Emal qilingan sim yorug'likni himoya qilishning yerda tarmog'i tizimlarida qanday ishlaydi?

Elektr tizimlaridagi emal qilingan sim va uning rolini tushunish

Elektr tizimlarida ishlatiladigan emal qilingan mis sim

Emal qilingan sim zamonaviy elektr tizimlarida juda muhim rol o'ynaydi, kichikroq, lekin yaxshiroq ishlaydigan dvigatellar, transformatorlar va induktorlarni yaratish imkonini beradi. Ushbu simlarning izolyatsiya qatlami muhandislarga aylanishlar orasida qisqa tutashuv sodir bo'lishi xavotiri borligiga e'tibor bermasdan, ularni zichroq joylashtirish imkonini beradi, bu esa samolyot elektronikasi yoki MRI apparatlari kabi cheklangan fazoda ahamiyatli ahamiyatga ega. Biroq, ulkan havo toshqinlaridan himoya qilish sohasida ham ularning qo'llanilishi kengaymoqda, bunda emal qilingan o'tkazgichlar ko'pincha ochiluvchi himoya qurilmalari (surge protectors) va noxozirlik tokini cheklovchilarda (fault current limiters) qo'llaniladi. Ularning izolyatsiyani boshqarish usuli elektr tarmog'ida doimiy ravishda sodir bo'ladigan kutilmagan kuchlanish sakrashlari paytida keraksiz energiyaning tarqalishini to'xtatadi.

Molniya himoya tizimlaridagi materiallarning elektr o'tkazuvchanligi

LPS o'tkazgichlariga kelsak, mis hali ham elektr o'tkazuvchanligi jihatidan 100% IACS reytingi bilan standart bo'lib qolmoqda va bu boshqa materiallarga qaraganda impulslarni yaxshiroq ushlab turish imkonini beradi. Alyuminiy faqat taxminan 61% IACS ga erishadi, po'lat qoplamalilar esa yetarlicha samara bermaydi. 2023-yilda o'tkazilgan EMP ekranlash bo'yicha so'nggi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, mis asosli emal simlar chorrahalardagi energiyani chiqib ketishda 42% tezroq yo'qotadi. Bu amaliyotda nima anglatadi? Bu, yerga ulash elektrodlarimizda qarshilikka ega isish muammolarining rivojlanish ehtimoli kam ekanligini anglatadi. Sanoat sohasida uchuvchi toklar 200 kiloamperdan oshganda ham mis boshqa materiallarning ishlamay qolishi mumkin bo'lgan joyda baribir ishonarli ishlayveradi.

Emal simlarning izolyatsiya xususiyatlari va dielektrik kuch: buzilishni oldini olish

Elektr izolyatsiyasiga kelsak, poliuretan va politsester emal qoplamalar narsaning o'ziga xos jihatlari mavjud. Ushbu materiallarning dielektrik mustahkamligi millimetriga taxminan 12 kV ga yetishi mumkin, bu standart PVC bilan izolyatsiyalangan kabelga nisbatan sakkiz marta yaxshiroq natija hisoblanadi. Bu qoplamalarning ahamiyati shundaki, ular nam tuproq sharoitida o'tkazgichlar orasida noxush elektr yoyilishini to'xtatishda muhim rol o'ynaydi. Biz barchamiz yer osti tarmoqlariga bunday muammolardan himoya qilinmasa nima sodir bo'lishini ko'rganmiz. Shuni ham aytish kerakki, ushbu emal qatlamlar harorat 150 gradus Celsiygacha ko'tarilganda ham mustahkamligini saqlab turadi. Yana bir qiziq fakt: ular mikrosekundlarda o'lchanadigan qisqa muddat davomida 10 kV dan ortiq bo'lgan impul's kuchlanishlarga chidash qobiliyatiga ega. Aynan shu chidamkorlik tufayli kutilmagan kuchlanish uzilishlari sodir bo'lganda ham tizim ishonchli ravishda ishlashini saqlab qoladi.

Momaqaldiroqdan himoya tizimidagi emallangan o'tkazgichlar uchun material tanlovi

