حل کابل پرتوی با محافظ دیواره نازک فشار قوی
- چکیده
این راه‌حل به چالش‌های معمول صنعتی مانند آسیب فیزیکی، خوردگی شیمیایی و تداخل الکترومغناطیسی که کابل‌های فشار بالا در محیط‌های پیچیده با آنها مواجه هستند، پاسخ می‌دهد. هسته اصلی این راه‌حل یک کابل فشار بالای لایه نازک تک‌لوزی با محافظ است. از طریق حفاظت دو لایه XLPE نوآورانه، ساختار محافظ مرکب و طراحی غلاف بیرونی بهینه اختیاری، این کابل محافظت مکانیکی استثنایی، عملکرد عایق‌بندی، کارایی 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 سودمند
- زمینه فنی
سیم‌ها و کابل‌ها به عنوان محصولات اساسی برای انتقال برق، انتقال اطلاعات و تبدیل انرژی الکترومغناطیسی، اغلب به عنوان "عروق" و "اعصاب" اقتصاد ملی شناخته می‌شوند. قابلیت اطمینان آنها مستقیماً برای عملکرد پایدار سیستم‌های کامل حیاتی است. با این حال، کابل‌های فشار بالای موجود معمولاً با چالش‌های شدیدی مواجه هستند:
• خوردگی زیستی و محیطی: آسیب‌پذیری نسبت به خوارسانان، حشرات یا رطوبت خارجی، اسیدها، بازها و مواد شیمیایی دیگر که ممکن است منجر به خرابی عایق‌بندی، کوتاه‌شدن مدار یا حتی خطر آتش‌سوزی شود.
• آسیب مکانیکی: در شرایطی مانند کشیدن نصب، باد و نور خورشید، لایه عایق‌بندی بیرونی آسیب‌پذیر به سایش و شکستن است که هسته را معرض می‌کند و انتقال برق را مختل می‌کند و خطرات ایمنی ایجاد می‌کند.
• محافظت ناکافی: محافظت الکترومغناطیسی نامناسب کابل‌ها را آسیب‌پذیر به تداخل یا تابش خارجی می‌کند که کیفیت سیگنال و پایداری انتقال را تحت تأثیر قرار می‌دهد. - هدف مدل سودمند
این راه‌حل هدف دارد که یک کابل فشار بالای تک‌لوزی با طراحی ساختاری بسیار منطقی، عملکرد محافظتی عالی، عمر مفید طولانی و قابلیت‌های محافظتی برتر ارائه دهد تا مشکلات موجود فوق را به طور جامع حل کند و نیازهای سختگیرانه مختلف سناریوهای کاربردی پیچیده را برآورده کند.
III. ساختار اصلی کابل و پارامترهای فنی
کابل از یک ساختار چندلایه دقیق از داخل به بیرون استفاده می‌کند که هر لایه وظایف خاص خود را انجام می‌دهد تا به طور همکاری عملکرد کلی را افزایش دهد.
(I) ساختار اساسی (لایه‌ها از داخل به بیرون)
|
لایه ساختاری |
مواد / ترکیب |
دامنه ضخامت (مقدار ترجیحی) |
وظیفه اصلی |
|
هسته هادی |
سیم‌های مس بدون اکسیژن با پاکی بسیار بالا |
- |
هسته هادی، مسئول انتقال برق کارآمد. |
|
لایه غلاف داخلی XLPE |
پلی‌اتیلن متقاطع (XLPE) |
9.9~10.3mm (10.1mm) |
لایه داخلی محافظت دوگانه. عایق‌بندی اولیه عالی، مقاومت در برابر حرارت، مقاومت مکانیکی و مقاومت در برابر اسیدها، بازها و روغن‌ها را فراهم می‌کند. حتی اگر غلاف بیرونی به طور تصادفی آسیب ببیند، ایمنی هسته را تضمین می‌کند. |
|
لایه نوار پیچیده |
نوار ضد آتش با عملکرد بالا |
0.3~0.4mm (0.3mm) |
ساختار داخلی را ثابت و محکم می‌کند تا از آزاد شدن جلوگیری کند؛ مقاومت در برابر آتش کلی را افزایش می‌دهد و خطر آتش‌سوزی را کاهش می‌دهد. |
|
لایه جفت مسی تنگسته‌دار |
سیم‌های مسی تنگسته‌دار پیچیده |
0.2~0.3mm (0.2mm) |
گردی کابل را بهبود می‌بخشد، مقاومت در برابر فشار شعاعی را افزایش می‌دهد و محافظت الکترومغناطیسی اساسی را فراهم می‌کند. |
|
لایه آلومینیوم فولادی |
فولاد آلومینیوم (با پشتیبانی لاستیکی) |
0.1~0.2mm (0.2mm) |
لایه کلیدی محافظت مرکب. با لایه جفت مسی تنگسته‌دار همکاری می‌کند تا کارایی محافظت را به طور قابل توجهی افزایش دهد. لایه لاستیکی (در مواجهه با غلاف بیرونی XLPE) تضمین می‌کند که چسبندگی محکم و بدون فاصله باشد. |
|
لایه غلاف 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 غلاف داخلی یک ایمنی اضافی ایجاد می‌کند. سطح بیرونی پایه‌ای برای ساختارهای بهینه‌سازی شده فراهم می‌کند. |
(II) ساختارهای بهینه‌سازی شده اختیاری (قابل تنظیم بر اساس سناریوهای کاربردی)
برای مقابله با محیط‌های حدی یا خاص، ساختارهای بهینه‌سازی شده زیر می‌توانند خارج از غلاف بیرونی XLPE اضافه شوند:
- ریب‌های محوری:
- ساختار: ریب‌های محوری بر روی سطح غلاف بیرونی ارائه می‌شوند که در داخل آنها یک سیم زمین‌بندی جاسازی شده است.
