Эмалданган сым найза олуттуу коргонуу жана жерге тушуруу системаларында кандай иштейт?

Эмалданган сым жана электр системаларындагы ролу боюнча маалымат

Электр системаларындагы эмалданган мүзгүлдүрүлгөн сым колдонулушу

Эмал менен капталган сым бүгүнкү электр тутумдарында чыныгы мааниге ээ, кичинекей, бирок жакшы иштеген моторлорду, трансформаторлорду жана индукторлорду жасоого мүмкүндүк берет. Бул сымдардын изоляциялык жупка катмары инженерлердин бурчтар арасында кыска тулкуу болууну ойлонбой-а, аларды тыгыз жыйнап, ысыктын баарынан айрым жерлерде, мысалы, учактардын электроникасында же МРТ машиналарында көп орун албайт. Болот коргоо боюнча колдонулуштар да көбөйүп жатат, анда эмал менен капталган өткөргүчтөр күчүгүрт токтоочуларда жана токту чектөөчүлөрдө кездешет. Алардын изоляцияны башкара алуусу электр торлорунда туруксуздук пайда болгондо энергиянын чечксиз чыгышын токтотот.

Болот коргоо системаларындагы материалдардын электр өткөргүчтүгү

LPS өткөргүчтөрү үчүн мыс жогорку электр өткөрүмдүүлүгү менен (IACS боюнча 100% рейтинг) жана басымдык материалдарга караганда шамалдууларды жакшы кармоо кабилети менен стандартты белгилеп берет. Алюминий IACS боюнча жакынча 61% гана жетет, ал эми болот менен капталган варианттар да төмөн чыгат. 2023-жылы EMP экранилоо боюнча жүргүзүлгөн изилдөөлөр кызыктуу нерсени көрсөттү: найза тийгенде мыс негиздүү эмалданган сымдар өтүп кеткен энергияны 42 пайызга жакшыраак жумшап жиберишет. Бул практикалык маанисинде эмне билдирет? Бул биз көп ишене турган жерге түшүрүү электроддордо кедергилешүүнүн жылуулук маселеси пайда болуу шансынын азаярын билдирет. Өндүрүштүк шарттарда чокусу 200 килоамперден жогору болгон учурларда дагы мыс башкалары ийилүшү мүмкүн болгон жерде сенимдүү иштей берет.

Эмалданган Сымдын Изоляциялык Касиеттери жана Диэлектрик Мочу: Бузулунун Алдын Алуу

Электрикалык изоляцияны карасак, полиуретан жана полиэфир эмал покрытиялары өзгөчө нерселерди сунуш кылат. Бул материалдар миллиметрге 12 кВ чейинки диэлектрик беримдүүлүктү өздөрүнө алышат, бул стандарттык PVC изоляцияланган кабелдер менен салыштыргандында тегерек секиз эсе жакшы. Бул пайдалуу болгон нерсе – жыйноочу өткөргүчтөр нам кырдаалда турганда, алардын ортосунда улутма дуга пайда болушун бул эмал катмарлар токтото алат. Жерге тушуп турган торчолор мундай маселелерге каршы туура эмес коргоо албаганда эмне болоорун биздин баарыбыз көрдүк. Ошондой эле, температура 150 градус Цельсийге чейин көтөрүлсө да, бул эмал катмарлар беримдүүлүгүн сактайт. Дагы бир кызыктары: алар микросекунддор менен өлчөнүп, 10 кВ ашыкча импульстук кернеени төтөнө алышат. Мундай беримдүүлүк системаны күтүүсүз керне бийиктешкендә да ишенчтүү иштетип турат.

Молниядан коргоо системаларындагы эмалданган өткөргүчтөр үчүн материал тандоо

LPS системасындагы мыс, алюминий жана капталган өткөргүчтөрдүн салыштырмасы

Мырыш күчүнө жана булак токторду эч кандай маселесиз башкара алышына байланыштуу, найза шооло коргоо системалары үчүн 59,6 мега сименс/метр ченинде болгон өтө жогорку өткөрүүчүлүк деңгээли менен комчуруп колдонулуп келет. Ал эми алюминийдин да артыкчылыктары бар - комчуга караганда 40 пайызга жеңил жана улуттараралык стандарт боюнча мурдагы жылы баасы комчудан 65 пайызга арзан. Бирок сыртта алюминийди колдонууда коррозия көйгөйү пайда болот, анткени аны айланып чыгуу үчүн атайын каптоо керек. 2023-жылы «Журнал of Electrostatics» журналында жарыяланган соңку изилдөөлөрдүн бири кызыктуу натыйжа берди. Алар полимер менен капталган эмаль сымдарды изилдеп, теңиз жээгинде туздуу аба ылдам тездетип жабыркаткан тезисинде жайгашкан жалаңач өткөргүчтөр менен салыштырмалуу окистешүү деңгээлин үч чейреги менен кыскартканын аныктаган. Ошентсе да, комчу жакшыраак өткөрүүчү болуп саналса, бул капталган вариант катуу шарттарга каршы туруп, белгилүү бир колдонулуштар үчүн кароого турарлык.