LPSdagi mis, aluminiy va qoplangan o'tkazgichlarning taqqoslanishi

Shimol haroratda metall o'tkazuvchanligi taxminan 59,6 mega siemens per metrga teng bo'lgani uchun va kuchli o'tkazuvchanliklarni muammolar bormasdan boshdan kechirish qobiliyati tufayli shoxobcha himoya tizimlari uchun mis hali ham afzal tanlovdir. Alyuminiy ham afzalliklarga ega — misga nisbatan taxminan 40% yengilroq va o'ttgan yili IEC standartlariga ko'ra taxminan 65% arzonroq. Biroq, alyuminiyni tashqi tomondan foydalanishda bir muammo bor, chunki maxsus qoplamalar qo'llanilmagan taqdirda korroziya haqiqiy muammo bo'lib qoladi. 2023-yilda "Journal of Electrostatics" nashrida e'lon qilingan so'nggi tadqiqotlar ham qiziqarli natijalarga ega bo'ldi. Ular polimer bilan qoplangan emal simlarni o'rganishdi va dengiz havosidagi tuzli atmosfera tushish jarayonini tezlashtiradigan qirg'oqqa yaqin joylarda oddiy ochiq o'tkazgichlarga qaraganda bu simlarning oksidlanish darajasini deyarli uchdan ikki barobar kamaytirishini aniqladilar. Shunday qilib, mis yaxshiroq o'tkazuvchi bo'lsa ham, ushbu qoplangan alternativa qattiq sharoitlarga chidamli bo'lib, ayrim sohalarda foydalanish uchun muvofiqligi sababli hisobga olinishini xohlaydi.

Yerga ulanishda izolyatsiyalangan va o'zgina o'tkazgichlar orasidagi ishlash xususiyatlari

O'zgina o'tkazgichlar po'riga yaxshiroq aloqa qiladi, bu esa ionlarning samarali harakatlanishiga yordam beradi va impulslar paytida kichikroq qarshilikka ega bo'lgan yerlamani hosil qiladi. Boshqa tomondan, emal qoplamali simdan foydalanish yaqin atrofdagi turli metall qismlar o'rtasidagi nojo'ya aloqani to'xtata oladi. Bu aslida 2022-yilgi NEMA ma'lumotlariga ko'ra, noqulay yer almashinuv muammolarini taxminan uchdan birga kamaytiradi. Biroq, esda tutish kerakki, emal qoplamaga ega mis simlar taxminan 100 kHz chastotalarda o'zgina simlarga nisbatan 12 dan 18 foizgacha ko'proq qarshilik namoyon qiladi. Yuqori chastotali signallarni boshqarish talab etiladigan tizimlar bilan ishlaydigan muhandislar ushbu farqni loyihalariga albatta hisobga olishlari kerak.

Emal qoplamali simning kuchlanish chidamliligi hamda impulsga chidamliligi

Bugungi poliuretan bilan qoplangan simlar dielektrik mustahkamlikni millimetriga taxminan 25 kV gacha saqlay oladi, bu 2023-yilgi IEEE standartlariga ko'ra, odatda 5 dan 10 kV gacha bo'lgan chorrahalarda hosil bo'ladigan kuchdan ancha yuqori. Ikki qavat emal qoplamalar uchun sinovlar shuni ko'rsatdiki, ular 8/20 mikrosoniya to'lqin shaklidagi 10 kiloamper tokli ellik marta simulyatsiya qilingan chorrahadan keyin ham o'tkazuvchanlik qobiliyatining taxminan 98% ini saqlab qoladi. Ishonchlilik muhim bo'lgan vaziyatlarda, elektr uzilishlari paytida energiyaning tarqalishidan hosil bo'ladigan haroratning 150 gradus Celsiygacha ko'tarilishiga qaramasdan, izolyatsiyani saqlab turadigan maxsus 200 gradus Celsiyga mo'ljallangan emalli simlar mavjud.

Chorrahali oqim xatti-harakati va izolyatsiyalangan o'tkazgichlar bilan erki tizimi loyihasi

Zamonaviy chaqnokdan himoya tizimlari o'tkazuvchanlikning samarali bo'linishini izolyatsiya ishonchliligi bilan muvozanatlash talab etadigan o'tkazgichlarni talab qiladi. Chaqnok urilishidagi o'ta kuchlanishlar 100 kV dan oshib ketishi mumkin, bu esa keskin elektr ta'sirlarga chidaydigan va barqaror yer bilan ulanish ishlashini saqlaydigan materiallarni talab qiladi (LSP Global 2023).

Chaqnok hodisalari paytida yer bilan ulanish tarmoqlaridagi impulssimon tok taqsimoti

Chaqnok zaryadlari bir-biri bilan bog'langan yer bilan ulanish elektrodlari orqali eng kamroq to'siq bor yo'lni bosib o'tadi. Tadqiqotlar quyoshli simning izolyatsiyalangan dizayni izolyatsiyasiz o'tkazgichlarga nisbatan induktiv bog'lanishni 18-22% ga kamaytirib, ko'plab yo'llar bo'ylab tok taqsimotini yanada tekislashtirish imkonini berishini ko'rsatmoqda. Bu dispersiya tuproq-elektrod interfeyslaridagi mahalliy isishni kamaytiradi va tizimning xizmat muddatini uzartadi.

