Кабельдің ортаңғы қосылыстарындағы негізгі ақаулықтардың себептері қандай?

Кабельдің ортаңғы қосылыстары — екі кабель бөлігі тұрақты түрде біріктірілетін электр қосу желілеріндегі маңызды қосылу нүктелері. Осы маңызды компоненттердегі негізгі ақау механизмдерін түсіну сенімді электр берілуін қамтамасыз ету және қымбатқа түсетін өшірулерді болдырмау үшін өте маңызды. Кабельдің ортаңғы қосылыстары ақауға ұшырағанда, олар кең таралған электр қиындықтарына, жабдықтардың зақымдануына және қауіптілік деңгейінің айтарлықтай көтерілуіне әкелуі мүмкін.

Талдау нәтижесінде кабельдің ортаңғы қосылу орындарының уақыт өте келе немесе орнатудан кейін тікелей пайда болатын бірнеше өзара байланысты ақау түрлері анықталды. Бұл ақаулар әдетте конструкциялық жеткіліксіздіктерден, орнату кемшіліктерінен, материалдардың ыдырауынан немесе қосылыстың жұмыс шектерін асып түсетін сыртқы ортаның әсерінен туындайды. Бұл түбірлік себептерді анықтау инженерлерге бағытталған алдын-ала қорғану шараларын қолдануға және қосылыстардың сенімділігін арттыруға мүмкіндік береді.

Орнатуға байланысты ақау механизмдері

Өткізгішті дайындау мен қосудың дұрыс емес орындалуы

Сенімді кабельдің ортаңғы қосылыстарының негізі — дұрыс өткізгіш дайындаудан басталады, бірақ осы маңызды кезеңде орнату қателері ерте қосылыстардың жарамсыз болуының әлдеқайда көп пайызын құрайды. Өткізгіштің жеткіліксіз аршуы изоляция қалдықтарын қалдырып, электрлік кернеу концентрацияларын тудырады, ал артық аршу өткізгіш ұзындықтарын ашып, қосылыстың изоляциялық жүйесінің сенімділігін нашарлатады. Өткізгіш беттерінің нашар тазартылуы электрлік тұрақты қатынасты қамтамасыз етпейді және коррозия процестерін жеделдететін ластанған заттарды енгізеді.

Кабельдің ортаңғы қосылыстары үшін қосылу моментінің сипаттамаларын дәл сақтау керек, бұл өткізгішті немесе қосылу құрылғысын зақымдамай, дұрыс электрлік тұйықталуды қамтамасыз етеді. Моменті төмен қойылған қосылыстар қалыпты жұмыс істеу кезінде артық жылу бөлетін, кедергісі жоғары қосылыстарды тудырады, нәтижесінде термиялық циклдық зақымдану және соңында апат болады. Керісінше, моменті артық қойылған қосылыстар өткізгіштің шыбықтарын зақымдай алады, тиімді көлденең қиманы азайтады және уақыт өте келе қажылу апаттарын туғызатын кернеу концентрацияларын тудырады.

Изоляциялық жүйені орнату кезіндегі ақаулар

Кабельдің ортаңғы қосылыстарын қоршайтын изоляциялық жүйе кабельдің бастапқы диэлектрлік беріктігі мен орта қорғауын сақтау үшін ұқыпты орнатылуы тиіс. Орнату кезінде изоляция ішіне түскен ауа қуыстары дербес разрядтардың пайда болуына әкелетін әлсіз аймақтарды құрайды; бұл изоляциялық материалды постепенді түрде тозытуға, соңында толық ыдырауға әкеледі. Бұл қуыстар негізінен дұрыс емес лента орама техникасын қолдану, жеткіліксіз басым орама немесе орнату процесі кезіндегі ластану нәтижесінде пайда болады.