- عملکرد: یک سر سیم زمین‌بندی به جفت مسی تنگسته‌دار داخلی متصل می‌شود و سر دیگر به طور قابل اعتماد زمین شده و یک مسیر تخلیه کارآمد تشکیل می‌دهد که کارایی محافظت و مقاومت در برابر تداخل را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. ساختار ریب نیز مقاومت کششی کابل را افزایش می‌دهد و سایش مستقیم غلاف بیرونی را کاهش می‌دهد.
- برآمدگی‌های حلقه‌ای:
- ساختار: برآمدگی‌های حلقه‌ای با فاصله بر روی سطح غلاف بیرونی قرار داده می‌شوند که در داخل آنها حلقه‌های مغناطیسی فریت جاسازی شده‌اند.
- عملکرد: حلقه‌های فریت به طور مؤثر تداخل الکترومغناطیسی فرکانس بالا را کاهش می‌دهند و طیف محافظت را بهینه می‌کنند. برآمدگی‌های حلقه‌ای نیز مقاومت در برابر فشار را افزایش می‌دهند و سایش را کاهش می‌دهند.
- لایه جفت شده فیبر پلی‌استر:
- ساختار: شبکه جفت شده فیبر پلی‌استر با مقاومت بالا به عنوان لایه بیرونی‌ترین قرار می‌گیرد.
- عملکرد: محافظت محیطی جامع را فراهم می‌کند و به طور مؤثر 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 عملکرد بلندمدت ایمن در محیط‌های سخت را تضمین می‌کند.
IV. مزایای فنی و ارزش
- حفاظت دوگانه، ایمن و قابل اعتماد:
- طراحی عایق‌بندی دو لایه XLPE یک سیستم ایمنی اضافی را تشکیل می‌دهد. حتی اگر غلاف بیرونی به طور تصادفی آسیب ببیند، غلاف داخلی کامل باقی می‌ماند که خطر قطع برق و کوتاه‌شدن مدار را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد و ادامه تأمین برق را تضمین می‌کند.
- ساختار پایدار، مقاومت در برابر آتش بالا:
- لایه نوار پیچیده فشرده ساختار کامل و پایدار کابل را تضمین می‌کند و از آزاد شدن داخلی جلوگیری می‌کند. خواص مقاومت در برابر آتش بالای آن به طور قابل توجهی رتبه ایمنی آتش‌سوزی محصول را افزایش می‌دهد.
- محافظت مرکب کارآمد، قابلیت مقاومت در برابر تداخل عالی:
- ساختار محافظت مرکب تشکیل شده توسط جفت مسی تنگسته‌دار و لایه آلومینیوم فولادی ("جفت فلزی + پوشش کامل") محافظت 360° بدون نقص ارائه می‌دهد و به طور مؤثر تداخل الکترومغناطیسی داخلی و خارجی را جدا می‌کند. سیم زمین‌بندی و حلقه‌های فریت اختیاری می‌توانند مشکلات تداخل در باندهای فرکانس خاص را حل کنند.
- طول عمر استثنایی، محدوده کاربرد گسترده:
- از طریق طراحی ریب‌ها و برآمدگی‌های حلقه‌ای روی غلاف بیرونی و لایه جفت شده فیبر پلی‌استر بیرونی‌ترین، مقاومت کابل در برابر سایش، پارگی و آب و هوای خارجی به طور کیفی افزایش می‌یابد. عمر مفید آن به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد که 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.
