Một dây kéo dài bao lâu? Tuổi thọ theo loại và ứng dụng

Một dây kéo dài bao lâu? Câu trả lời trực tiếp đầu tiên

Tuổi thọ của dây phụ thuộc rất nhiều vào vật liệu, loại cách điện, môi trường hoạt động và điều kiện tải — nhưng như một tiêu chuẩn thực tế, hầu hết hệ thống dây điện dân dụng kéo dài từ 50 đến 70 năm , trong khi cáp công nghiệp ở những môi trường đòi hỏi khắt khe có thể cần thay thế sau khoảng 10 đến 20 năm. Dây đồng viễn thông thường duy trì chức năng từ 30 đến 40 năm, trong khi cáp quang có thể vượt quá 25 năm với độ xuống cấp tối thiểu. Dây được thiết kế cho các ứng dụng ô tô thường có tuổi thọ định mức từ 10 đến 15 năm, mặc dù hiệu suất trong thế giới thực thay đổi đáng kể dựa trên chu kỳ nhiệt, độ rung và tiếp xúc với chất lỏng.

Những con số này không phải là tùy ý. Chúng phản ánh dữ liệu hiện trường, nghiên cứu khoa học vật liệu và tiêu chuẩn kỹ thuật trong nhiều thập kỷ do các cơ quan như Bộ luật Điện Quốc gia (NEC), IEC và UL thiết lập. Hiểu những gì làm giảm hoặc kéo dài tuổi thọ của dây cũng quan trọng như biết các số liệu cơ bản - và sự hiểu biết đó bắt đầu từ giai đoạn sản xuất, đặc biệt là cách máy đùn dây và cáp định hình lớp cách điện và lớp bọc bảo vệ dây dẫn trong suốt thời gian sử dụng của nó.

Các yếu tố chính quyết định tuổi thọ của dây

Không có biến số nào xác định độ bền của dây. Đúng hơn, tuổi thọ là sản phẩm của nhiều yếu tố tương tác, mỗi yếu tố có thể thay đổi đáng kể thời lượng dịch vụ dự kiến. Dưới đây là bảng phân tích những điều quan trọng nhất:

Vật liệu dẫn điện

Đồng vẫn là tiêu chuẩn vàng cho dây dẫn điện. Nó mang lại độ dẫn điện tuyệt vời, chống ăn mòn tốt hơn nhiều lựa chọn thay thế và duy trì tính toàn vẹn về cấu trúc trong chu trình nhiệt. Dây đồng trong môi trường được kiểm soát khí hậu được lắp đặt đúng cách có thể tồn tại hơn 100 năm - bản thân dây dẫn hiếm khi bị hỏng; cách nhiệt xung quanh nó. Dây nhôm, thường được sử dụng trong các mạch nhánh dân dụng vào những năm 1960 và 70, dễ bị oxy hóa tại các điểm kết nối và giãn nở, co lại nhiều hơn khi nhiệt độ thay đổi, góp phần gây ra lỗi kết nối làm giảm tuổi thọ sử dụng hiệu quả xuống còn 30 đến 50 năm trong một số bối cảnh dân cư. Dây dẫn bằng đồng mạ thiếc và mạ bạc, lần lượt được sử dụng trong các ứng dụng hàng hải và tần số cao, mang lại lợi ích chống ăn mòn cụ thể giúp kéo dài tuổi thọ trong các môi trường mục tiêu đó.