Орнату кезінде ылғалдың енуі кабельдің ортаңғы қосылыстарына әсер ететін тағы бір маңызды ақау механизмін құрайды. Қосылыс құрылымының ішіне тұнған микроскопиялық мөлшердегі су да, әсіресе гидростатикалық қысым ылғалды кез келген қолжетімді жолмен ішке ығысқан жерлерде, оқшауламаның тез тозуына әкелуі мүмкін. Кабельдің ортаңғы қосылыстарында ылғалға байланысты ақауларды болдырмау үшін орнату кезіндегі дұрыс герметикалау әдістері мен ортаға бақылау өте маңызды.

Материалдың тозуы және жасына байланысты әсерлер

Диэлектрлік материалдың нашарлауы

Кабельдегі ортаңғы қосылыстарда қолданылатын диэлектрлік материалдар электрлік, жылулық және химиялық кернеулер әсерінен қызмет көрсету мерзімі бойынша біртіндеп тозады. Көптеген этилен полимері (XLPE) және этилен-пропилен резеңкесі (EPR) изоляциялық жүйелері полимер тізбегінің үзілуі мен тотығу реакцияларына ұшырайды, нәтижесінде олардың диэлектрлік беріктігі уақыт өте келе төмендейді. Бұл старение процестері температураның көтерілуі, электрлік кернеу және ылғал немесе химиялық ластанған заттарға ұшырау арқылы тездетіледі.

Кабельдегі ортаңғы қосылыстардағы жылулық циклдар изоляциялық жүйеде микротрещиналар пайда болуына әкелетін қайталанатын кеңею мен сығылу кернеулерін туғызады. Бұл трещиналар ылғалдың енуіне мүмкіндік береді және электрлік тесілу құбылысының бастапқы конструкциялық шектерден әлдеқайда төмен кернеуде орын алуы мүмкін болатын кернеу концентрациясының орындарын құрайды. Жылулық деградация жылдамдығы температураның көтерілуімен экспоненциалды түрде артады, сондықтан ұзақ мерзімді қосылыстардың сенімділігі үшін дұрыс жылулық басқару өте маңызды.

Металл бөлшектерінің коррозиясы

Кабельдің ортаңғы қосылыстарындағы металдық бөлшектердің коррозиясы — бұл толықтай зақымдануға әкелетін, бірнеше жыл бойы дамып отыратын біртіндеп жойылу механизмі. Гальваникалық коррозия кабельдің ортаңғы қосылыстарындағы әртүрлі металдар электрлік тұрақты байланыста болған кезде пайда болады; бұл электрхимиялық элементтерді құрайды және олар анодтық материалды басым түрде әсер етеді. Бұл процестің жылдамдығы ылғал мен иондық ластанған заттардың болуы арқасында артады, себебі олар электролиттің өткізгіштігін көтереді.

Коррозиялық ортада тұрақты механикалық жүктеме әсерінде жұмыс істейтін кабельдің ортаңғы қосылыстарында стресс-коррозиялық трещиналар пайда болады. Созылу кернеуі мен химиялық әсердің қосындысы трещиналардың таратылуына әкеледі, салдарынан маңызды қосылыс бөлшектерінің механикалық зақымдануы пайда болады. Бұл зақымдану тәсілі айрықша проблемалы болып табылады, өйткені теңіз жағалауындағы орнатуларда хлоридті ластану кабельдің ортаңғы қосылыстарындағы коррозия процесін жылдамдатады.

Жағдайлық стресс факторлары

Ылғал мен су кіруі

Су кабельдің аралық қосылыстарына түсуі — әсіресе жер астында және су астында орнатылған кабельдерде кездесетін ең көп тараған және разрушительдік ақаулардың бірі. Тек қана герметиктелген қосылыстар да сақтандырғыштардың тозуы, өндірістік ақаулар немесе орнату немесе эксплуатация кезінде зақымдану нәтижесінде ылғалдың енуіне ұшырай алады. Су қосылысқа түскен кезде ол электрлік кернеу әсерінен тіпті дереу ақауға әкелетін немесе электрохимиялық процестер арқылы бавырлы түрде тозуға әкелетін өткізгіш жол құрады.

