I. Giới thiệu
Các mối nối cáp co nhiệt đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các liên kết an toàn và vô hại cho hệ thống cấp điện, thiết lập nhà máy và đường dây điện thoại. Điều này giúp họ có động lực lớn hướng tới sự an toàn trước các điều kiện thời tiết trong khi vẫn giữ được độ tin cậy lâu dài của bất kỳ thiết lập điện nào.
Khi các ứng dụng tăng lên thông qua các tiện ích, năng lượng tái tạo và phát triển đô thị, các mối nối này có sẵn rất nhiều loại cho các mức điện áp và điều kiện môi trường khác nhau. Các chuyên gia có thể đưa ra các giải pháp đã được xác nhận tùy chỉnh theo yêu cầu vận hành riêng lẻ để đảm bảo hiệu suất và độ bền tối ưu.
II. Phân loại theo điện áp định mức
1. Mối nối cáp co nhiệt hạ thế (Lên đến 1kV)
Các mối nối cáp co nhiệt điện áp thấp rất phổ biến trong lắp đặt điện dân dụng và thương mại vì chúng cung cấp một phương pháp kết nối cáp an toàn, dễ thực hiện và không đắt tiền. Chúng được làm từ vật liệu polyolefin liên kết ngang bức xạ, mang lại đặc tính cách nhiệt cao nhưng vẫn đủ mềm để cho phép quá trình lắp đặt dễ dàng.
Với tỷ lệ co rút từ 2:1 đến 3:1, chúng tạo thành các vòng đệm kín trên nhiều loại đường kính cáp. Việc lắp đặt có thể được thực hiện dễ dàng bằng cách sử dụng các công cụ thông thường như đèn khò propan hoặc súng hơi nóng và không cần phải đào tạo đặc biệt. Các ứng dụng điển hình là xây dựng dây điện, kết nối bảng điều khiển, thiết lập nguồn điện tạm thời và sửa chữa cáp.
2. Mối nối cáp co nhiệt trung thế (1kV đến 36kV)
Các ứng dụng điện áp trung thế đòi hỏi các mối nối cáp co nhiệt phức tạp hơn, có khả năng chịu được ứng suất điện cao hơn và các điều kiện môi trường đầy thách thức.
Mối nối cáp co nhiệt 15kV là giải pháp đáp ứng tốt nhất cho các nhà máy công nghiệp và mạng lưới phân phối đô thị. Nhiều lớp vật liệu bán dẫn và cách điện phối hợp với nhau, cho phép kiểm soát sự phân bố điện trường bên trong. Trong số các ưu điểm kỹ thuật, nó có thể được sử dụng cho cả hai loại cáp: PILC và XLPE, có lớp chống ẩm tích hợp khi lắp đặt dưới lòng đất và hoạt động tốt trong mọi điều kiện thời tiết lạnh tới -40°C.
Các mối nối cáp 24kV được thiết kế không co nhiệt cho các ứng dụng cực kỳ khó khăn trong dải điện áp trung bình từ các polyme hiệu suất cao với mức độ bền điện môi và khả năng chống theo dõi tăng lên. Các mối nối hiệu suất cao như vậy có thể được cung cấp các lớp sàng lọc kim loại để cải thiện khả năng tương thích điện từ trong các môi trường có độ nhạy cao, như hệ thống năng lượng tái tạo, cơ sở công nghiệp hoặc mạng điện đô thị, nơi cần phải duy trì độ tin cậy. Cấu trúc chắc chắn đảm bảo độ bền lâu dài với việc lắp đặt đơn giản bằng các quy trình gia nhiệt được kiểm soát.
Mối nối 35kV là công nghệ mới nhất trong công nghệ trung thế với hệ thống kiểm soát ứng suất hybrid tiên tiến bên trong kết hợp với thiết kế co nhiệt/co nguội để ứng dụng trong truyền tải điện quan trọng. Các khớp như vậy kết hợp công nghệ triệt tiêu quầng sáng cải tiến và cải thiện khả năng kháng hóa chất chống lại các môi trường khắc nghiệt, nơi có thể tìm thấy dầu công nghiệp cũng như chu trình nhiệt. Đã được thử nghiệm chuyên sâu về độ tin cậy trong các điều kiện khắc nghiệt, mang lại khả năng kiểm soát điện trường tốt nhất và tuổi thọ cao.