Vật liệu cách nhiệt và áo khoác

Lớp cách nhiệt hầu như luôn là thành phần đầu tiên bị xuống cấp. PVC (polyvinyl clorua) là vật liệu cách nhiệt được sử dụng rộng rãi nhất trên toàn cầu. Vật liệu cách nhiệt PVC tiêu chuẩn mang một phạm vi nhiệt độ định mức từ -15°C đến 70°C và thường có dấu hiệu giòn hoặc nứt sau 20 đến 40 năm trong các ứng dụng tiêu chuẩn. Polyetylen liên kết ngang (XLPE) mang lại khả năng chịu nhiệt vượt trội - được đánh giá liên tục lên tới 90°C - và chống lại sự tấn công hóa học tốt hơn nhiều so với PVC tiêu chuẩn. Cáp cách điện XLPE trong lắp đặt công nghiệp hoặc ngầm thường được đánh giá có tuổi thọ từ 30 đến 40 năm. Chất cách nhiệt bằng cao su silicon, được sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao như lò nướng hoặc khoang động cơ, có thể xử lý nhiệt độ lên tới 180°C và duy trì tính linh hoạt trong phạm vi nhiệt độ rộng hơn, mang lại lợi thế thích hợp trong môi trường nhiệt đòi hỏi khắt khe. Chất cách nhiệt PTFE (Teflon), được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ và xử lý hóa học, có thể chịu được nhiệt độ lên tới 260°C và có độ trơ về mặt hóa học giúp nó có khả năng chống lại hầu hết các dung môi công nghiệp.

Chất lượng ép đùn cách nhiệt ảnh hưởng trực tiếp đến những kết quả này. Máy đùn dây và cáp duy trì nhiệt độ nóng chảy chính xác, tốc độ đường truyền ổn định và áp suất khuôn đồng đều sẽ tạo ra vật liệu cách nhiệt với độ dày thành đồng đều — một yếu tố dự báo chính về cả hiệu suất điện và tuổi thọ. Các điểm mỏng trong lớp cách điện tạo ra các điểm yếu điện môi nơi tập trung ứng suất điện áp, làm tăng tốc độ đánh thủng.

Nhiệt độ hoạt động

Nhiệt là kẻ thù chính của cách điện dây. Phương trình Arrhenius, được áp dụng cho sự lão hóa của cáp, cho thấy rằng cứ tăng nhiệt độ vận hành lên trên mức tối đa định mức 10°C thì tuổi thọ cách điện sẽ giảm đi khoảng một nửa. Điều này có nghĩa là cáp có tuổi thọ 40 năm ở nhiệt độ hoạt động liên tục ở 70°C về mặt lý thuyết sẽ chỉ tồn tại được 20 năm nếu hoạt động thường xuyên ở nhiệt độ 80°C. Đây là lý do tại sao việc giảm nhiệt độ là biện pháp kỹ thuật tiêu chuẩn — cáp phải có kích thước sao cho chúng hoạt động tốt trong nhiệt độ định mức chứ không phải ở nhiệt độ trần.

Tiếp xúc với môi trường

Bức xạ UV làm suy giảm hầu hết các loại nhựa. Cáp ngoài trời tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời mà không có lớp bọc ổn định tia cực tím có thể bị nứt bề mặt trong vòng 5 đến 10 năm. Sự xâm nhập của hơi ẩm vào bó cáp sẽ thúc đẩy sự ăn mòn điện ở các đầu cuối và trong các ứng dụng nguồn điện xoay chiều, hoạt động phóng điện một phần. Tiếp xúc với hóa chất - dầu, dung môi, axit - có thể nhanh chóng tấn công PVC tiêu chuẩn và yêu cầu các hợp chất đặc biệt như polyetylen clo hóa (CPE) hoặc chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo (TPE) để có đủ thời gian sử dụng. Về mặt cơ học, các chu kỳ uốn lặp đi lặp lại, sự nghiền nát hoặc hư hỏng do loài gặm nhấm có thể làm đứt dây dẫn từ rất lâu trước khi lớp cách điện bị xuống cấp do nhiệt.

Chất lượng lắp đặt

Ngay cả cáp chất lượng cao nhất cũng sẽ sớm bị hỏng nếu lắp đặt không đúng cách. Việc vượt quá bán kính uốn cong tối thiểu trong quá trình lắp đặt có thể gây ra các vết nứt nhỏ trên lớp cách điện hoặc làm biến dạng dây dẫn. Các phụ kiện ống dẫn hoặc dây buộc cáp quá chặt có thể tạo ra các điểm căng thẳng mãn tính. Đầu nối đúng cách — sử dụng các đầu nối được xếp hạng phù hợp, tác dụng mô-men xoắn chính xác lên các vấu và ngăn hơi ẩm xâm nhập vào các điểm nối — có thể tăng gấp đôi hoặc gấp ba tuổi thọ sử dụng tại các ứng dụng quan trọng về kết nối.

