في التربة الرطبة، يمكن أن يبدو كابل XLPE سليمًا تمامًا لسنوات، ولكنه لا يزال يعاني من التلف من الداخل.
يُطلق على هذه العملية البطيئة اسم "التشعب المائي". تعمل الرطوبة والتلوث الأيوني والإجهاد الكهربائي معًا داخل العازل حتى تتشكل هياكل صغيرة على شكل أشجار، وفي معظم الأحيان لا يكون أي شيء مرئيًا من الخارج.
إن الجمع بين البطء وعدم الوضوح هو مزيج غير مريح، ولهذا السبب يجدر تسوية هذا الموضوع في مرحلة التصميم بدلاً من بعد حدوث العيب الأول.
ما الذي ينمو داخل العازل؟
شجرة الماء هي بنية متفرعة تتطور داخل العازل البوليمري في وجود الماء والملوثات الذائبة، مدفوعة بالإجهاد الكهربائي. تحت المجهر، تظهر كقناة دقيقة مملوءة وليست فراغًا أجوفًا.
تبدأ الأشجار ذات الشكل الفراشي من فراغ صغير أو ملوث داخل جدار العزل وتنتشر للخارج في كلا الاتجاهين من تلك النقطة. أما الأشجار ذات الفتحات فتبدأ من سطح وتنمو للداخل منه.
لا يتصرف أي منهما كشجرة كهربائية حادة. تتطور ظاهرة تشجير الماء ببطء على مدى شهور وسنوات، ويحافظ العازل على جهده الطبيعي طوال معظم تلك الفترة.
تتمثل الحالة النهائية في انخفاض موضعي في قوة العزل الكهربائي. وبمجرد أن يصبح هذا الانخفاض عميقًا بما يكفي، يمكن أن تبدأ شجرة كهربائية من النقطة الضعيفة، ومن هناك يكون العطل سريعًا.
يحتاج نظام زراعة الأشجار المائية إلى ثلاثة أشياء في وقت واحد، وهي الرطوبة والتلوث والإجهاد الكهربائي، وإزالة أي منها يبطئ العملية.
الظروف التي تغذي النمو
يجب أن تتوافر أربعة شروط قبل أن تبدأ العملية.
| حالة | لماذا يُعد ذلك مهماً؟ | ما الذي يغير ذلك؟ |
|---|---|---|
| الرطوبة على العازل | يوفر الوسيلة | نوع الغمد ومانع تسرب الماء |
| التلوث الأيوني | تُحرك الأملاح الذائبة هذه العملية | نظافة المركب وكيمياء التربة |
| الإجهاد الكهربائي | يوفر القوة الدافعة | تصنيف الحقل وجهد التشغيل |
| مدة البقاء عند درجة الحرارة | يسرع التفاعل | ملف تعريف الحمل وحجم الموصل |
إذا أزلت أي صف واحد من الأشجار، فإن احتمالية نمو الأشجار المائية تصبح أقل بكثير.
إن أشجار الماء ليست هي نفسها أشجار الكهرباء، والفرق مهم لأن الاثنين يتصرفان بشكل مختلف تمامًا أثناء الخدمة.
الحالة: مغذي في أرض غارقة بالمياه
الوضع: قام موقع بوضع مغذي جهد متوسط مدفون مباشرة عبر أرض ظلت رطبة طوال العام، مع وجود مستوى المياه الجوفية بالقرب من قاع الخندق.
النتيجة: كان الكابل مُصمماً بطبقات متعددة، مع شريط مانع لتسرب الماء وغلاف خارجي بوليمري. بعد خمس سنوات، احتوى الشريط على رطوبة في منطقتين من وصلات الكابل، وأظهر أحد الأطوار تفريغاً متزايداً، بينما بدت المسارات المستقيمة طبيعية.
القرار: تم طلب أقسام بديلة مزودة بحاجز رطوبة معدني، وأعيد بناء الخلجان بترتيب محكم الإغلاق فوق مستوى المياه الجوفية، وأعيد تصريف المسار حيث يمكن خفض المستوى.
النتيجة: ظلت الخلجان التي أعيد بناؤها جافة، وانتقلت مسألة منسوب المياه الجوفية من ملف الصيانة إلى نموذج الاستفسار للمشروع التالي في ذلك الموقع.
تبدأ الأشجار ذات الفتحات من سطح العزل الخارجي وتنمو إلى الداخل، وهذا هو السبب في أن الحاجز المعدني يغير الصورة في الأرض الرطبة.
من أين تدخل الرطوبة
لا توجد سوى بضع طرق لوصول الماء إلى العازل، ولكل منها إجراء مضاد.
- على طول أسلاك الموصل، حيث يمكن للموصل المجدول أن ينقل الماء لمسافة طويلة داخل الكابل.
- من خلال غطاء خارجي تالف أو مسامي يسمح بوصول الماء إلى سطح العزل.
- عند الوصلات والنهايات، حيث تم قطع العازل وإعادة بنائه في الموقع.
- من خلال طرف أسطوانة مفتوح، خاصة عندما تكون البكرة قد بقيت في الهواء الطلق طوال موسم الأمطار.
