چرا باید از کابل های ولتاژ بالا محافظت کنید؟

 

تصمیم برای انتخاب کابل بدون محافظ یا با محافظ برای برنامه های کاربردی کابل ولتاژ بالا نیاز به بحث گسترده دارد. شما ابتدا باید

اصول عملیاتی یک کابل بدون محافظ در مقایسه با کابل محافظ و انواع آن و یا مشکلات عملیاتی که ممکن است رخ دهد را بهتر بشناسید. وظیفه اصلی یک هادی الکتریکی هدایت ولتاژ و جریان است. یک عایق باید حاوی ولتاژ داخل هادی نباشد.

هیچ عایق کاری این کار را به خوبی انجام نمی دهد. انرژی یا تنش های الکترواستاتیک از عایق عبور می کند و

در سطح بیرونی عایق جمع می شوند و سعی می کنند راهی به سمت زمین پیدا کنند. این بارهای الکترواستاتیک

از هادی سرچشمه می گیرند و بار شعاعی نامیده می شوند حرکت خطوط را مانند پره های چرخ تجسم کنید. در حالت ایده آل

خطوط نیرو به طور یکنواخت توزیع شده اند. خطوط فشار الکترواستاتیک کابل های بدون محافظ ولتاژ بالا زمانی که کابل در مجاورت یک سطح زمین قرار می گیرد دچار خطا می شوند.

اگر ولتاژ کابل زیاد باشد  مثلا 240 ولت و اگر کابل داخل مکان های مرطوب یا جایی که سطح کابل در معرض آن قرار دارد

مثل خاک، کربن، رطوبت یا سایر آلودگی ها می تواند باعث خرابی کابل شود.

از آنجا که تخلیه، ردیابی، کرونا و ازن نمی تواند رخ دهد، کابل محافظ یک طراحی کابل ذاتا قابل اعتماد است که در همه کاربری کار می کند. سپر کردن یا محافظت نکردن، موضوعی است که در بین طراحان، مهندسان و کاربران کابل بسیاررایج است. نظرات متضاد زیادی در مورد لزوم محافظ برای طبقه بندی های مختلف ولتاژ و شرایط عملیاتی وجود دارد.

کابل بدون محافظ

احتمال بیشتری وجود دارد که مسیر تنش الکترواستاتیکی که از سطح عایق خارج می شود در تلاش برای یافتن مسیری به زمین در یک نقطه منحرف شود. این منجر به توزیع تنش غیر یکنواخت می شود. توزیع غیریکنواخت تنش باعث کاهش کارایی عایق می شود. اگر کابل با زمین تماس پیدا کند، تنش های الکترواستاتیکی در نقطه تماس منجر به تنش مماسی می شود. تنش‌های مماسی می‌توانند منجر به تخلیه الکتریکی، تشکیل ازن، تبدیل شدن به منبع اشتعال برای مخلوط‌های گازی انفجاری، گرمایش موضعی و زوال کلی عایق شوند.

کابل‌های بدون محافظ، که در بخش‌هایی از شرایط مرطوب و خشک حرکت می‌کنند، ظرفیت خازنی متفاوتی نسبت به زمین خواهند داشت. این به نوبه خود ممکن است منجر به خرابی عایق شود.

کابل غیر محافظ متصل به خطوط هوایی می تواند در معرض امواج در حال حرکت به دلیل رعد و برق یا القای ابرهای باردار یا رانش های مه قرار گیرد. این می تواند منجر به افزایش ولتاژ افزایشی و خرابی عایق شود. هنگامی که سطح خارجی عایق یا پوشش کابل های عایق شده در تمام طول کابل با زمین تماس نداشته باشد (کابل بدون محافظ)، ممکن است اختلاف پتانسیل قابل توجهی بین پوشش و زمین خارج شود. این اختلاف پتانسیل ممکن است خطری ایجاد کند و برای هر کسی که با کابل تماس پیدا می کند کشنده باشد و همچنین می تواند منجر به جرقه شود که می تواند منبع اشتعال مخلوط گازهای انفجاری باشد.

کابل محافظ دار

محافظ کابل برق، عمل محدود کردن میدان دی الکتریک آن به داخل عایق کابل با احاطه کردن عایق با یک محیط رسانای زمین به نام محافظ است. برخی از رسانه های رسانا مناسب برای اهداف محافظ عبارتند از: نوارهای فلزی، نوارهای فلزی، لوله های فلزی، نوارهای نیمه رسانا، لایه های نیمه هادی اکسترود شده و لایه های نیمه هادی اکسترود شده با سیم های تخلیه.

یک سپر به عنوان یک مانع در برابر تنش های الکترواستاتیک عمل می کند و آنها را در عایق محدود می کند.

حفاظی که به درستی اعمال شده و به زمین متصل شود، کارایی عایق را افزایش می دهد. حفاظی که به درستی اعمال شده و به زمین متصل شود، تنش های شعاعی را به طور یکنواخت در داخل عایق توزیع می کند. حفاظی که به درستی اعمال شده و به زمین متصل شود، تنش مماس را از بین می برد.

حفاظی که به درستی اعمال شده و به زمین متصل شود، با رساندن کل سطح عایق به پتانسیل زمین، تنش های طولی را از بین می برد. حفاظی که به درستی اعمال شده و به زمین متصل می شود، پتانسیل افزایش در کابل های متصل به خطوط هوایی را کاهش می دهد. حفاظی که به درستی اعمال شده و به زمین متصل شود، ایمنی پرسنل را تامین می کند. استفاده از محافظ مناسب و اتصال به زمین به از بین بردن منابع احتراق ناشی از تخلیه جرقه کمک می کند.