Tuổi thọ dây theo loại ứng dụng

Các ứng dụng khác nhau đặt ra những yêu cầu hoàn toàn khác nhau về dây và cáp. Bảng sau đây tóm tắt kỳ vọng về tuổi thọ sử dụng điển hình của các danh mục chính:

Những số liệu này giả định điều kiện hoạt động tiêu chuẩn. Sự lão hóa tăng nhanh do quá tải, lắp đặt kém hoặc môi trường khắc nghiệt có thể làm giảm đáng kể bất kỳ tuổi thọ nào trong số này — trong một số trường hợp công nghiệp, từ 50% trở lên.

Vai trò của Máy đùn dây và cáp Chất lượng trong Hiệu suất Dài hạn

Chất lượng sản xuất là một trong những yếu tố quyết định tuổi thọ của dây bị đánh giá thấp nhất. Máy đùn dây và cáp là máy áp dụng cách điện và vỏ bọc trên dây dẫn trần và độ chính xác của nó quyết định trực tiếp đến tính toàn vẹn cấu trúc của sản phẩm cuối cùng.

Tính nhất quán của quá trình ép đùn ảnh hưởng đến tuổi thọ như thế nào

Quá trình ép đùn bao gồm làm tan chảy một hợp chất polymer và ép nó qua khuôn để phủ lên dây dẫn. Các thông số quan trọng bao gồm nhiệt độ nóng chảy, tốc độ trục vít, tốc độ đường truyền, áp suất đầu và tốc độ làm mát. Bất kỳ sự mất ổn định nào trong các thông số này đều tạo ra các khuyết tật về cách điện:

• Sự thay đổi độ dày của tường — Áp suất khuôn không đồng đều làm cho thành cách nhiệt một bên dày hơn và một bên mỏng hơn (độ lệch tâm). Thành mỏng tập trung ứng suất điện, làm giảm điện áp đánh thủng và giảm tuổi thọ điện môi.
• Khoảng trống và sự bao gồm — Sự tích tụ khí trong quá trình đùn tạo ra các khoảng trống trong thân cách nhiệt. Trong cáp trung thế và cao áp, các khoảng trống là nơi xảy ra hoạt động phóng điện cục bộ - các hồ quang điện cực nhỏ làm xói mòn lớp cách điện từ bên trong. Một microvoid duy nhất có thể gây ra sự cố trong cáp ngầm nhiều năm trước khi hết tuổi thọ dự kiến.
• Độ nhám bề mặt và ô nhiễm — Trong sản xuất cáp điện áp cao, các khuyết tật bề mặt ở bề mặt tiếp xúc giữa dây dẫn và cách điện tạo ra các điểm tăng cường điện trường. Máy đùn dây và cáp có khả năng lọc polyme tan chảy không phù hợp sẽ gây ra ô nhiễm dạng hạt có tác dụng tương tự.
• Mức độ chữa khỏi hoặc liên kết ngang — Đối với cáp XLPE, phản ứng chéo phải được kiểm soát cẩn thận. Vật liệu cách nhiệt chưa được bảo dưỡng thiếu các đặc tính nhiệt và cơ học của vật liệu liên kết ngang hoàn toàn, dẫn đến hiện tượng rão và biến dạng sớm ở nhiệt độ cao.