III. Các biến thể ứng dụng chuyên biệt
1. Mối nối chuyển tiếp cho các loại cáp hỗn hợp
Do đó, các mối nối chuyển tiếp đưa ra các giải pháp rất quan trọng trong việc kết nối các công nghệ cáp khác nhau, đó là cáp PILC với XLPE hoặc EPR với cáp MI. Các mối nối cáp co nhiệt chuyên dụng chứa các thành phần giao diện được thiết kế đặc biệt đảm bảo hiệu suất điện trơn tru giữa các hệ thống cách điện khác nhau. Các cân nhắc về thiết kế cho các sản phẩm như vậy bao gồm việc kết hợp đặc tính điện môi, quản lý đặc tính giãn nở nhiệt và cung cấp khả năng tương thích cơ học giữa các kết cấu cáp khác nhau.
2. Mối nối định mức tàu ngầm và ngoài khơi
Điều kiện môi trường ở vùng biển đặc biệt đòi hỏi khả năng thẩm thấu của nước và độ bền cơ học. Các mối nối cáp co nhiệt đặc biệt được tiêu chuẩn cho tàu ngầm sử dụng lớp chắn ẩm nhiều lớp, không cho phép nước xâm nhập ngay cả dưới áp suất thủy tĩnh cao. Cấu trúc điển hình mang lại khả năng tương thích áo giáp khi được sử dụng trong ứng dụng chôn trực tiếp bên cạnh khả năng chống ăn mòn của nước biển tăng lên.
3. Các mối nối quan trọng về an toàn và chống cháy
Trong các ứng dụng của đường hầm, tòa nhà cao tầng và công trình hạt nhân, các mối nối cáp co nhiệt chống cháy có thể đáp ứng mức độ an toàn cao nhất được sử dụng. Các dòng sản phẩm đặc biệt áp dụng công thức vật liệu không chứa halogen, giảm độc tính đối với khói thải ra trong quá trình đốt. Các thiết kế cung cấp tính toàn vẹn của mạch trong điều kiện hỏa hoạn, cho phép các hệ thống quan trọng về an toàn tiếp tục hoạt động.
IV. Công nghệ vật liệu và cân nhắc về hiệu suất
1. Công thức Polymer tiên tiến
Các hợp chất polyolefin liên kết ngang tạo thành vật liệu cơ bản được tạo ra từ các polyme kỹ thuật cao mà các mối nối cáp co nhiệt hiện đại tận dụng vì đã có tiến bộ lớn trong khoa học polyme. Loại polyme được thiết kế đặc biệt này thể hiện mức độ ổn định nhiệt cực cao và hơn thế nữa, thể hiện các đặc tính cơ học rất tốt được duy trì trong phạm vi nhiệt độ lớn. Các nhà sản xuất tiếp tục xử lý các vật liệu này bằng cách giới thiệu các gói phụ gia đặc biệt mang các đặc tính nâng cao đặc tính hiệu suất dành riêng cho các ứng dụng.
2. Công nghệ hệ thống kết dính
(1) Hiệu suất liên kết
Hệ thống kết dính trong các mối nối hiện đại tạo thành các liên kết vĩnh viễn ở cấp độ phân tử với bề mặt cáp. Những chất kết dính hiệu suất cao này duy trì tính linh hoạt để thích ứng với sự giãn nở và co lại do nhiệt trong chu kỳ tải, ngăn ngừa sự bong tróc hoặc hỏng hóc theo thời gian.
(2) Bảo vệ độ ẩm
Công thức kết dính tiên tiến tạo ra các lớp bịt kín liên tục, không thấm nước, ngăn chặn đường di chuyển của hơi ẩm một cách hiệu quả. Đặc tính đàn hồi nhớt của các chất kết dính này cho phép chúng chảy và lấp đầy các khuyết điểm bề mặt cực nhỏ trong quá trình lắp đặt, đảm bảo bảo vệ môi trường hoàn toàn.
(3) Những cân nhắc khi lắp đặt
Kích hoạt chất kết dính thích hợp đòi hỏi phải kiểm soát nhiệt độ chính xác trong quá trình lắp đặt. Chất lượng của dòng chảy dính tương quan trực tiếp với hiệu suất lâu dài, ảnh hưởng đến khả năng chống đọng nước, phóng điện cục bộ và các cơ chế thoái hóa khác của mối nối.
3. Hệ thống bảo vệ cơ khí
(1) Khả năng chống va đập
Nhiều thiết kế khớp nối kết hợp ống bọc ngoài nhiều lớp với polyme được thiết kế mang lại khả năng chống va đập đặc biệt. Các lớp bảo vệ này che chắn lớp cách nhiệt bên dưới khỏi hư hỏng cơ học trong quá trình lắp đặt và trong suốt thời gian sử dụng.
