشی محافظت و عمر مفید طولانی ارائه می‌دهد و اتصالات ایمن، قابل اعتماد و کارآمد برای سیستم‌های انتقال برق فراهم می‌کند.
II. زمینه فنی و هدف مدل مفید
- زمینه فنی
سیم‌ها و کابل‌ها به عنوان محصولات اساسی برای انتقال برق، انتقال اطلاعات و تبدیل انرژی الکترومغناطیسی، اغلب به عنوان "رگ‌ها" و "عصب‌های" اقتصاد ملی شناخته می‌شوند. قابلیت اطمینان آنها مستقیماً حیاتی برای عملکرد پایدار سیستم‌های کامل است. با این حال، کابل‌های فشار قوی موجود معمولاً با چالش‌های شدیدی مواجه هستند:
• خوردگی زیستی و محیطی: آسیب‌پذیری نسبت به خسارت‌های موش‌ها، حشرات یا رطوبت، اسیدها، بازها و مواد شیمیایی دیگر خارجی، که ممکن است منجر به شکست عایق‌بندی، کوتاه شدن مدار یا حتی خطر آتش‌سوزی شود.
• آسیب مکانیکی: تحت شرایطی مانند کشش نصب، باد و تابش خورشید، لایه عایق‌بندی بیرونی آسیب‌پذیر به خوردگی و ترک‌خوردگی است، که هسته را معرض خطر قرار می‌دهد و انتقال برق را تهدید می‌کند و خطرات ایمنی ایجاد می‌کند.
• محافظت ناکافی: محافظت الکترومغناطیسی نامناسب کابل‌ها را آسیب‌پذیر به تداخل یا تابش خارجی می‌کند و کیفیت سیگنال و ثبات انتقال را تحت تأثیر قرار می‌دهد. - هدف مدل مفید
این راه‌حل هدف دارد که یک کابل فشار قوی تک‌لایه محافظ دیواره نازک با طراحی ساختاری هوشمندانه و منطقی، عملکرد محافظتی عالی، عمر مفید طولانی و قابلیت‌های محافظتی برتر ارائه دهد، که به طور جامع چالش‌های موجود را حل کرده و نیازهای سختگیرانه مختلف سناریوهای کاربردی پیچیده را برآورده می‌کند.
III. ساختار اصلی کابل و پارامترهای فنی
کابل از یک ساختار چندلایه دقیق از داخل به بیرون استفاده می‌کند، که هر لایه عملکرد خاصی را ایفا می‌کند تا عملکرد کلی را به صورت همکاری افزایش دهد.
(I) ساختار پایه (لایه‌ها از داخل به بیرون)
|
لایه ساختاری |
مواد / ترکیب |
دامنه ضخامت (مقدار ترجیحی) |
وظیفه اصلی |
|
هسته هادی |
سیم‌های مس بدون اکسیژن پرکیفیت تاری |
- |
هسته هادی، مسئول انتقال برق کارآمد. |
|
لایه پوشش داخلی XLPE |
پلی‌اتیلن متقاطع (XLPE) |
9.9~10.3mm (10.1mm) |
لایه داخلی محافظت دوگانه. عایق‌بندی اولیه عالی، مقاومت در برابر گرما، قدرت مکانیکی و مقاومت در برابر اسیدها، بازها و روغن‌ها ارائه می‌دهد. حتی اگر پوشش بیرونی به طور اتفاقی خسارت ببیند، ایمنی هسته را تضمین می‌کند. |
|
لایه نوار پیچشی |
نوار ضد آتش با عملکرد بالا |
0.3~0.4mm (0.3mm) |
ساختار داخلی را محکم و متراکم می‌کند تا از آزاد شدن جلوگیری کند؛ مقاومت در برابر آتش را افزایش می‌دهد و خطر آتش‌سوزی را کاهش می‌دهد. |
|
لایه پیچشی مس روی‌دار |
سیم‌های مس روی‌دار پیچشی |
0.2~0.3mm (0.2mm) |
گردی کابل را افزایش می‌دهد، مقاومت در برابر فشار شعاعی را افزایش می‌دهد و محافظت الکترومغناطیسی پایه ارائه می‌دهد. |
|
لایه آلومینیوم فولادی |
آلومینیوم فولادی (با پشتیبان چسب) |
0.1~0.2mm (0.2mm) |
لایه کلیدی محافظت مرکب. با لایه پیچشی مس روی‌دار همکاری می‌کند تا اثربخشی محافظت را به طور قابل توجهی افزایش دهد. لایه چسب (در مقابل پوشش بیرونی XLPE) اطمینان از چسبندگی محکم و بدون شکاف ارائه می‌دهد. |
|
لایه پوشش بیرونی XLPE |
پلی‌اتیلن متقاطع (XLPE) |
13.9~14.5mm (14.2mm) |
لایه بیرونی محافظت دوگانه. به عنوان خط دفاع اول در برابر محیط خارجی عمل می‌کند و با پوشش داخلی یک امنیت اضافی ایجاد می‌کند. سطح بیرونی پایه‌ای برای ساختارهای بهینه شده ارائه می‌دهد. |
(II) ساختارهای بهینه شده اختیاری (قابل تنظیم بر اساس سناریوهای کاربردی)
برای مقابله با محیط‌های شدید یا خاص، می‌توان ساختارهای بهینه شده زیر را خارج از پوشش بیرونی XLPE اضافه کرد:
- ریب‌های محوری:
- ساختار: ریب‌های محوری بر روی سطح پوشش بیرونی ارائه می‌شوند که در داخل آنها یک سیم زمین‌گذاری جاسازی شده است.
