EN
วิธีที่ตัวคั่นรักษาระยะห่างสายเคเบิลที่เหมาะสมและความสมบูรณ์ของระบบ
หน้าที่ของตัวคั่นในการรักษาระยะแนวของตัวนำไฟฟ้าและท่อร้อยสายให้อยู่ในแนวเดียวกัน
สเปเซอร์ช่วยจัดตำแหน่งสายไฟและท่อให้อยู่ห่างกันอย่างเหมาะสมตามแนวสายเคเบิล โดยป้องกันไม่ให้ขยับหรือเคลื่อนตัวไปจากตำแหน่ง เมื่อติดตั้งในระยะที่สม่ำเสมอ อุปกรณ์ขนาดเล็กเหล่านี้จะช่วยรักษาระยะห่างที่จำเป็นระหว่างชิ้นส่วนไฟฟ้า ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการเกิดวงจรลัดวงจร โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำงานกับอุปกรณ์แรงดันสูง การติดตั้งส่วนใหญ่ปฏิบัติตามแนวทางที่วิศวกรกำหนดไว้อย่างเคร่งครัด แต่แม้การเบี่ยงเบนเพียงเล็กน้อยก็อาจก่อให้เกิดปัญหาในภายหลัง สเปเซอร์คุณภาพดีสามารถใช้งานได้นานหลายปี บางครั้งถึงหลายทศวรรษ ทำให้มั่นใจได้ว่าทุกอย่างยังคงอยู่ในแนวเดียวกัน และทำงานได้อย่างเชื่อถือได้ภายใต้สภาพแวดล้อมต่าง ๆ และแรงเครียดทางกล
ป้องกันการเปลี่ยนรูปและเสียหายของสายเคเบิลระหว่างการติดตั้ง
เมื่อดึงสายเคเบิลผ่านท่อร้อยสาย อุปกรณ์กั้นระยะ (spacers) มีบทบาทสำคัญในการป้องกันความเครียดทางกลที่อาจทำให้ตัวนำเกิดการบิดเบี้ยวหรือฉนวนเสียหาย สิ่งที่อุปกรณ์เล็กๆ เหล่านี้ทำคือการกระจายแรงตึงไปตลอดความยาวของสายเคเบิล แทนที่จะปล่อยให้แรงทั้งหมดไปรวมตัวกันอยู่ที่จุดใดจุดหนึ่ง ซึ่งมีความสำคัญมาก เพราะแรงดันที่รวมตัวกันอยู่ที่จุดเดียวอาจทำให้วัสดุฉนวนถูกบดอัดหรือทำให้ชั้นป้องกันโลหะเสียหาย โดยเฉพาะเมื่อต้องติดตั้งในจุดที่มีการโค้งงออย่างซับซ้อนภายในผนัง หรือการเดินสายขึ้นช่องแนวตั้ง อีกหนึ่งประโยชน์ที่ควรกล่าวถึงคือ การที่อุปกรณ์กั้นระยะช่วยป้องกันไม่ให้ท่อร้อยสายที่อยู่ติดกันเสียดสีกันในช่วงที่อุณหภูมิเปลี่ยนแปลง การขยายตัวและหดตัวจากความร้อนเกิดขึ้นตลอดเวลาในการติดตั้งจริง และหากไม่มีการเว้นระยะที่เหมาะสม แรงเสียดสีนี้อาจกัดกร่อนชั้นเคลือบป้องกันได้ตามกาลเวลา การรักษาระยะห่างที่เหมาะสมนี้จะช่วยให้ช่างติดตั้งสามารถรักษาความสมบูรณ์ของสายเคเบิลไว้ได้นานหลายปี ซึ่งหมายถึงคุณภาพของสัญญาณที่ดีขึ้น และลดปัญหาการบำรุงรักษาในอนาคต
เพิ่มความมั่นคงทางกลด้วยวัสดุ HDPE และวัสดุสเปเซอร์แข็ง
สเปเซอร์ HDPE มีความโดดเด่นเนื่องจากสามารถทนต่อแรงกระแทกได้ดีในขณะที่ยังคงรักษารูปร่างไว้ได้ตามเวลา นอกจากนี้ยังไม่นำไฟฟ้า ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง วัสดุดังกล่าวต้านทานการกัดกร่อนและทำงานได้อย่างสม่ำเสมอแม้อุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงอย่างมากตั้งแต่อากาศหนาวจัด (-40 องศาเซลเซียส) ไปจนถึงอุณหภูมิสูง (ประมาณ 90 องศา) ในกรณีที่ต้องการการรองรับพิเศษ สเปเซอร์แบบคอมโพสิตแข็งจะเข้ามาช่วย ซึ่งรวมเอาความแข็งแรงของโครงสร้างเข้ากับคุณสมบัติในการเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดี เมื่อนำสเปเซอร์ HDPE และแบบคอมโพสิตร่วมกันใช้งาน จะเกิดเป็นโซลูชันที่เชื่อถือได้ สามารถใช้งานได้นานหลายปีโดยไม่ลดทอนมาตรฐานความปลอดภัย
การจัดการความร้อนและความสามารถในการนำกระแส: วิธีที่สเปเซอร์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการระบายความร้อน
ผลกระทบของการเว้นระยะสายเคเบิลด้วยสเปเซอร์ต่อสมรรถนะด้านความร้อน