Изоляцияланган жана изоляцияланбаган өткөргүчтөрдүн туташтыруудагы иш-аракеттеринин алмашуусу

Изоляцияланбаган өткөргүчтөр топурак менен жакшы байланышууга бейимдүү, бул иондорду эффективдүү кыймылдатып, шамалдар болгондо төмөнкү каршылыктуу туташтыруду түзөт. Карама-каршы тараптан, эмалдык сым колдонуу жанындагы ар кандай металл бөлүктөр ортосунда жумшалбаган байланышты токтото алат. Бул чынында 2022-жылгы NEMA маалыматтарына ылайык, ушул кыйынчылыктарды үч чейреги менен кыскартат. Бирок эсте сактоо зарур нерсе - эмал менен капталган мыс сымдар 100 кГц жыштыкта алардын изоляцияланбаган түрлөрүнө караганда 12–18 пайызга жогорку каршылык көрсөтөт. Жогорку жыштыктагы сигналдарды иштетүүгө тийиштирилген системалар менен иштеген инженерлер бул айырмачылыкты долбоорлоруна мигези менен киргизиши керек.

Эмалдык сымдын кернеэге турушунуу мүмкүнчүлүгү жана шамалга каршы турушунуу

Бүгүнкү күндөгү полиуретан менен капталган сымдар диэлектрик чыдамдуулугу миллиметр сайын 25 кВга жетип, бул IEEE стандарттарына ылайык 5–10 кВ чегинде болгон оорук түшүштөрдүн көбүнөн айтарлык дагы жогору. Эки катмар эмалдык каптоо тууралуу сөз болсо, тесттер 10 килоампердагы 50 имитацияланган оорук түшүшүнө (8/20 микросекундтуу толкун формасында) даярдалгандан кийин да алардын ток чыңдоо мүмкүнчүлүгүнүн 98% сакталып калганын көрсөттү. Ишенчтүүлүк маанилүү болгон учурларда электр толкундары учурунда энергиянын чачырандысынан пайда болгон температуранын бир нече толкуну 150°Cга жетсе да, изоляцияны жол берилген деңгээлде камсыз кылган 200°Cга чейинки температурага чыдамдуу эрнеңгили сымдар бар.

Оорук Толкунунун Мамилеси жана Изоляцияланган Өткөргүчтөр менен Жерге туштуруу Системасынын долбоору

Модерн молниядан коргоо системалары чөйрөлүү токторду жакшы чагылдыруу менен изоляциялык сенимдүүлүгүн камсыз кылуучу өткөргүчтөрдү талап кылат. Молния тийгенде убактылуу кернеши 100 кВ ашып кетсе, бул тездик менен пайда болгон электр жүктөмөлөрүнө турушуп, бирдиктүү жерге туша алган материалдарды талап кылат (LSP Global 2023).

Молния окуялары учурунда жерге түшүрүү тармактарындагы ток таралышы

Молния токтору байланышкан жерге түшүрүү электроддору аркылуу импеданстын эң төмөнкү жолун кабыл алат. Изилдөөлөр эмалданган сымдын изоляцияланган конструкциясы изоляцияланбаган өткөргүчтөргө салыштырмалуу индуктивдүү байланышты 18-22% кемитип, бир нече жол боюнча бирдей ток таралышын камсыз кыларын көрсөттү. Бул таралыш топурак-электрод интерфейстеринде локалдуу кыздырууну азайтат жана системанын иштөө мөөнөтүн узартат.

Өткөргүчтүн өлчөмү жана убактылуу ашыкча кернеши астында электр ишинин көрсөткүчтөрү

Параметр	Ачык мыс (6 AWG)	Эмалданган мыс (6 AWG)
Мөнөksamалдык сапасы	0 kV	2,5-15 kV
Чоң токту кармоо	200 kA (бир жол)	40-50 kA (ар бир тармак үчүн)
Коррозияга туруктуу	Орточо	Жогорку (Class H эмал)

Туруктуу ток көлөмүн жана убактылуу ашыкча жүктөм шарттарын эсепке алуу үчүн өткөргүчтүн ыңгайлуу өлчөмү болушу керек. Эмал изоляциясы 15 кВ/мм чейинки диэлектрик беримдүүлүккө ээ, бул эквиваленттик чоң ток энергиясын такталган чыгуулар аркылуу башкара турган кичине кесимди камсыз кылат.