كل مسار من تلك المسارات هو قرار تصميمي أو ممارسة موقعية وليس مجرد صدفة.
إن تقادم عزل XLPE في التربة الرطبة هو مسألة تتعلق بالغلاف الخارجي ومنع تسرب الماء بقدر ما تتعلق بالمركب نفسه.
خيارات تُبطئها
خمسة اختيارات وممارسات تغير النتيجة في الأرض الرطبة.
أضف حاجزًا معدنيًا للرطوبة
تعمل طبقة معدنية ملتصقة أو غلاف معدني على إبعاد الماء السائل عن سطح العزل، مما يحول مسألة تهوية الأشجار إلى مسألة تصنيع.
قم بحجب الخيوط
يؤدي انسداد الماء الطولي في الموصل إلى منع انتقال الماء من نقطة الدخول إلى خليج الوصلات البعيد.
حافظ على نظافة المجمع
إن التلوث داخل جدار العزل هو ما يبدأ بتكوين شجرة ربطة العنق، لذا فإن التعامل والنظافة لهما أهمية أكبر من أي وصف للمنتج.
السيطرة على المجال
يؤدي تسوية الأرض في المنطقة المنخولة وداخل المفصل إلى تقليل الإجهاد الموضعي الذي يحفز النمو.
حافظ على جفاف الطريق قدر الإمكان
تعتبر عمليات الصرف والتغطية والردم قرارات مدنية تغير كمية المياه المتجمعة على الكابل.
تشمل مسارات دخول الرطوبة إلى الكابلات أسلاك الموصلات، ومناطق الوصلات، وأي مكان تضرر فيه الغلاف أو لم يتم إحكام إغلاقه بشكل جيد.
لماذا نادراً ما يظهر مبكراً
يركز اختبار القبول القياسي على العيوب الجسيمة، وليس على التغيرات الكيميائية البطيئة. يجتاز نظام تشجير المياه فحص التشغيل، ويمكنه الاستمرار في اجتياز الفحوصات المتكررة لسنوات.
يُعد قياس التفريغ أكثر حساسية من اختبار الجهد العادي، وغالبًا ما يكون الاتجاه التصاعدي أول مؤشر على حدوث تغيير. فالقراءة الواحدة لا تُعطي صورة كاملة مقارنةً بسلسلة من القراءات.
ولهذا السبب فإن الأداة المفيدة هنا هي سجل يتم الاحتفاظ به بمرور الوقت: نفس القياس، نفس الظروف، مقارنة بالنتيجة السابقة.
ما يمكن لكل فحص رؤيته وما لا يمكنه رؤيته
تظهر أربع عمليات تدقيق في برامج التكليف، وهي ترى أشياء مختلفة تمامًا.
| يفحص | ما يمكن أن يُظهره | ما ينقصه |
|---|---|---|
| اختبار الجهد | عطل جسيم أو تسرب | تغير كيميائي بطيء |
| قياسات التفريغ | نشاط محلي متزايد | شجرة هادئة في وقت مبكر |
| مقاومة العزل | الاستمرارية والحالة العامة | أي شيء محلي |
| تشريح | يؤكد الآلية بعد الحدث | لا يمنع ذلك شيئاً بمفرده |
التشريح وحده هو الذي يفسر ما حدث، أما الثلاثة الآخرون فيقررون متى ينظرون.
تحذيرات من الميدان
تشير التجربة إلى عدد قليل من الأسباب المتكررة.
- مسار تم اختياره بدون تصريف حيث من المعروف أن منسوب المياه الجوفية مرتفع.
- تُترك نهايات البراميل مفتوحة في الموقع طوال موسم الأمطار.
- تم بناء الأحواض المشتركة تحت مستوى الأرض المحيطة بها، لذا فهي تجمع المياه.
- غطاء خارجي تم اختياره بناءً على السعر دون التحقق من كيفية تفاعله مع التركيب الكيميائي للتربة على طول ذلك المسار.
لا يوجد شيء مكلف لتجنبه، وكلها مكلفة لاكتشافها.
ما يجب السؤال عنه قبل الطلب
ثلاثة أسئلة تدفع القرار إلى وقت مبكر، حيث يكون ذلك غير مكلف.
ما هو مستوى المياه الجوفية على هذا الطريق؟
يُعدّ العمق والنطاق الموسمي أكثر فائدة بكثير من وصف الأرض بأنها رطبة أو جافة.
ما هي خصائص التربة الكيميائية التي تنطبق؟
تساهم الأملاح والملوثات الموجودة في التربة في تغذية العملية وتؤثر أيضاً على الطبقة الخارجية.
ما هو الحاجز الذي يتم تحديده؟
تحدد هذه الإجابة ما إذا كان بإمكان الماء الوصول إلى سطح العزل على الإطلاق، وهي النقطة الأكثر أهمية.
التصميم بما يتناسب مع مستوى المياه الجوفية لديك
قد يميل البعض إلى اعتبار تسرب المياه خاصية من خصائص المادة العازلة. لكن في الواقع، يحدد الغلاف الخارجي، وعزل المياه، وتصميم الوصلات، ومسار التسرب، كمية المياه التي تصل إلى العازل.