O'tkazgichlarning o'lchami va o'tkazuvchan o'ta kuchlanish ostidagi elektr ishlashi

Parametr	Ochiq mis (6 AWG)	Quyoshli mis (6 AWG)
Вольтаж қабул қилish	0 kV	2,5-15 kV
Eng yuqori impulssimon tokni ushlash	200 kA (bitta yo'l)	40-50 kA (yo'nalishiga to'g'ri keladi)
Korroziyaga chidamli	O'rtacha	Yuqori (H sinfli emal)

O'tkazgichlarni to'g'ri o'lchash uzoq muddatli tok quvvati hamda vaqtinchalik ortiqcha yuklamalarga e'tibor qaratilishini talab qiladi. Emal izolyatsiya 15 kV/mm gacha bo'lgan dielektrik mustahkamlikni ta'minlaydi, bu esa tarqoq razryad yo'llari orqali ekvivalent impul's energiyasini boshqarish uchun kichik kesimlarga imkon beradi.

Tanlangan holda izolyatsiyalangan emal simdan foydalanib yer yuzidagi tsikllarni va shovqinni kamaytirish

Yer osti tarmoqlarida izolyatsiyani tanlab o'tkazish orqali bog'langan tizimlar orasidagi aylanuvchi toklarni oldini oladi. Ma'lumotlar markazlarining elektroliz tizimlarida o'tkazilgan sinovlar butunlay ulangan ochiq o'tkazgichlarga nisbatan emal simdan foydalangan g'ildirak konfiguratsiyalarning elektromagnit shovqinni 54% ga kamaytirishini ko'rsatdi. Bu tanlangan izolyatsiya ekvipotentsial ulanishni saqlab turadi va bir xil chastotali teskari aloqani blokirovka qiladi.

Tadqiqot holi: Idora binolarining yer osti tizimlarida emal simdan foydalanish

Ma'lumotlar markazlarida g'ildirak o'tkazgich yechimlaridan foydalanib yer osti elektrod tizimini loyihalash

Zamonaviy ma'lumotlar markazlari ANSI/TIA-942 standartlariga muvofiq 2 om atrofida past qarshilik darajasini ta'minlovchi, shuningdek, impulssimon o'tish hodisalariga nisbatan yaxshi himoyani ta'minlovchi yer orqali tekshirish tizimlarini talab qiladi. 2023-yilda keng ko'lamli ob'ektlarga oid o'tkazilgan tadqiqotlar gavdalanadigan yer orqali ulanish usullari haqida qiziqarli ma'lumotlarni aniqladi. Muhandislar tizimning vertikal qismlari uchun emal qoplamali misdan, gorizontal qismlar uchun oddiy ochiq misdan foydalangan holda an'anaviy barcha ochiq mis tuzilmalarga nisbatan elektromagnit to'sqinlarning deyarli 40% pasayishini kuzatdi. Bu erda ajoyib ishlash sababi kamida millimetrga 50 kV dielektrik kuchga ega bo'lgan emal qoplamadir. Bu yaqin joylashgan o'tkazgichlar orasida elektr uzilishini oldini oladi va bir vaqtning o'zida mis o'tkazuvchanligining sezilarli darajada pasayishiga yo'l qo'ymaydi hamda taxminan 98,5% samaradorlikni saqlab turadi. Yana bir katta afzallik — bu aralash tizimlar turli xil materiallarning kesishish nuqtalaridagi galvanik korroziya muammolarini qanday hal etishi. Ushbu korroziya yillar davomida ma'lumotlar markazining infratuzilmasidagi nosozliklarga sabab bo'ldi.

Yuqori ishonchlilikdagi yerlantirish tizimlarida emal qilingan simlarning maydon sharoitidagi ishlashi

Neft refinariyalaridagidek qattiq muhitda emal qilingan sim besh yillik foydalanish muddati davomida 99,2% ishlash vaqtini ta'minlagan (Industrial Safety Journal, 2022). Izolyatsiya kislotali tuproqlarda muhim afzalliklarga ega:

1. pH ga chidamlilik 4,5 dan 9,2 gacha
2. Namlikni absorbsiyasi nisbiy namlikning 95% bo'lganda 0,1% dan kam
3. Xavfli holatlarda 180°C gacha issiqqa chidamlilik

46 ta aloqa ob'ekti bo'yicha o'tkazilgan sinovlar shuni ko'rsatdiki, 10 000 ta impul's ta'siridan keyin ham emal qilingan o'tkazgichlarning qarshiligi farqi 5 mΩ dan kam bo'lib qoldi, bu esa polimer bilan qoplangan alternativlardan hayot davri bo'yicha 27% yaxshiroq natijani anglatadi. Muhandislar 100 kA dan oshadigan chaqnok zaryadlari uchun loyihalashda sимning 15-20% yuqori issiqlik sig'imini hisobga olishlari kerak.