Ылғалдың кабельдің аралық қосылыстарына әсері тек қарапайым электрлік өткізгіштіктен асады. Су изоляциялық материалдар ішінде иондардың қозғалуын қамтамасыз етеді, олар электрлік кернеудің жоғары болатын аймақтарға қарай өсетін өткізгіш ағаштарды тудырады. Бұл су ағаштары соңында кабельдің аралық қосылысының изоляциялық жүйесінің катастрофалық бұзылуына әкелетін электрлік ағаштарға айналады. Теңіз суы немесе басқа ионды ерітінділердің болуы кабельдің аралық қосылыстарындағы бұл тозу процестерін айтарлықтай жеделдетеді.

Температураның шекті көрсеткіштері мен термиялық циклдеу

Экстремалдық температуралар кабельдің ортаңғы қосылыстарына әртүрлі материалдар арасындағы жылулық кеңеюдің сәйкессіздігі арқылы және органикалық компоненттердің тездетілген старениесі арқылы қатты кернеу тудырады. Жоғары температуралар изоляциялық материалдардың деградациясын тудыратын химиялық реакциялардың жылдамдығын арттырады, ал төмен температуралар эластомерлік герметиктеуші материалдардың қатайып, трещиналарға ұшырауына әкеледі. Металлдық және полимерлік компоненттердің жылулық кеңею коэффициенттеріндегі айырмашылықтар қосылыстың бүтіндігін бұзуы мүмкін интерфейстік кернеулер туғызады.

Жылу циклы кабельдің ортаңғы қосылыстарын механикалық және электрлік компоненттерде қателерге әкелетін қайталанатын кернеу циклдарына ұшыратады. Циклдар саны мен температураның айырымы деградация жылдамдығын анықтайды, мұнда температураның көп шамасы цикл бастында пропорционалды түрде көбірек зиян келтіреді. Қалалық жылу аралы әсерлері мен тәуліктік жүктеме тербелістері кабельдің ортаңғы қосылыстарын олардың пайдалану мерзімі бойынша бірте-бірте әлсірететін үздіксіз жылу циклын туғызады.

Электрлік кернеу және асыра жүктелу жағдайлары

Бөлшекті разрядтың белсенділігі

Бөлшекті разряд — бұл кабельдің ортаңғы қосылыстарының изоляциялық жүйесіндегі ауа кеңістіктерінде немесе басқа ақауларда пайда болатын локализацияланған электрлік тесілу. Бұл разрядтар озон, азот қышқылы және органикалық изоляциялық материалдарға әсер ететін басқа да химиялық белсенді заттарды тудырады, нәтижесінде біртіндеп ірі қуыстар пайда болады және разрядтық белсенділік күшейеді. Бөлшекті разряд зақымының біртіндеп даму сипаты кабельдің ортаңғы қосылыстарының толық зақымдануын болдырмау үшін оны ерте анықтау мен шектеу маңыздылығын көрсетеді.

Жартылай разрядтық белсенділік үшін бастапқы кернеу түйіндегі изоляциядағы көпіршіктердің өлшемі мен пішініне байланысты: сүйір бұрыштар мен созылған көпіршіктер төмен жанып кету порогын тудырады. Өндірістік ақаулар, орнату қателері және эксплуатациялық кесірі кернеу әсерінен біртіндеп кеңейетін разрядтық орталықтардың пайда болуына әкеледі. Қазіргі заманғы кабельдің ортаңғы түйіндері электр өрісінің концентрациясын азайту және жартылай разрядтық белсенділікті төмендету үшін кернеу таратуын реттеу әдістерін қолданады.