Тандалган түрдө изоляцияланган эмал сымды колдонуп, жерге тушкан циклдарды жана бозгулууларды азайтуу

Туташтырылган системалардын ортосунда айланып жаткан токторду болгоно тоскоол болуу үчүн жерге тушкан тармактарда изоляциялык токтотууларды стратегиялык колдонуу. Маалымат борборлорунун жерге тушкан колдонулушунда жүргүзүлгөн талаа сынамалары эмал сымды колдонгон гибриддик конфигурациялар бардык толугу менен туташтырылган ачык өткөргүчтөргө салыштырмалуу электромагниттик бозгулууну 54% кыскартышын көрсөттү. Бул тандап алынган изоляция эквипотенциалдык туташууну сактайт жана гармоникалык кайтарым циклин блоктошот.

Ичкириш: Сезгичтүү объекттердин жерге тушкан колдонулушунда эмал сымдын колдонулушу

Гибриддик өткөргүч чечимдерин колдонуп, маалымат борборлорунда жерге тушкан электрод системасынын долбоору

Модерн маалыматтар борборлору ANSI/TIA-942 стандарттарына ылайык чамалуу каршылык деңгээли 2 ом около болгон жана шамалуу толкундарга каршы жакшы коргоо көрсөткөн жерге камтый турган системаларды талап кылат. Улуу көлөмдүү бекеттерди изилдеген 2023-жылкы илимий изилдөө гибриддүү жерге камтый турган ыкмалар боюнча кызыктуу натыйжалар алып чыкты. Инженерлер системанын вертикалдуу бөлүктөрү үчүн эмал менен капталган мыс, ал эми горизонталдуу бөлүктөр үчүн жөнөкөй ачык мысты бириктиргенде, бардык тармактары ачык мыстан турган классикалык схемалар менен салыштырмалуу электромагниттик бозгуң 40% айланасында кемиген. Бул жакшы иштөөнүн себеби — эмал покрытиянын миллиметр сайын кеминде 50 кВга жеткен өтө жогорку диэлектрикалык беримдүүлүгү. Бул мыстын өткөргүчтүгүнө аз гана таасир этсе да, өткөрүүчүлүктүн ортосундагы электр уюшулушун алдын алат жана 98,5% чейинки эффективдүүлүгүн сактайт. Дагы бир чоң артыкчылык — бул гибриддик системалар түрдүү материалдар тийип турган туташуу жерлериндеги гальваникалык коррозия маселесин канчалык жакшы чече алуусу. Убакыт өткөн сайын дата-центердин инфраструктурасындагы бузултуштардын себеби ошол эле гальваникалык коррозия болуп келген.

Жогорку ишенчтүүлүктөгү жерге бекитүү системаларында эмальданган сымдын талаадагы иштөөсү

Май агуулары сыяктуу кыйынчылыктуу шарттарда эмальданган сым беш жыл бою 99,2% убакыт иштеген (Industrial Safety Journal, 2022). Изоляция коррозияга дуушар болгон топуракта чечкичи маанилүү артыкчылыктарды камсыз кылат:

1. 4,5–9,2 чейинки pHга туруштук берүү
2. Салыштырмалуу ылгалдуулугу 95% болгондо ылгалды жутуу <0,1%
3. Кыскартылган токтун учурларында 180°Cгача термалдык туруктуулук

46 телекоммуникациялык сайт боюнча тесттер эмальданган өткөргүчтөрдүн 10 000 чоң токтун таасиринен кийинки каршылык айырмасы 5 мΩдан ашпаганын көрсөттү, алардын иштөө мөөнөтү полимер менен капталган башкаларына караганда 27% жакшы. Инженерлер 100 кАдан ашкан бозгоо токтору үчүн долбоорлошканда сымдын 15–20% жогорку термалдык массасын эсепке алуусу керек.