MChT loyihalashda emal qilingan sим uchun eng yaxshi amaliyotlar va kelajakdagi tendentsiyalar

Chaqqon himoya tizimlarida yerlantirish maqsadlarida emal qilingan sимdan foydalanish vaqti

Boshqariladigan tok yo'nalishlari ahamiyatli bo'lganda MChT da emal qilingan sim idealdir. Quyidagi hollarda foydalaning:

• Nozik elektronikaga ulanish
• Namlik yoki korroziyagil moddalarga ta'sir qilish
• Ikkilamchi komponentlardan elektr jihatidan ajratish talablari

Masalan, ma'lumotlar markazlari tekin ketma-ketliklarni oldini olish va zarba kuchlanishini so'rish qobiliyatini saqlash uchun ko'pincha emal qilingan o'tkazgichlarni o'rnatadi. Odatda 3-5 kV/mm dielektrik mustahkamligiga ega bo'lgan izolyatsiya o'tkazuvchan haddan tashqari kuchlanish davrlarida butunligini ta'minlaydi.

Yuqori impul'sli va yuqori chastotali muhitlar uchun emal izolyatsiyasidagi yangilanishlar

Yangi polimer asosidagi emal aralashmalar sindirishsiz 100 kA/μs dan ortiq bo'lgan impul's toklariga chidashi mumkin. 2024-yilgi Alyuminiy emal sim bozorining hisoboti quyidagilarga erishgan ikki qavatli poliamid-imid plyonkalarni ta'kidlaydi:

Хусусият	An'anaviy	Ildizlangan plyonka
Surge qarshiligi	25 kV	40 kV
Chastota diapazoni	≤ 1 MHz	≤ 10 MHz

Ushbu yaxshilanishlar LPSni 5G infratuzilmasi va yarimo'tkazgich ishlab chiqarishda qo'llashni qo'llab-quvvatlaydi, bu erda yuqori chastotali o'tish jarayonlari keng tarqalgan.

Zamonaviy LPS o'tkazgichlarni tanlashda o'tkazuvchanlik, izolyatsiya va xarajatlarni muvozanatlash

Quyidagilarni hisobga olib emal qilingan simlardan foydalanishni optimallashtiring:

1. Material iqtisodiyoti : Eng yuqori o'tkazuvchanlik uchun mis (5,96×10⁷ S/m) yoki arzon loyihalar uchun aluminiyni tanlang
2. Qisman izolyatsiya : Elektrod-tuproq interfeyslarida ochiq o'tkazgichlardan va uskunaga yaqin joylarda emal qilingan qismlardan foydalaning
3. Muddatli xarajatlarni hisobga olish : Korroziyaga chidamli izolyatsiyadan kelib chiqadigan uzoq muddatli ta'mirlash tejamkorligini hisobga oling

300 mm dan kam tuproq qavati bo'lgan yoki tasodifiy tok ta'siri 50 mA/m² dan oshib ketadigan hududlarda emal qilingan variantlarga ustuvorlik beriladi.

Elektr tizimlaridagi emal qilingan sim haqida qo'shimcha FAQ

Emal qilingan simlar odatda nima uchun ishlatiladi?

Emal qilingan simlar ajoyib fazoviy samaradorligi va o'ramlar orasidagi qisqa tutashuvlarni oldini olish qobiliyati tufayli asosan kichik dvigatellar, transformatorlar va induktorlarda ishlatiladi. Shuningdek, ular boron himoya tizimlarida ham ko'proq qo'llanilmoqda.

Emal qilingan sim oddiy simdan nimasi bilan farq qiladi?

Emal qilingan simda dielektrik mustahkamlikni oshiradigan va o'ramlar orasidagi elektr uzilishlarni oldini oladigan ingichka izolyatsiya qoplamasi mavjud, bu esa oddiy simlarda odatda uchramaydi.

Nima uchun boronga himoya tizimlarida emal qilingan simlar uchun mis afzal ko'riladi?

Miq elektroo'tkazuvchanligi yuqori bo'lgani uchun hamda impulssimon toklarni samarali boshqara olishi sababli tanlovga ega - bu qarshilik orqali isish xavfini kamaytiradi va elektr uzilishlari paytida tizim ishonchliligini oshiradi.

Egiluvchan simdan erkihlashtirish tizimlarida foydalanishning afzalliklari qanday?

Egiluvchan sim erkihlashtirish tizimlaridagi halqali uzilish muammolarini kamaytirishga yordam beradi, ajoyib dielektrik mustahkamlikka ega bo'ladi va elektr uzilishini oldini oladi, shu bilan birga ulanishni saqlab turadi.

Egiluvchan sim texnologiyasida qanday yangiliklar amalga oshirilmoqda?

So'nggi yangiliklarga ikki qavatli parda qoplamalarning ishlab chiqilishi kiradi, bu yuqori impul's toklariga va keng chastotali diapazonlarga chidash imkonini beradi va ularni yuqori impul'sli hamda yuqori chastotali muhitlarga mos qiladi.