Kabloların Erken Başarısızlığının Genel Nedenleri ve Bunlardan Nasıl Kaçınılabilir?

Endüstriyel, ticari ve belediye güç dağıtımında kullanılan güç kabloları düşük voltajlı (0.6/1 kV) ve orta voltajlı (3.6/6 kV, 6/10 kV, 8.7/15 kV) tiplere ayrılır.Elektrik gerilimindeki farklılıklardan dolayı, yalıtım gereksinimleri ve kurulum tolerans standartları, erken aşamada hatalarının ardındaki mekanizmalar önemli ölçüde farklılık göstermektedir:

• Düşük voltajlı kablolar (0,6/1 kV): Hatalar öncelikle mekanik hasar, termal aşırı yüklenme, yerinde kötü mühürleme ve çevresel korozyon nedeniyle oluşur.nadiren izoleasyonun kendiliğinden bozulması görülür.Çoğu hata, uygun olmayan kurulum uygulamalarından ve hafif aşırı yük koşullarında uzun süreli çalışmaktan kaynaklanır.
• Orta gerilimli kablolar (3,6 kV ∼15 kV): Hatalar esas olarak kısmi boşaltma, su ağaçlığı nedeniyle yalıtım bozulması, standart dışı eklem imalatı ve aşırı elektrik stresinden kaynaklanır.Küçük kurulum kusurları bile yüksek voltajlı elektrik alanlarının etkisi altında giderek kötüleşebilir.Sonunda geri dönüşü olmayan bir bozulma ve düşüşe yol açar.

Sahada kurulum istatistikleri, erken aşamadaki kablo hatalarının %85'inden fazlasının önlenebilir olduğunu ve hammadde kusurlarından kaynaklanmak yerine insan faktörlerinden kaynaklandığını göstermektedir.Standartlaştırılmış kurulum, parametre odaklı çalışma prosedürleri ve hedeflenen çevre koruma önlemleri, bu tür hataların önlenmesinde kilit stratejilerdir.

Taşıma, döşeme ve geri doldurma sırasında meydana gelen mekanik hasar, tüm kabloların erken aşamada arızalanmalarının% 42'sini oluşturur.,gerilim çekme ve dış koruyucu önlemler, gizli iç hasara yol açar; bu hasar anında bir arıza tetikleyemeyebilirken,Genellikle bir ila üç yıllık kullanım sonrasında kablo bozulmasına neden olur..

Uyumlu olmayan ana uygulama:

• Aşırı bükülme: Asgari bükülme yarıçap standartlarını ihlal etmek yalıtım tabakasının sıkışmasına ve iç mikro çatlakların oluşmasına neden olur.Mikro çatlak içeren MV kabloları nemli ortamlarda kısmi boşalma ve su ağacı yaşlanmasına karşı oldukça duyarlıdır.
• Aşırı çekme: Işıncının maksimum izin verilen çekme gerginliğini aşmak, kanatlı iletkenlerin deformasyonuna ve yalıtım katmanının delaminasyonuna neden olur.
• Uygun olmayan geri doldurma koruması: Sert kayalar veya keskin toprak parçacıkları kablonun dış örtüsünü doğrudan sıkıştırır ve örtünün yırtılmasına ve nemin girmesine neden olur.

Her kablo yalıtım malzemesinin belirli bir maksimum uzun süreli çalışma sıcaklığı vardır.Polimer moleküler zincirlerin parçalanmasını hızlandırır., yalıtım direncini azaltır ve yalıtım yaşlanmasına ve dielektrik bozulmasına neden olur.Çapraz bağlantılı polietilen (XLPE) ve polivinil klorür (PVC) “ düşük gerilim (LV) ve orta gerilim (MV) kablolar için en yaygın yalıtım malzemeleri “her biri açıkça tanımlanmış sıcaklık sınırlarına sahiptir.

Aşırı ortam sıcaklıkları, kablo tepsilerinin içindeki uygunsuz yığılma ve uzun süren aşırı yüklenme, kabloların nominal sıcaklıklarının üzerinde çalışmasına neden olabilir.Sıcaklığın sadece 10 ̊15°C'lik uzun süre fazla olması bile kabloların kullanım ömrünü %60'tan fazla kısaltabilir.

Kötü bir terminal mühürlenmesi, standart olmayan ara eklemlerin kalitesi ve dış örtünün hasarı, nemin yalıtım katmanına nüfuz etmesine izin verir.MV kablolarında elektrik alanının etkisi altında, su molekülleri "su ağaçları" olarak bilinen dendritik iletken yollar oluşturur; bu yollar yavaş yavaş yayılır ve sonunda yalıtım bozulmasına yol açar. While the electric field strength in LV cables is lower—making water tree aging less pronounced—moisture ingress in damp environments can still reduce insulation resistance and trigger short-circuit faults.