ตัวคั้นสายเคเบิลทำหน้าที่ป้องกันไม่ให้สายไฟรวมตัวกัน โดยจะรักษาระยะห่างของตัวนำไฟฟ้าให้เท่ากันในช่วงระยะที่กำหนด ส่งผลให้เกิดช่องว่างอากาศซึ่งจำเป็นต่อการระบายความร้อนอย่างเหมาะสม โดยเฉพาะในกรณีที่มีการเดินสายเคเบิลใต้ดิน หากสายเคเบิลสัมผัสกันโดยตรง จะทำให้เกิดความร้อนสะสมขึ้นอย่างรวดเร็ว ตามข้อกำหนดอุตสาหกรรมบางประการ เช่น IEEE 635 การสัมผัสกันนี้อาจทำให้อุณหภูมิของตัวนำไฟฟ้าเพิ่มขึ้นได้ประมาณ 15 องศาเซลเซียส การจัดระยะห่างที่เหมาะสมจะช่วยให้ความร้อนกระจายตัวได้อย่างสม่ำเสมอมากขึ้นตลอดระบบ วัสดุฉนวนก็จะไม่เกิดความเครียดจากความร้อนมากเกินไป และในระยะยาว ส่งผลให้ระบบมีอายุการใช้งานนานขึ้น ก่อนที่จะต้องเปลี่ยนใหม่เนื่องจากการสึกหรอก่อนเวลา
ผลกระทบของระยะห่างท่อร้อยสาย 50 มม. ต่อการถ่ายเทความร้อนและความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้าของสายเคเบิล
ระยะห่าง 50 มม. ระหว่างท่อร้อยสายได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นระยะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับประสิทธิภาพด้านความร้อนในงานใช้งานแรงดันปานกลาง ระยะนี้สร้างความสมดุลระหว่างการติดตั้งที่มีประสิทธิภาพและการถ่ายเทความร้อนที่เหมาะสม
- ช่องว่างการไหลของอากาศขนาด 50 มม. ลดผลกระทบจากการถ่ายเทความร้อนร่วมกันได้ 40% เมื่อเทียบกับท่อที่สัมผัสกันโดยตรง
- ความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้าของสายเคเบิลเพิ่มขึ้น 12–18% เมื่อเทียบกับการจัดวางที่มีระยะห่างต่ำสุด
- ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างตัวนำยังคงต่ำกว่า 5°C
มาตรฐานนี้ช่วยให้วิศวกรสามารถใช้ความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้าได้สูงสุด โดยไม่จำเป็นต้องขยายร่องลึกเกินความจำเป็น การจำลองทางความร้อนยืนยันว่า ระยะห่าง 50 มม. ช่วยลดการเกิดจุดร้อนอย่างมีนัยสำคัญภายใต้สภาวะโหลดสูง
การวัดปริมาณการสูญเสียความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้าอันเนื่องมาจากระยะห่างที่ไม่เพียงพอ (เช่น ท่อที่สัมผัสกัน)
หากไม่มีตัวคั่น การสัมผัสโดยตรงระหว่างท่อจะทำให้ความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้าลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เนื่องจากการระบายความร้อนถูกจำกัด งานวิจัยแสดงให้เห็นว่า:
| เงื่อนไขระยะห่าง | การสูญเสียความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้า | ความร้อนเพิ่มขึ้น |
|---|---|---|
| ท่อสัมผัสกัน | 15–20% | 20–30°C |
| ช่องว่าง 25 มม. | 8–12% | 10–15°C |
| ช่องว่าง 50 มม. | <5% | 3–8°C |
สายเคเบิลที่อยู่ติดกันจะทำหน้าที่เป็นฉนวนความร้อนเมื่อสัมผัสกัน ทำให้การระบายความร้อนมีประสิทธิภาพลดลง วิธีการของ Neher-McGrath จาก NEC ยืนยันว่าการจัดวางสายเคเบิลแบบสัมผัสกันจะต้องลดกระแสไฟฟ้าลง 20% เพื่ออยู่ในขีดจำกัดอุณหภูมิที่ปลอดภัย การใช้สเปเซอร์จะช่วยรักษาเส้นทางการระบายความร้อนตามที่ออกแบบไว้ และหลีกเลี่ยงการต้องลดค่าความสามารถนี้
แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการออกแบบและการติดตั้งเพื่อการใช้งานสเปเซอร์อย่างมีประสิทธิภาพ
การรับประกันความแม่นยำของระยะห่างระหว่างการติดตั้งเพื่อความน่าเชื่อถือในระยะยาว