(2) Tích hợp hệ thống
Các thành phần bảo vệ cơ học hoạt động cùng với hệ thống cách điện cơ bản, đảm bảo bảo vệ toàn diện trước các điều kiện vật lý, hóa học và môi trường trong khi vẫn duy trì hiệu suất điện tốt nhất. Những tiến bộ liên tục trong các công nghệ vật liệu này đảm bảo rằng các mối nối cáp co nhiệt sẽ đáp ứng các tiêu chuẩn hiệu suất ngày càng nghiêm ngặt trong nhiều ứng dụng.
V. Thực hành tốt nhất về cài đặt
1. Chuẩn bị trước khi cài đặt
(1) Chuẩn bị bề mặt
Quá trình lắp đặt bắt đầu bằng việc chuẩn bị bề mặt chi tiết nhằm đạt được hiệu quả hoạt động tốt nhất của mối nối. Tất cả các bề mặt cáp phải được kỹ thuật viên làm sạch bằng dung môi và chất mài mòn, chúng sẽ loại bỏ hiệu quả mọi chất bẩn và dầu cũng như các lớp oxy hóa nơi chất kết dính sẽ bám vào. Việc làm sạch này phải được thực hiện sau đó bằng cách làm nhám bề mặt được thực hiện tỉ mỉ bằng cách sử dụng các công cụ thích hợp để tạo ra hình dạng phù hợp cho liên kết dính trong khi không gây hại cho vật liệu bên dưới.
(2) Đầu cuối cáp
Tháo lớp cách nhiệt chính xác theo bản vẽ. Loại bỏ hoặc xử lý chất bán dẫn bên trong và bên ngoài tùy theo loại cáp. Đảm bảo phép đo độ hở của dây dẫn. Đảm bảo trong quá trình chuẩn bị cáp nhiều lõi việc nhận dạng pha được duy trì đúng cách.
2. Quy trình ứng dụng nhiệt
(1) Kiểm soát nhiệt độ
Kiểm soát nhiệt độ trong giai đoạn ứng dụng nhiệt là rất quan trọng vì phải đạt được sự phục hồi thích hợp của vật liệu mà không gây ra bất kỳ thiệt hại nhiệt nào. Các kỹ thuật viên nên sử dụng thiết bị gia nhiệt đã được hiệu chuẩn và trong hầu hết các trường hợp, sự phân bổ nhiệt độ phải được theo dõi liên tục để có thể duy trì các giá trị trong phạm vi chỉ định. Cần đặc biệt chú ý để tránh bất kỳ hiện tượng quá nhiệt cục bộ nào vì điều này có thể ảnh hưởng không chỉ đến đặc tính vật liệu mà còn cả tính toàn vẹn của khớp.
(2) Kỹ thuật co rút
Phương pháp co ngót thích hợp bao gồm phương pháp gia nhiệt có hệ thống để đảm bảo thu hồi hoàn toàn vật liệu. Kỹ thuật viên nên bắt đầu gia nhiệt ở giữa mối nối và tiến dần ra phía ngoài về phía các đầu trong khi vẫn duy trì sự phân bổ nhiệt đồng đều theo chu vi. Tốc độ gia nhiệt phải được kiểm soát cẩn thận để có đủ thời gian cho keo chảy hoàn toàn và liên kết thích hợp.
VI. Phần kết luận
Sự phát triển không ngừng của công nghệ mối nối cáp co nhiệt đáp ứng các yêu cầu phức tạp của hệ thống điện hiện đại cho mọi hoạt động từ sử dụng điện áp thấp thô sơ đến các ứng dụng điện áp cao cấp cao. Các thành phần này tiếp tục đóng một vai trò rất quan trọng trong cơ sở hạ tầng điện trên toàn thế giới và bất kể cấp điện áp hay điều kiện môi trường là gì, luôn có giải pháp cho tất cả chúng. Việc lựa chọn phụ thuộc vào một số yêu cầu kỹ thuật, cân nhắc lắp đặt và hiệu suất lâu dài. Sự phát triển thế hệ tiếp theo bao gồm các vật liệu thông minh có khả năng giám sát cũng như các giải pháp bền vững phối hợp chặt chẽ với năng lượng từ các nguồn tài nguyên tái tạo và lưới điện thông minh. Ngành này tiếp tục tái cơ cấu; do đó, công nghệ co nhiệt vẫn là giải pháp nối cáp tiên tiến nhất có thể cho các hệ thống điện hiện đại.