Болот коргонуу системасын долбоорлоодо эмальданган сым үчүн мыкты практикалар жана боложол тенденциялар

Болот коргонуу үчүн жерге бекитүү колдонмолорунда эмальданган сымды колдонуу убагы

Токтун башкара турган тармагы маанилүү болгон Болот Коргонуу Системаларында (ЛПС) эмальданган сым идеалдуу. Төмөнкүдөй учурларда колдонуңуз:

• Сезгичтүү электроникалык буюмдар менен интерфейс
• Ылгалга же коррозиялоочу химикаттарга дуушар болуу
• Чектеш компоненттерден электр изоляциялануусу талаптары

Мисалы, маалымат-орточолор жергиликтүү циклдорду алдын алуу жана шамалдуу чыгууну сактоо кабилетин сактоо үчүн эмальданган өткөргүчтөрдү омурткалаштырат. 3-5 кВ/мм чейинки типтик диэлектрик берметтүүлүккө ээ болгон изоляция убактылуу көтөрүлгөн кернееде бүтүндүктү камсыз кылат.

Жогорку импульстуу жана жогорку жыштыктуу муздактар үчүн эмаль изоляциясынын өнүгүшү

Жаңы полимер негиздеги эмаль ирилетилген формулалар 100 кА/мкс чейинки импульстук токко сынбай чыдай алат. 2024-жылкы Алюминий эмальданган сым рыногуна байланыштуу баяндама:

Электрик үзгүчтүүлүк	Традициялык	Прогрессивдүү каптоо
Импульстукка каршы туруш	25 кВ	40 кВ
Чыгуу диапазону	≤ 1 MHz	≤ 10 MHz

Бул жакшыртуулар LPS-ти 5G инфраструктурасына жана жартылай өткөргүчтү өндүрүүгө орнотууду колдошот, андан жогорку жыштыктагы өтүп кетүүлөр кең таралган.

Жаңы LPS өткөргүчтөрдү тандоодо өткөргүчтүүлүк, изоляция жана чыгымды тең салмашка тийиштүүлүк

Эмал менен капталган сымды колдонууну оптималдаш үчүн кароо керек:

1. Материалдык экономика : Максималдуу өткөргүчтүүлүк (5,96×10⁷ С/м) үчүн мысты же чыгымга сезимдуу долбоорлор үчүн алюминийди тандаңыз
2. Жарымдай изоляция : Электрод-топурак багынышында ачык өткөргүчтөрдү жана жабдууга жакын жерлерде эмал менен капталган бөлүктөрдү колдонуңуз
3. Колдонуу мөөнөтү боюнча чыгым : Коррозияга төтөнүч калыңдыктан улам болгон ұзақ мөөрүнкү сактоо чыгымдарын эсепке алыңыз

300 мм ден азыраак топрак капчыгы бар жерлерде же чапталган ток таасири 50 mA/m²дан ашкан жерлерде эмалдуу варианттарга биринчи сапат берилсин.

Электр системаларындагы эмалдуу сым боюнча кошумча ЖоЖ

Эмалдуу сымдар кайсыл максаттар үчүн колдонулуп келет?

Эмалдуу сымдар негизинен кичинекей моторлордо, трансформаторлордо жана индукторлордо кеңири орун алышы үчүн жана бир-бири менен кыска тулкууну болгоно алдын алуу үчүн колдонулат. Алар молниядан коргоо системаларында да бир жазык колдонула баштады.

Эмалдуу сым жадыбал сымдан эмне менен айырмаланат?

Эмалдуу сымдын жумшак изоляциялык капчыгы диэлектрик беркинишин жогорулатат жана бурчтардын ортосунда электр токтун кыска тулкуусун болгоно алдын алат, бул жадыбал сымдарда жок.

Молниядан коргоо системаларында эмалдуу сымдар үчүн негизинен мыс неге такталат?

Меди электр тогу өткөрүүчүлүгү жогору жана токтун чоң чоңолушун жакшы кармап, кедергисинен кыздыруу коркунучун азайтып, системанын ийгиликсиздигинде ишенчтүүлүгүн жакшыртканы үчүн басаңкылаштырылат.

Жерге тушуруу системаларында эмалданган сым колдонуудун пайдасы эмне?

Эмалданган сым жерге тушуруу системаларындагы токтун циркуляциясын (ground loop) азайтат, жогорку диэлектрик беркинтиге ээ болуп, электр уруксатын болгошот жана байланышты сактап туруу менен эффективдүүлүгүн жакшыртат.

Эмалданган сым технологиясында кандай жетишкендиктерге жетилди?

Жаңы жетишкендиктерге жогорку ток чоңолушун жана кеңири жыштык диапазонун чыдай алган эки катмарлуу эмал покрытияларды түзүү кирет, бул жогорку ток чоңолушу жана жогорку жыштык шарттары үчүн жарамдуу кылат.