Các hệ thống máy đùn dây và cáp hiện đại giải quyết những mối lo ngại này thông qua điều khiển trục vít điều khiển bằng servo, đo độ dày thành theo thời gian thực thông qua máy đo laze hoặc quét tia X, phản hồi vòng kín để duy trì độ đồng tâm của khuôn và thử nghiệm tia lửa nội tuyến để phát hiện các lỗ kim cách điện ngay sau khi ép đùn. Một nhà sản xuất vận hành với thiết bị ép đùn đã lỗi thời hoặc được bảo trì kém có thể sản xuất ra cáp có vẻ ngoài phù hợp nhưng lại ẩn chứa những khiếm khuyết tiềm ẩn mà không thể phát hiện được khi kiểm tra bằng mắt theo tiêu chuẩn.

Đùn một lớp và nhiều lớp

Cấu trúc cáp hiệu suất cao thường yêu cầu đồng đùn - ứng dụng đồng thời hai hoặc nhiều lớp polymer trong một lần truyền. Đối với cáp XLPE trung thế, điều này thường có nghĩa là lớp bảo vệ dây dẫn, lớp cách điện chính và lớp bảo vệ cách điện được áp dụng đồng thời. Sự bám dính giữa các lớp này là rất quan trọng: sự phân tách ở ranh giới lớp tạo ra các khoảng trống nơi độ ẩm có thể tích tụ và có thể xảy ra phóng điện một phần. Máy đùn dây và cáp được thiết kế để ép đùn ba lần phải duy trì cân bằng áp suất chính xác trên cả ba dòng polymer. Sự mất cân bằng áp suất làm cho một lớp bị nhiễm bẩn vào lớp khác tại bề mặt tiếp xúc, tạo ra các khiếm khuyết mà quá trình kiểm tra thành phẩm tiêu chuẩn có thể không phát hiện được cho đến khi đã sử dụng được nhiều năm.

Các dấu hiệu cảnh báo cho thấy dây điện sắp hết tuổi thọ sử dụng

Xác định dây lão hóa trước khi hỏng hóc sẽ ngăn ngừa hư hỏng thiết bị, hỏa hoạn và các mối nguy hiểm về an toàn. Các triệu chứng sau đây cho thấy việc kiểm tra hoặc thay thế cần được xem xét nghiêm túc:

• Nứt hoặc rạn lớp áo cách nhiệt — Các vết nứt bề mặt xuất hiện ngay cả khi không bị uốn cong cho thấy sự phân hủy polyme ở mức độ cao. Khi vết nứt xuất hiện, lớp cách điện có thể đã mất đi độ bền điện môi đáng kể.
• Sự đổi màu hoặc cháy thành than — Màu vàng của lớp cách nhiệt PVC màu trắng hoặc xám cho thấy thời gian tiếp xúc với nhiệt kéo dài. Sự đổi màu nâu hoặc đen gần các điểm cuối cho thấy tình trạng quá nhiệt kéo dài tại các điểm kết nối.
• Độ giòn hoặc độ cứng - Lớp cách nhiệt bị nứt hoặc bong tróc khi uốn nhẹ đã mất hàm lượng chất dẻo do di chuyển hoặc bay hơi. Điều này đặc biệt phổ biến ở các loại cáp PVC cũ ở môi trường nóng.
• Tăng độ trôi điện trở cách điện — Trong các chương trình bảo trì công nghiệp, việc kiểm tra megom kế định kỳ sẽ theo dõi điện trở cách điện theo thời gian. Xu hướng giảm nhất quán cho thấy sự xâm nhập của hơi ẩm hoặc sự suy giảm chất cách điện tiến tới hư hỏng cuối cùng.
• Ăn mòn ở điểm cuối — Lắng đọng oxit xanh hoặc trắng tại các điểm nối, đặc biệt là trên dây dẫn bằng nhôm hoặc đóng hộp, làm tăng điện trở tiếp xúc và sinh nhiệt, đẩy nhanh quá trình xuống cấp hơn nữa trong chu trình tự gia cố.
• Lặp đi lặp lại vấp ngã bảo vệ mạch — Ngắt do lỗi chạm đất (GFI) hoặc bảo vệ quá dòng bị ngắt mà không có lý do tải rõ ràng có thể cho thấy sự cố cách điện đang phát triển giữa các dây dẫn hoặc với đất.
• Mùi cháy trong quá trình hoạt động — Bất kỳ mùi khét dai dẳng nào từ các tuyến cáp, bảng điều khiển hoặc thiết bị đều phải tắt máy và kiểm tra ngay lập tức. Quá trình nhiệt phân cách nhiệt có mùi chát đặc trưng, ​​​​không nồng khi tiến hành.