- وظیفه: یک سر سیم زمین‌گذاری به پیچشی مس روی‌دار داخلی متصل می‌شود و سر دیگر آن به طور قابل اعتماد زمین‌گذاری می‌شود، که مسیر تخلیه کارآمدی را تشکیل می‌دهد و قابلیت محافظت و مقاومت در برابر تداخل را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. ساختار ریب همچنین قدرت کششی کابل را افزایش می‌دهد و خوردگی مستقیم پوشش بیرونی را کاهش می‌دهد.
- باریکه‌های حلقه‌ای:
- ساختار: باریکه‌های حلقه‌ای با فاصله‌هایی بر روی سطح پوشش بیرونی قرار داده می‌شوند که در داخل آنها حلقه‌های مغناطیسی فریت جاسازی شده است.
- وظیفه: حلقه‌های فریت تداخل الکترومغناطیسی با فرکانس بالا را به طور موثر کاهش می‌دهند و طیف محافظت را بهینه می‌کنند. باریکه‌های حلقه‌ای همچنین مقاومت در برابر فشار را افزایش می‌دهند و خوردگی را کاهش می‌دهند.
- لایه پیچشی فیبر پلی‌استر:
- ساختار: یک شبکه پیچشی فیبر پلی‌استر با قدرت بالا به عنوان لایه بیرونی استفاده می‌شود.
- وظیفه: محافظت محیطی جامع را ارائه می‌دهد و به طور موثر در برابر تابش UV، دماهای بالا، رطوبت، دماهای پایین، گازهای اسیدی/بازی و عوامل خوردگی دیگر مقاومت می‌کند. همچنین تأثیرات مکانیکی را کاهش می‌دهد و اطمینان از عملکرد ایمن طولانی‌مدت در محیط‌های سخت را فراهم می‌کند.
IV. مزایای فنی و ارزش
- محافظت دوگانه، ایمن و قابل اعتماد:
- طراحی عایق‌بندی دو لایه XLPE یک سیستم امنیتی اضافی را تشکیل می‌دهد. حتی اگر پوشش بیرونی به طور اتفاقی خسارت شدیدی ببیند، پوشش داخلی کامل باقی می‌ماند و خطر قطع برق و کوتاه شدن مدار را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد و ادامه ارائه برق را تضمین می‌کند.
- ساختار پایدار، مقاومت در برابر آتش بالا:
- لایه نوار پیچشی محکم ساختار کامل و پایدار کابل را تضمین می‌کند و از آزاد شدن داخلی جلوگیری می‌کند. خواص ضد آتش بالای آن به طور قابل توجهی درجه ایمنی آتش‌نشانی محصول را افزایش می‌دهد.
- محافظت مرکب کارآمد، قابلیت مقاومت در برابر تداخل عالی:
- ساختار محافظت مرکب تشکیل شده توسط پیچشی مس روی‌دار و لایه آلومینیوم فولادی ("پیچش فلزی + پوشش کامل") محافظت 360° بدون نقص ارائه می‌دهد و به طور موثر تداخل الکترومغناطیسی داخلی و خارجی را جدا می‌کند. سیم زمین‌گذاری اختیاری و حلقه‌های فریت می‌توانند مشکلات تداخل در باندهای فرکانس خاص را حل کنند.
- طول عمر استثنایی، محدوده کاربرد گسترده:
- از طریق طراحی ریب‌ها و باریکه‌های حلقه‌ای بر روی پوشش بیرونی و لایه پیچشی فیبر پلی‌استر بیرونی، مقاومت کابل در برابر خوردگی، تمزق و تأثیرات آب و هوا به طور کیفی افزایش می‌یابد. عمر مفید آن به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد و آن را برای محدوده گسترده‌ای از محیط‌های پیچیده و سخت مانند پارک‌های صنعتی، نصب میدانی، تونل‌ها و معادن زیرزمینی مناسب می‌کند و هزینه‌های نگهداری کلی را کاهش می‌دهد.