هذا خبر سار للمشتري، لأنه يعني أنه يمكن التعامل مع الموضوع بالرسومات والمواصفات بدلاً من الاعتماد على الأمل.
في الأماكن الرطبة، يكون الحديث المفيد حول الحاجز ونقاط الدخول، ويكون إجراء هذا الحديث أرخص بكثير قبل لف الأسطوانة.
مدخلات طلب عروض الأسعار للمسارات الرطبة
تتيح هذه التفاصيل مطابقة البناء مع الأرض التي سيقام عليها.
- عمق منسوب المياه الجوفية ونطاقه الموسمي
- التركيب الكيميائي للتربة، بما في ذلك أي ملوحة أو تلوث معروف
- سواء كان المسار مدفونًا بشكل مباشر، أو عبر قناة، أو يمر عبر فتحات مشتركة
- ترتيب الغلاف والحاجز المتوقع للمسار
- منع تسرب الماء المحدد للموصل ولبّ الكابل
- ترتيب الوصلات والإنهاء، وكيفية تصريف المياه من الخلجان
- ملف تعريف الحمل المتوقع وحجم الموصل
- ظروف التخزين في الموقع وكيفية حماية أطراف البراميل
يمكن للمراجع الفنية مثل IEC 60502 و IEC 60228 و IEC 60332 توحيد مصطلحات بناء الكابلات واختبارها. ومع ذلك، فإن مواصفات المشروع المعتمدة والقواعد المحلية المعمول بها وسلطة التصميم المؤهلة هي التي تحكم القرار النهائي للنظام.
شركة جينتشوان لدعم الكابلات لتقييم تقادم العزل للكابلات في التربة الرطبة
تقوم شركة JINCHUAN Cable بتصنيع كابلات الطاقة مع خيارات الغلاف والحاجز ومنع تسرب المياه التي يمكن مطابقتها مع الأرض على طول المسار، وتوفر تفاصيل البناء التي يحتاجها كل خيار.
قم بمراجعة نطاق الكابلات وملف تعريف التصنيع ، ثم أرسل شروط المسار حتى يمكن تحديد ترتيب الحاجز بناءً عليها.
حدد كيفية إبعاد الماء عن العازل قبل تثبيت المسار، لأن الحل يصبح مكلفاً بعد ذلك.
التعليمات
ما هو التفرع المائي في عزل الكابلات؟
إنها عملية تدهور بطيئة تتضافر فيها الرطوبة والتلوث الأيوني والإجهاد الكهربائي لتكوين هياكل دقيقة على شكل شجرة داخل العازل.
هل تشجير الماء هو نفسه تشجير الكهرباء؟
لا. تتطور الأشجار المائية ببطء على مدى شهور وسنوات، بينما الأشجار الكهربائية مجوفة وحادة وتؤدي إلى الفشل بسرعة بمجرد أن تبدأ.
هل يكشف اختبار الجهد الكهربائي عن ذلك؟
ليس بمفرده. يكشف اختبار الجهد عن وجود خلل، وتكون أشجار المياه المبكرة أقل بكثير من المستوى الذي قد يتسبب في حدوث خلل.
ما هي الإنشاءات التي تقاومها بشكل أفضل؟
تلك التي تبقي الماء السائل بعيدًا عن سطح العزل، وهو ما يعني عمومًا وجود حاجز معدني مقترن بحاجز لمنع تسرب الماء في الموصل واللب.
هل يمكن للماء أن ينتقل عبر الموصل؟
نعم. في الموصل المجدول غير المسدود، يمكن للماء أن يتحرك لمسافة طويلة من نقطة الدخول، وهذا أحد أسباب تحديد الانسداد الطولي.
لماذا تعتبر غرف العمليات المشتركة مهمة للغاية؟
إنها الأماكن التي يتم فيها تقليص العزل وإعادة بنائه في الموقع، لذا فهي نقطة الدخول الأكثر احتمالاً وأصعب مكان للحفاظ عليه جافًا.
هل تُشكّل الأرض الرطبة مشكلة دائماً؟
ليس بمفرده. يجب أن تتضافر عوامل الماء والتلوث والضغط المستمر، ويمكن لخيارات التصميم أن تزيل أول هذه العوامل الثلاثة.
كيف يتم التأكد من ذلك بعد حدوث عطل؟
من خلال تشريح الجزء المتضرر، والذي يُظهر بنية وأصل الضرر بدلاً من مجرد حقيقة الفشل.
هل تؤثر درجة حرارة التشغيل على العملية؟
يؤدي التعرض لدرجة الحرارة إلى تسريع التفاعل، ولهذا السبب فإن شكل الحمل وحجم الموصل ينتميان إلى جانب مسألة الرطوبة.
كيف يمكن لكابلات جينتشوان أن تدعم مسارًا رطبًا؟
بإمكان شركة JINCHUAN Cable توفير خيارات الغلاف والحاجز ومنع تسرب المياه التي تناسب ظروف المسار وتأكيد ما يتضمنه البناء.