Cách kéo dài tuổi thọ của dây đang sử dụng

Đối với dây được lắp đặt đã được đưa vào sử dụng, một số chiến lược có thể kéo dài tuổi thọ sử dụng đáng tin cậy một cách đáng kể:

Quản lý nhiệt

Ngăn chặn các tuyến cáp chịu nhiệt độ cao kéo dài là biện pháp bảo trì có tác động cao nhất. Trong các bảng điện, đảm bảo thông gió không bị cản trở. Trong khay cáp công nghiệp, hãy tuân thủ nghiêm ngặt các nguyên tắc về hệ số lấp đầy — khay quá đông sẽ giữ nhiệt do nhiều dây dẫn tạo ra và có thể đẩy nhiệt độ vận hành lên trên giới hạn định mức cho tất cả cáp trong bó. Giảm tải trên mạch lão hóa - thậm chí 20% - có thể làm chậm đáng kể tốc độ xuống cấp còn lại.

Bảo vệ cơ khí

Cáp tiếp xúc với người đi lại, chuyển động của xe hoặc tiếp xúc cơ học nhiều lần phải được bảo vệ bằng ống dẫn, đường dốc cáp hoặc vỏ bảo vệ. Đối với lắp đặt ngoài trời, ống dẫn hoặc bọc cáp chống tia cực tím được áp dụng cho cáp cũ có lớp vỏ ổn định tia cực tím có thể tăng thêm nhiều năm sử dụng bằng cách làm chậm sự suy thoái của tia cực tím. Trong các ứng dụng linh hoạt — cánh tay robot, bộ mang cáp — việc thay thế cáp chủ động dựa trên số chu kỳ uốn thay vì chỉ kiểm tra trực quan là thông lệ tiêu chuẩn.

Bảo trì chấm dứt

Các điểm kết nối theo thống kê là vị trí bắt đầu xảy ra lỗi phổ biến nhất. Định kỳ vặn lại các vấu và vít đầu cực theo các giá trị quy định - đặc biệt đối với các dây dẫn bằng nhôm bị bòo dưới áp suất duy trì - ngăn chặn các kết nối điện trở cao gây quá nhiệt và tăng tốc độ xuống cấp cách điện. Việc sử dụng hợp chất chống oxy hóa thích hợp cho các đầu nối nhôm trước khi kết nối và bịt kín để chống lại sự xâm nhập của hơi ẩm làm giảm đáng kể các hư hỏng do ăn mòn.

Kiểm tra định kỳ

Đối với các mạch điện quan trọng và cáp trung thế, chương trình thử nghiệm theo lịch trình sẽ phát hiện tình trạng hư hỏng trước khi hỏng hóc. Các phương pháp phổ biến bao gồm:

• Kiểm tra Megohmmeter (điện trở cách điện) - Thực hiện hàng năm trên các mạch quan trọng. Giá trị dưới 1 MΩ trên mỗi kV điện áp hoạt động cho thấy mối lo ngại; xu hướng quan trọng hơn bất kỳ phép đo đơn lẻ nào.
• Kiểm tra phóng điện cục bộ — Phát hiện các khoảng trống bên trong và các khuyết tật cách điện trong cáp trung thế và cao thế mà không yêu cầu cáp phải được cấp điện đến khi hỏng. Phương pháp này ngày càng được sử dụng rộng rãi như một dịch vụ di động cho các trạm biến áp và nhà máy công nghiệp.
• Phép đo phản xạ miền thời gian (TDR) — Gửi xung tín hiệu xuống cáp và phân tích phản xạ để xác định các thay đổi trở kháng gây ra bởi khuyết tật, sự xâm nhập của hơi ẩm hoặc các phần bị dập. Đặc biệt hiệu quả đối với việc xác định vị trí lỗi cáp ngầm.
• Kiểm tra nhiệt độ — Camera hồng ngoại xác định các điểm nóng ở các đầu cuối, dây dẫn quá tải và các kết nối bị hỏng trong quá trình hoạt động bình thường mà không cần tắt hệ thống.