Kablo eklemleri ve bitişleri güç dağıtım devresindeki zayıf noktalardır ve erken orta gerilimli (MV) kablo arızalarının% 35'ini oluştururlar.Ortak sorunlar arasında tutarlı olmayan soyma derinlikleri vardır., yalıtım yüzeylerinin eksik temizlenmesi, standart dışı krimpleme ve yetersiz mühürleme. Bu kusurlar yerel elektrik alanının bozulmasına, kısmi boşaltmaya ve ısı birikmesine neden olabilir.Sonunda yanmaya ve dielektrik bozulmasına yol açar..

Kablo kabuğu açık havada, kimyasal işleme tesislerinde gömülürken veya tuz püskürtülen kıyı bölgelerinde kurulduğunda hızla yaşlanır.Uzun süreli UV maruz kalmak, standart PVC/PE kılıflarında çatlaklara neden olurAsitli veya alkali toprak ve tuz püskürtmesi metal zırhı ve iletkenleri korodur, yerel aşırı ısınmaya ve iletken kırılmasına neden olur.

Bu tablo, yaygın 0.6/1 kV düşük voltajlı (LV) ve 8.7/15 kV orta voltajlı (MV) kablolar için standartlaştırılmış kurulum ve çalışma parametrelerini özetlemektedir.IEC 60502 ve GB/T 12706 standartlarına uyuyor ve tesisat denetimi yapan mühendisler ve müteahhitler için bir referans olarak hizmet ediyor..

Proje Arkaplanı: Bir üretim parkı, atölyesindeki elektrik dağıtım sisteminde 0.6/1 kV PVC yalıtılmış düşük voltajlı kablolar kullanıyordu.yalıtım yaşlanmasını da içeren çoklu devrelerde hatalar yaşandı, kısa devre çıkması ve kabuk çatlaması 5 yıldan daha kısa bir süre içinde.

Kök Sebep Analizi:

• Atölyenin çevre sıcaklığı sürekli olarak 42°C ile 48°C arasında değişiyordu, ancak kurulum sırasında hiçbir akım taşıma kapasitesi indirme uygulanmamıştı.PVC kablolar, 70°C'lik nominal sıcaklıklarını aşan koşullarda sürekli çalıştırılır..
• Kablolar, kablo tepsilerinde üç katmana kadar yığılmıştı, bu da zayıf ısı dağılımına ve yerel sıcaklıkların 85 ° C'ye ulaşmasına neden oldu.
• Dış kablo bölümleri için standart PVC kaplama kullanıldı; UV direnci eksikliği nedeniyle kablolar hızla yaşlandı ve çatladı.

Çözümler ve Önleyici Önlemler:

• Yüksek sıcaklık bölgelerinde PVC kablolarının 90°C değerli çapraz bağlantılı polietilen (XLPE) kablolarla değiştirildi ve yüksek sıcaklık ortamını hesaba katmak için 0,93 derecede bir düşürme faktörü uygulandı.
• Kablo tepsisinin düzeni, yığma yüksekliğini iki katmana veya daha azına sınırlayarak ve ısı dağılımı için yeterli aralık sağlayarak optimize edildi.
• Tüm açık hava kabloları için UV dirençli PE kaplama kullanıldı, dış çevresel faktörlerden kaynaklanan yaşlanma sorunlarını etkili bir şekilde çözdü.

Proje Arkaplanı: Belediye 10kV (8.7/15kV) yeraltı kablosu projesi, dört yıllık operasyon sonrasında ani bir yalıtım arızası ve elektrik kesintisi yaşadı.Hata analizi, kablo yalıtım katmanında tipik su ağacı yaşlanmasını ortaya çıkardı.

Kök Sebep Analizi:

• Kablo uçları nakliye sırasında ve yerinde depolanırken ısı kısıtlayıcı kapaklarla mühürlenmemişti, bu da yağmur suyunun ve nemli havanın nüfuz etmesine izin veriyordu.
• Aralıklı eklemler için işçilik, uygunsuz su geçirmezlik ve mühürlenme ile standart dışıydı ve nem girmesi için yollar yarattı.
• Kurulum bükme yarıçapı, yalıtım katmanında mikro çatlaklara neden olan zırhlı orta gerilimli kablolar için 20D'nin standart gereksiniminden sadece 10D'den çok daha düşüktü.

