מה גורם לכשל בשכבת הבידוד של הכבלים?

חמש סיבות עיקריות וידע הגנה

שכבת הבידוד של כבל היא מחסום מכריע כדי להבטיח פעולה בטוחה של קווי חשמל. ברגע שהוא נכשל, זה יכול להוביל לדליפה, קצר חשמלי, מעידה ואפילו תאונות שריפה. כשל בידוד כבל מתרחש לעתים רחוקות באופן פתאומי; היא נגרמת בעיקר על ידי גורמים מצטברים לטווח ארוך- כגון שדות חשמליים, טמפרטורות גבוהות, כוחות חיצוניים מכניים, קורוזיה סביבתית וליקויי תהליכי בנייה. מאמר זה מסביר את הסיבות העיקריות לכשל בידוד ושיטות הגנה בצורה פשוטה ופופולרית.

1. הזדקנות מתח חשמלי: שחיקת שדה חשמלי בלתי נראה

כבלים פועלים תחת חשמל במשך זמן רב, ובועות זעירות, זיהומים וקומי מוליכים בתוך הבידוד עלולים לגרום לריכוז שדה חשמלי מקומי, וכתוצאה מכך לפריקה מקומית. פריקה חלשה זו אינה נראית לעין בלתי מזוינת אך תפגע ללא הרף במבנה המולקולרי של חומר הבידוד, ותיצור בהדרגה תעלות מוליכות מוגזות. עם הזמן, ביצועי הבידוד יורדים ללא הרף, ובסופו של דבר גורמים להתמוטטות ולקצר חשמלי. בנוסף, מכות ברק ומתחי יתר מיידיים הנוצרים על ידי פעולות מתג יכולים לפרוץ בקלות את עמדות הבידוד החלשות, ולגרום לכשלים פתאומיים.

2. הזדקנות מתח תרמי: טמפרטורה גבוהה מקצרת משמעותית את תוחלת חיי הכבל

פעולה בעומס יתר, ערימה צפופה ופיזור חום לקוי עלולים להוביל לעליית טמפרטורה. פלסטיק בידוד הוא חומרים-מולקולריים גבוהים החוששים ביותר מטמפרטורות גבוהות מתמשכות. כללי התעשייה מראים כי על כל עלייה של 8-10 מעלות בטמפרטורה, תוחלת החיים של הכבל מצטמצמת ישירות בחצי. טמפרטורות גבוהות יגרמו לבידוד להתקשות, להפוך לשבירה ולהיסדק, ולהפחית את התנגדות הבידוד. תנאי קור וחמים חוזרים ונשנים יחמירו את עייפות החומר, וההזדקנות התרמית היא בלתי הפיכה, והבידוד הפגוע אינו יכול להתאושש מעצמו.

3. נזק מכני: מפגעי הבנייה והתפעול הנפוצים ביותר

במהלך הנחת כבלים, כיפוף מוגזם, משיכה, גלגול, מילוי חוזר באבנים מרוסקות ורטט והתיישבות-לטווח ארוך עלולים לגרום לסדקים זעירים בשכבת הבידוד. בתחילה אין תקלות ברורות, אך אדי מים ואוויר יחלחלו לאט אל תוך הסדקים, ויגרמו לספיגת לחות, הזדקנות הפרשות. ריכוז המתח בחיבורי כבלים ובמצבי קצה הוא נקודת תורפה שבה נוטים להתרחש נזקי בידוד ותקלות.

4. קורוזיה סביבתית: בלאי-לטווח ארוך מהסביבה החיצונית

בסביבות תת-קרקעיות לחות, מעטפת הכבל יספוג מים, ויגרום לספיגת רטיבות בידוד, דליפה והזדקנות-לשכבה-; באזורים חיצוניים, קרניים אולטרה סגולות מאור השמש יגרמו לעור החיצוני להתקלף, להיסדק ולהתקשות, ויכולת הבידוד תרד בהדרגה. באזורים כימיים, מלחים ובסיסיים, חומצות, שמנים וגזים קורוזיביים יפגעו ישירות במבנה הבידוד, ויגרמו להזדקנות קבועה ולכשל.

5. פגמים בחומרים ובתהליכים: ליקויים מובנים, הזדקנות מוקדמת

חומרי גלם של כבלים- באיכות נמוכה אינם טהורים, עובי הבידוד אינו אחיד ויש בועות פנימיות רבות. לכבל עצמו יש עמידות ירודה בלחץ ועמידות להזדקנות. הבנייה- באתר אינה סטנדרטית, כגון ייצור מפרקים גס, נזקי חיתוך לבידוד, איטום לקוי ואיטום לא מספק, שהם הגורמים העיקריים לכשלים- באתר. נתונים סטטיסטיים בתעשייה מראים כי למעלה מ-60% מתקלות בידוד הכבלים מתרחשות בעמדות מפרקים.

6. אמצעי הגנה פשוטים ויעילים

כדי להאריך את תוחלת החיים של כבלים ולהפחית כשלים בבידוד, פשוט התמקד בחמש נקודות המפתח הבאות: בחר כבלים תואמים ומוסמכים והשתמש בהם בסביבה המתאימה; לתקן את תהליך ההנחת, למנוע נזק מכני, ולאטום בקפידה את המפרקים; לאסור בהחלט על פעולת עומס יתר לטווח ארוך- כדי להבטיח פיזור חום חלק של הקווים; ליישם הגנה למים, הגנה מפני השמש והגנה נגד-קורוזיה עבור כבלים חיצוניים ותת-קרקעיים; לערוך בדיקות בידוד קבועות, מדידות טמפרטורת אינפרא אדום וזיהוי פריקה חלקית כדי לזהות בעיות הזדקנות אפשריות מראש.