Lựa chọn hợp chất cách điện: Quá trình xử lý của máy đùn dây và cáp cũng quan trọng như bản thân máy

Khi chỉ định hoặc tìm nguồn cung ứng dây và cáp, việc hiểu hợp chất cách điện cũng quan trọng như biết kích thước dây dẫn. Hợp chất này xác định nhiệt độ định mức, khả năng kháng hóa chất, tính linh hoạt và hành vi lão hóa. Dưới đây là so sánh các vật liệu cách nhiệt phổ biến nhất được xử lý bằng hệ thống máy đùn dây và cáp:

Mỗi hợp chất này đòi hỏi một máy đùn dây và cáp được hiệu chuẩn cho tính lưu biến nóng chảy cụ thể của nó. Ví dụ, PTFE yêu cầu ép đùn ram thay vì ép đùn trục vít thông thường vì nó không tan chảy thành chất lỏng nhớt giống như cách PVC hoặc XLPE làm. Các hợp chất EPR và silicone yêu cầu định hình nhiệt độ cẩn thận để ngăn chặn quá trình lưu hóa sớm trong thùng. Máy và vật liệu phải phù hợp - sử dụng sai thiết lập máy đùn cho một hợp chất nhất định là một trong những cách nhanh nhất để sản xuất cáp có tuổi thọ sử dụng giảm.

Các tiêu chuẩn quy định xác định kỳ vọng về tuổi thọ của dây

Tuổi thọ của dây không hoàn toàn là một hiện tượng vật lý - nó còn là một hiện tượng quy định. Các cơ quan tiêu chuẩn xác định ngưỡng hiệu suất tối thiểu mà cáp phải đáp ứng tại thời điểm sản xuất và nhiều cơ quan cũng xác định các quy trình kiểm tra độ lão hóa tăng tốc mô phỏng số năm sử dụng theo ngày hoặc tuần.

• IEC 60502 — Bao gồm cáp điện có lớp cách điện dạng đùn định mức từ 1 kV đến 30 kV, bao gồm thiết kế, thử nghiệm và độ dày thành cách điện tối thiểu để xác định tuổi thọ về điện và cơ.
• UL 44 và UL 83 - Tiêu chuẩn Bắc Mỹ lần lượt dành cho dây cách điện bằng nhựa nhiệt rắn và dây cách điện bằng nhựa nhiệt dẻo. Các tiêu chuẩn này xác định nhiệt độ, điện áp định mức và các thử nghiệm cụ thể — bao gồm thử nghiệm lão hóa trong lò, thử nghiệm uốn cong và uốn cong — mà cáp phải vượt qua trước khi đưa vào danh sách.
• ICEA S-93-639 / NEMA WC74 — Bao gồm cáp điện có vỏ bọc từ 5 kV đến 46 kV và bao gồm các quy trình thử nghiệm lão hóa nhiệt được thiết kế để xác nhận tuổi thọ sử dụng dự kiến từ 30 đến 40 năm trong các điều kiện định mức.
• SAE J1128 và J1291 — Tiêu chuẩn dây ô tô quy định các cấp đánh giá nhiệt độ và đặc tính lão hóa do nhiệt cho các ứng dụng bộ dây điện.
• MIL-DTL-27500 — Đặc điểm kỹ thuật quân sự đối với hệ thống dây điện trong ngành hàng không vũ trụ, yêu cầu tăng tốc độ thử nghiệm tuổi thọ, khả năng chống mài mòn và độ bền nhiệt, đồng nghĩa với kỳ vọng về thời gian sử dụng máy bay từ 20 đến 30 năm.