Çözümler ve Önleyici Önlemler:

• Kapsamlı mühürleme yönetimi uygulayın: Kablo uçları, kablo kurulum sırasında kesildikten hemen sonra mühürlenmelidir.
• Orta gerilimli kablo eklemlerini kurmak için nitelikli teknisyenleri atamak, tüm sürecin video kaydedildiğini ve tamamlandığında kısmi boşaltma testinin takip edildiğini sağlamak.
• İç mikro hasarı önlemek için zırhlı orta gerilimli kabloların yerleştirilmesi için en az 20D bükme yarıçapına sıkı sıkıya uymalısınız.

Kablo spesifikasyonlarını düşük spesifikasyondan kaçınmak için voltaj değerlerine ve çalışma ortamlarına eşleştirin:

• Yüksek sıcaklıklı atölyeler ve uzun süredir aşırı yüklenmeye maruz kalan devreler: Standart PVC kablolarına göre XLPE (çapraz bağlantılı polietilen) yalıtım kablolarına (90°C'de sürekli çalışma için tasarlanmış) öncelik verin.
• Açık hava, doğrudan gömme ve kıyı projeleri: UV direnci, korozyon direnci ve zırhlı kaplama özelliklerine sahip kabloları belirtin.
• Orta gerilimli dağıtım devreleri: Ulusal veya uluslararası standartlara uyan XLPE kablolarını sıkı bir şekilde seçin.istikrarsız yalıtım özelliklerine sahip geri dönüştürülmüş malzemelerden yapılan kabloların kullanılmasını yasaklar.

İnsan hatasından kaynaklanan hasarı ortadan kaldırmak için parametrelerle yönetilen kuruluşa odaklanın:

• Bükme yarıçaplarını ve çekme gerilmesini özelliklere göre sıkı bir şekilde kontrol edin; kaba sürükleme veya keskin bükmeyi yasaklayın.
• Doğrudan gömülmek için, hendeği ince kumla döşün, koruyucu kapaklar yerleştirin ve mekanik parçalanma hasarını önlemek için ince toprakla doldurun.
• Ortak ve sonlandırma montajını standartlaştırın: Temiz yalıtım yüzeylerini, hassas soyma boyutlarını, güvenli krimplemeyi ve sıkı su geçirmez mühürlenmeyi sağlayın.

• Uzun süreli aşırı yüklenmenin neden olduğu aşırı ısınmayı önlemek için yüksek ortam sıcaklığı koşullarında sıcaklığa dayalı derecelendirme uygulanmalıdır.
• Sıcaklık dağılımı yollarının engellenmediğinden emin olmak için kablo tepsilerini, kablo tünellerini ve doğrudan gömülü bölümleri düzenli olarak kontrol edin.
• Aniden yük artışlarından kaynaklanan elektrikli stres hasarını önlemek için kritik orta voltaj (MV) devrelere gerçek zamanlı yük izleme cihazları monte edin.

• Düşük voltajlı (LV) kablolar: Üç ayda bir yalıtım direnci testleri yapın ve kablo kablosunun bütünlüğünü ve eklem sıcaklıklarını kontrol edin.
• Orta gerilimli (MV) kablolar:Su ağaçları ve mikro akıntılar gibi potansiyel kusurları erken aşamada belirlemek ve düzeltmek için yıllık kısmi akıntı tespiti ve yalıtım direnci testleri yapmak.
• Eklemlerde ve kablolarda yerel aşırı ısınmayı tespit etmek için periyodik sıcaklık izlemesi için kızılötesi termografi kullanın.

Düşük ve orta gerilimli güç kablolarında erken aşama arızaları neredeyse tamamen öngörülebilir ve önlenebilir.önleme, standartlaştırılmış kurulum uygulamalarına ve termal ortamların kontrolüne odaklanırOrta gerilimli kablolar için güvenilirlik, hassas mühürleme tekniklerine, standartlaştırılmış birleşim montajına ve elektrik parametrelerinin sıkı kontrolüne bağlıdır.Elektrik müteahhitleri ve saha mühendisleri için, deneyime dayalı yöntemlerden uzaklaşmak ve bunun yerine kablo montajı ve bakım süreçlerini kabul etmek,ve tamamen kontrol edilmesi, erken aşamada başarısızlıkların önlenmesinin anahtarıdır., proje bakım maliyetlerini azaltmak ve elektrik dağıtım sistemlerinin uzun vadeli, istikrarlı çalışmasını sağlamak.