การติดตั้งสเปเซอร์ให้อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องมีความสำคัญอย่างยิ่งในการรักษาระยะสายเคเบิลให้เรียงตัวกันอย่างเหมาะสม และป้องกันปัญหาในอนาคตที่อาจเกิดจากความเสียหายจากการเปลี่ยนรูป เมื่อการติดตั้งอยู่ภายในค่าความคลาดเคลื่อนระยะห่างประมาณร้อยละ 5 จะช่วยลดแรงเครียดจากความร้อนได้ดีขึ้นประมาณร้อยละ 30 เมื่อเทียบกับการติดตั้งที่มีการเว้นระยะแบบไม่สม่ำเสมอ ช่างเทคนิคที่มีประสบการณ์ส่วนใหญ่มักตรวจสอบตำแหน่งของสเปเซอร์ทุกๆ 3 เมตรโดยใช้เครื่องมือเลเซอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งควรตรวจสอบเพิ่มเติมบริเวณมุมหรือจุดโค้ง เนื่องจากสายเคเบิลมีแนวโน้มจะแยกตัวออกจากกันภายใต้แรงดึง รายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ เหล่านี้มีความแตกต่างอย่างมาก เพราะจุดเครียดนี้จะสะสมตัวตามเวลาและเริ่มทำลายฉนวนไฟฟ้าได้เร็วกว่าที่คาดไว้มาก โดยเฉพาะในพื้นที่ที่ได้รับความร้อน เนื่องจากวัสดุจะขยายตัวไม่เท่ากันเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ทำให้ปัญหาการจัดเรียงที่ผิดตำแหน่งเดิมแย่ลงอย่างทวีคูณ
สเปเซอร์ระหว่างเฟสในระบบแรงดันสูง: การปรับสมดุลระหว่างระยะห่างทางไฟฟ้าและความต้องการด้านความร้อน
สำหรับผู้ที่ทำงานกับระบบแรงดันสูง อุปกรณ์แยกเฟส (interphase spacers) มีบทบาทสองประการที่จำเป็นต่อประสิทธิภาพของระบบ ชิ้นส่วนเหล่านี้ไม่เพียงแต่ต้องรักษาระยะห่างระหว่างชิ้นส่วนไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังต้องช่วยในการจัดการความร้อนที่สะสมอีกด้วย ข้อกำหนดเรื่องระยะห่างโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 150 ถึง 300 มิลลิเมตร สำหรับติดตั้งระบบ 33 กิโลโวลต์ ส่วนใหญ่ โดยการออกแบบที่ดีมักจะรวมทางระบายอากาศในตัว เพื่อให้อากาศร้อนสามารถระเหยออกไปได้ตามธรรมชาติ ซึ่งส่งผลต่างอย่างมากต่อประสิทธิภาพในการระบายความร้อน เมื่อพิจารณาถึงวัสดุแล้ว พลาสติกเสริมแก้ว (glass reinforced plastics) มีความโดดเด่น เนื่องจากสามารถทนต่อกระแสไฟฟ้าได้ดีเยี่ยม โดยสามารถทนได้มากกว่า 20 กิโลโวลต์ต่อมิลลิเมตรของความหนา นอกจากนี้ วัสดุดังกล่าวก็ยังคงความเสถียรแม้อุณหภูมิจะเพิ่มสูงเกิน 90 องศาเซลเซียสระหว่างการทำงาน การออกแบบตัวแยกเฟสที่รอบคอบสามารถลดจุดร้อนที่ไม่พึงประสงค์ได้ระหว่าง 15 ถึง 25 องศาเซลเซียส เมื่อเทียบกับกรณีที่ไม่มีการปรับแต่งให้เหมาะสม การควบคุมอุณหภูมิเช่นนี้ช่วยปกป้องชั้นฉนวนจากการเสื่อมสภาพ และรักษาความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้าให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์
คำถามที่พบบ่อย
ตัวคั้นสายเคเบิลใช้ทำอะไร?
ตัวคั้นสายเคเบิลใช้เพื่อรักษาระยะห่างที่เหมาะสมระหว่างตัวนำและท่อร้อยสาย เพื่อป้องกันความเครียดทางกล การลัดวงจร และเพื่อให้มั่นใจในความสมบูรณ์ของระบบตลอดอายุการใช้งาน
การจัดการความร้อนมีความสำคัญอย่างไรในการติดตั้งสายเคเบิล?
การจัดการความร้อนมีความสำคัญเนื่องจากช่วยป้องกันการร้อนเกิน ยืดอายุการใช้งานของระบบ และเพิ่มความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้าสูงสุด โดยการป้องกันไม่ให้เกิดจุดร้อน (hotspot)
ตัวคั้นระหว่างเฟสทำงานอย่างไรในระบบแรงดันสูง?
ตัวคั้นระหว่างเฟสรักษาระยะห่างทางไฟฟ้าระหว่างชิ้นส่วนต่างๆ พร้อมทั้งช่วยระบายความร้อน ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นต่อการทำงานและการปลอดภัยของระบบแรงดันสูง