Việc đáp ứng các tiêu chuẩn này không chỉ đòi hỏi phải có vật liệu phù hợp mà còn cần có quy trình sản xuất được kiểm soát nhất quán. Hệ thống máy đùn dây và cáp có tích hợp kiểm soát quy trình thống kê (SPC) — ghi nhật ký liên tục các tham số quy trình chính và kích hoạt cảnh báo khi chúng vượt quá giới hạn kiểm soát — cung cấp cho nhà sản xuất dấu vết tài liệu cần thiết để chứng minh sự tuân thủ tiêu chuẩn và đảm bảo các tuyên bố về tuổi thọ sử dụng.

Khi nào cần thay dây thay vì sửa chữa nó

Quyết định giữa sửa chữa và thay thế hoàn toàn là một trong những quyết định có ý nghĩa kinh tế nhất trong quản lý tài sản cáp. Một số yếu tố tranh luận rõ ràng về việc thay thế hoàn toàn thay vì sửa chữa cục bộ:

• Khi hư hỏng cách điện lan rộng, không cục bộ — Nếu việc kiểm tra điện trở cách điện cho thấy tổng thể có sự suy giảm dần dần thay vì một điểm lỗi duy nhất thì toàn bộ cáp đã già đi một cách đồng đều. Việc loại bỏ một lỗi trong trường hợp này sẽ giải quyết được một điểm yếu trong khi khiến hàng chục điểm yếu khác gặp rủi ro như nhau. Thay thế hoàn toàn là sự lựa chọn hợp lý duy nhất.
• Khi cáp đã vượt quá tuổi thọ thiết kế — Một sợi cáp được lắp đặt vào năm 1975 đã có tuổi thọ 50 năm. Ngay cả khi nó có vẻ hoạt động ngày hôm nay thì nó vẫn đang hoạt động theo thời gian mượn. Chi phí của sự cố ngoài ý muốn - thời gian ngừng sản xuất, rủi ro hỏa hoạn, hư hỏng thiết bị - thường vượt xa chi phí thay thế theo kế hoạch.
• Khi yêu cầu ứng dụng thay đổi — Điện áp cao hơn, tải tăng hoặc thay đổi về điều kiện môi trường (hóa chất mới trên sàn nhà máy, định tuyến HVAC mới, tiếp xúc ngoài trời kéo dài) có thể có nghĩa là thông số kỹ thuật của cáp hiện tại không còn phù hợp, bất kể tình trạng vật lý của nó như thế nào.
• Khi chi phí truy cập cao — Trong các tuyến cáp ngầm hoặc cáp nhúng cần phải đào hoặc mở kết cấu để tiếp cận cáp, việc thay thế trong thời gian bảo trì đã mở hầu như luôn tiết kiệm chi phí hơn so với việc sửa chữa trong tương lai sau khi xảy ra sự cố.

Ngược lại, việc sửa chữa là phù hợp khi hư hỏng được xác định rõ ràng - một vết khía cơ học, lỗi đầu cuối, điểm hư hỏng do loài gặm nhấm trên cáp khỏe mạnh nhưng vẫn có tuổi thọ sử dụng và điện trở cách điện nằm trong phạm vi thông số kỹ thuật. Việc sửa chữa được thực hiện đúng cách bằng vật liệu nối co nhiệt hoặc co nguội được định mức, được lắp đặt đúng cách, có thể khôi phục mạch về tuổi thọ hoạt động đầy đủ tại thời điểm đó mà không ảnh hưởng đến cáp xung quanh.

Câu hỏi thường gặp về tuổi thọ của dây

Dây không sử dụng vẫn cũ?