Электрлік асыра жүктеулер және авариялық жағдайлар

Қысқа тұйықталу ақаулары кабельдің ортаңғы қосылыстарын электрлік және жылулық өте жоғары кернеуге ұшыратады, бұл немесе дереу істен шығуға, немесе кейінгі істен шығуларға әкелетін жасырын зақымдануға себеп болуы мүмкін. Ақаулы жағдайлар кезінде пайда болатын электромагниттік күштер қосылыс компоненттерінің механикалық орын ауыстыруына әкеледі, нәтижесінде электрлік қосылыстар мен изоляцияның бүтіндігі бұзылады. Бұл динамикалық күштер ақаулы токтың квадратына пропорционал, сондықтан жоғары өткізгіштік жүйелердегі кабельдің ортаңғы қосылыстары механикалық зақымдануға ерекше қауп-қатерге ұшырайды.

Жарқындықтың туғызған кернеу шығуы кабельдің ортаңғы қосылыстары үшін тағы бір маңызды қауп болып табылады, әсіресе ауадағы желіден жер асты желісіне өту саласында. Жарқындық импульстерінің тез өсу уақыты кернеудің шың мәні қуат жиілігіндегі тесілу деңгейінен төмен болған кезде де қосылыс изоляциясы арқылы электр разрядының пайда болуына әкелуі мүмкін. Жарқындыққа байланысты ақауларды болдырмау үшін кернеу шығуынан қорғау құрылғылары кабельдің ортаңғы қосылыстарының импульстік төзімділігімен ұқыпты түрде координациялануы керек.

Жиі қойылатын сұрақтар

Кабельдің ортаңғы қосылыстарындағы ақаулардың ең көп тараған себебі қандай?

Орнату кемшіліктері – кабельдің ортаңғы қосылыстарындағы ақаулардың ең көп тараған себебі болып табылады, әсіресе өткізгішті дұрыс дайындамау, жеткіліксіз тазарту және орнату кезінде ылғалдың түсуі. Бұл мәселелер жиі қызметке енгізілгеннен кейін бірнеше жыл ішінде ерте ақаулар түрінде көрінеді, ол орнату процестерінің дұрыстығы мен сапа бақылауының маңыздылығын көрсетеді.

Кабельдің ортаңғы қосылыстарына ылғалдың түсуін қалай болдырмауға болады?

Ылғалдың енуін болдырмау үшін барлық жалғасу орындарын дұрыс герметизациялау, ылғалды блоктаушы қоспаларды қолдану, орнату кезіндегі айналадағы ортаны бақылау және герметизация жүйелерін ретті түрде тексеру сияқты бірнеше қорғаныс қабаттары қажет. Суық сығылу технологиясы мен жылуға қайта қалпына келетін материалдар дұрыс қолданылған кезде сенімді герметизация қамтамасыз етеді, ал кабельдің конструкциясындағы бойлық су блоктауы өткізгіш бойымен ылғалдың таралуын болдырмайды.

Жалғасу орындарының нашарлауында жылу циклы қандай рөл атқарады?

Жылу циклы кабельдің ортаңғы жалғасу орындарындағы әртүрлі материалдардың қайталанатын кеңеюі мен сығылуын туғызады, нәтижесінде изоляциялық материалдардың трещинаға ұшырауына және электрлік қосылыстардың босауына әкелетін циклдық шаршағыштық кернеулер пайда болады. Жылу циклынан туындайтын жинақталған зақым циклдар саны мен температураның айырымы артқан сайын күшейеді, сондықтан жалғасу орындарының сенімділігі үшін жүктемені басқару мен жылулық дизайн өте маңызды факторлар болып табылады.

Жартылай разрядтар кабельдің ортаңғы жалғасу орындарының қызмет ету мерзіміне қалай әсер етеді?

Бөлшектік разрядтар химиялық эрозия және куыс кеңею арқылы изоляциялық материалдарға біртіндеп зиян келтіреді, нәтижесінде толық электрлік тесілу пайда болады. Тозу қарқыны разряд шамасы мен жиілігіне тәуелді, жоғары кернеу деңгейлері зақымдану процесін жеделдетеді. Кернеуді бақылау әдістерімен дұрыс орындалған қосылыстардың конструкциясы бөлшектік разрядтардың белсенділігін қатты төмендетеді және қосылыстардың қызмет ету мерзімін ұзартады.