Đúng. Chất cách điện polyme trải qua quá trình phân hủy hóa học bất kể dòng điện có chạy qua hay không. Tiếp xúc với tia cực tím, nhiệt và quá trình oxy hóa diễn ra độc lập với tải điện. Dây được bảo quản trong điều kiện khắc nghiệt - nhiệt độ cao, tiếp xúc với tia cực tím hoặc tiếp xúc với hóa chất phản ứng - có thể xuống cấp đáng kể trong quá trình bảo quản. Dây được bảo quản trong nhà ở điều kiện mát, tối, khô ráo sẽ giữ được đặc tính của nó trong nhiều năm.

Nước ảnh hưởng đến tuổi thọ dây điện dưới lòng đất như thế nào?

Nước là cơ chế lão hóa chính đối với cáp trung thế chôn trực tiếp và lắp đặt trong ống dẫn có lớp cách điện XLPE. Cây nước - một hiện tượng trong đó các phân tử nước dưới áp lực điện áp xoay chiều hình thành các kênh đuôi gai cực nhỏ xuyên qua lớp cách điện - làm giảm dần độ bền điện môi. Cáp được lắp đặt trong môi trường ẩm ướt không có chất chống cháy XLPE (TR-XLPE) có thể bị hỏng sau khoảng 15 đến 20 năm , so với 30 đến 40 năm đối với chất tương đương TR-XLPE. Để chôn trực tiếp ở những khu vực có lượng nước ngầm cao, chỉ định vật liệu cách nhiệt TR-XLPE là khuyến nghị kỹ thuật tiêu chuẩn.

Có cách nào để kiểm tra tuổi thọ của dây mà không cần loại bỏ nó khỏi dịch vụ không?

Một số phương pháp thử nghiệm không phá hủy cho phép đánh giá tại chỗ. Đo điện trở cách điện (kiểm tra bằng megom kế) cho biết nhanh về tình trạng cách điện hiện tại. Các thử nghiệm tỷ lệ hấp thụ điện môi (DAR) và chỉ số phân cực (PI) cung cấp thêm thông tin về độ ẩm và chất lượng cách điện. Đối với cáp trung thế, thử nghiệm phóng điện cục bộ tần số rất thấp (VLF) có thể xác định sự xuống cấp nghiêm trọng mà không khiến cáp bị hỏng. Các phương pháp này không thể dự đoán chính xác thời gian sử dụng còn lại nhưng chúng cung cấp thông tin dựa trên rủi ro để hướng dẫn các quyết định bảo trì.

Máy đo dây có ảnh hưởng đến tuổi thọ không?

Một cách gián tiếp, vâng. Dây dẫn có kích thước phù hợp với tải mà nó mang sẽ chạy mát hơn, giúp kéo dài tuổi thọ cách điện. Một dây dẫn có kích thước nhỏ - mang dòng điện trên công suất định mức - chạy nóng hơn, làm tăng tốc độ lão hóa cách điện ở tốc độ được mô tả bởi mối quan hệ Arrhenius. Chạy dây dẫn liên tục ở mức 110% dòng điện định mức có thể làm giảm tuổi thọ cách điện từ 30 đến 50% so với hoạt động có kích thước phù hợp.

Chất lượng của máy đùn dây và cáp ảnh hưởng đến khách hàng cuối như thế nào?

Khách hàng cuối cùng mua cáp thành phẩm hiếm khi biết được thiết bị sản xuất được sử dụng để chế tạo nó. Tuy nhiên, cáp được sản xuất trên máy đùn dây và cáp có độ chính xác cao với chức năng giám sát chất lượng nội tuyến sẽ có độ dày thành cách điện ổn định hơn, ít khuyết tật bên trong hơn và đặc tính hỗn hợp đồng đều hơn so với cáp được sản xuất trên thiết bị có độ chính xác thấp hơn. Việc chỉ định cáp từ các nhà sản xuất có hệ thống quản lý chất lượng có thể kiểm chứng — chứng nhận ISO 9001, danh sách UL, thử nghiệm độc lập của bên thứ ba — mang lại sự đảm bảo có ý nghĩa rằng cáp được sản xuất bằng thiết bị và quy trình có khả năng mang lại tuổi thọ sử dụng định mức.