สิ่งที่คุณควรรู้ก่อนเลือกลวดตะกั่วของเครื่องไฟฟ้าแรงสูง

ลวดตะกั่วของเครื่องไฟฟ้าแรงสูงคืออะไร?

ก เครื่องไฟฟ้าแรงสูง ลวดตะกั่วเป็นตัวนำไฟฟ้าแบบพิเศษที่ออกแบบมาเพื่อส่งกระแสไฟฟ้าแรงสูงระหว่างขดลวดภายในของเครื่องใช้ไฟฟ้า เช่น มอเตอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า หรือหม้อแปลงไฟฟ้า กับการเชื่อมต่อเทอร์มินัลภายนอก สวิตช์เกียร์ หรือแหล่งจ่ายไฟ สายไฟของเครื่องจักรจะต้องทนต่อความเครียดทางไฟฟ้าของแรงดันไฟฟ้าในการทำงานที่เพิ่มขึ้น ความเครียดจากความร้อนจากการทำงานอย่างต่อเนื่องในสภาพแวดล้อมที่จำกัดและมีความร้อนหนาแน่น ต่างจากสายไฟอาคารมาตรฐานหรือสายเคเบิลอเนกประสงค์ และความเค้นเชิงกลจากการสั่นสะเทือน การงอ และการสัมผัสทางกายภาพกับส่วนประกอบโดยรอบภายในตัวเครื่อง

คำว่า "ลวดตะกั่ว" ในบริบทนี้หมายถึงลวดที่ออกจากชุดขดลวดสเตเตอร์หรือโรเตอร์ของเครื่องแล้วไปสิ้นสุดที่จุดเชื่อมต่อที่เข้าถึงได้ ซึ่งโดยทั่วไปคือแผงขั้วต่อ กล่องท่อร้อยสาย หรือกล่องรวมสัญญาณ เนื่องจากสายไฟในส่วนนี้สัมผัสกับแรงดันไฟฟ้าในการทำงานเต็มของเครื่อง ขณะเดียวกันก็ต้องเผชิญกับความร้อนภายในที่เกิดจากการสูญเสียของขดลวด สายไฟดังกล่าวจึงเป็นหนึ่งในการใช้งานสายเคเบิลที่มีความต้องการมากที่สุดในวิศวกรรมไฟฟ้าอุตสาหกรรม การเลือกสายไฟที่ไม่ถูกต้อง ไม่ว่าจะเป็นแรงดันไฟฟ้าต่ำเกินไป อุณหภูมิไม่เพียงพอ หรือไม่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมในการติดตั้ง ล้วนเป็นสาเหตุโดยตรงของความล้มเหลวของฉนวน ความผิดปกติของกราวด์ และความเสียหายร้ายแรงต่อเครื่องจักร

การจำแนกประเภทแรงดันไฟฟ้าและความหมายในทางปฏิบัติ

สายไฟของเครื่องจักรไฟฟ้าแรงสูงได้รับการจัดอันดับตามแรงดันไฟฟ้าในการทำงานสูงสุดที่สามารถนำไปได้อย่างปลอดภัยโดยไม่มีฉนวนพัง ในอุตสาหกรรม การจำแนกแรงดันไฟฟ้าเป็นไปตามระดับมาตรฐานที่สอดคล้องกับระดับแรงดันไฟฟ้าที่เครื่องจักรไฟฟ้าได้รับการออกแบบให้ทำงาน การทำความเข้าใจการจำแนกประเภทเหล่านี้เป็นจุดเริ่มต้นที่สำคัญในการระบุสายไฟที่ถูกต้องสำหรับการใช้งานกับเครื่องจักรใดๆ

พิกัดแรงดันไฟฟ้าที่อ้างอิงโดยทั่วไปสำหรับลวดตะกั่วของเครื่องจักรในงานอุตสาหกรรมคือ 600V, 1000V, 2000V, 4000V, 5000V และ 8000V (บางครั้งแสดงเป็น 0.6/1kV, 1/2kV, 3.6/6kV และ 6/10kV ในระบบ IEC) สัญกรณ์ IEC ตัวเลขสองตัวอธิบายพิกัดแรงดันไฟฟ้าระหว่างตัวนำต่อตัวนำและตัวนำถึงพื้นตามลำดับ เครื่องจักรแรงดันไฟฟ้าปานกลางที่ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าของระบบ 3.3kV, 6.6kV หรือ 11kV ต้องใช้สายไฟที่มีพิกัดสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของระบบที่กำหนด เพื่อให้มีระยะขอบด้านความปลอดภัยที่จำเป็นต่อแรงดันไฟกระชาก การสลับกระแสชั่วคราว และปรากฏการณ์การคายประจุบางส่วนที่เกิดขึ้นระหว่างการสตาร์ทมอเตอร์และการทำงานของไดรฟ์ความถี่แปรผัน

สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าพิกัดแรงดันไฟฟ้าของสายไฟของเครื่องจักรต้องคำนึงถึงมากกว่าแรงดันไฟฟ้าในสภาวะคงที่ ตัวแปลงความถี่ (VFD) สร้างพัลส์แรงดันไฟฟ้าด้านหน้าแบบชันด้วยแอมพลิจูดสูงสุดที่สามารถเข้าถึงแรงดันไฟฟ้าของระบบปกติที่ขั้วต่อมอเตอร์ได้สองถึงสามเท่า ขึ้นอยู่กับความยาวของสายเคเบิลและการออกแบบตัวกรองเอาท์พุตของไดรฟ์ ต้องเลือกสายไฟตะกั่วในการใช้งานมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วย VFD โดยคำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวนี้ และในการติดตั้ง VFD แรงดันไฟฟ้าปานกลางจำนวนมาก ต้องใช้สายไฟที่ได้รับการจัดอันดับหน้าที่ของอินเวอร์เตอร์พร้อมระบบฉนวนที่ได้รับการปรับปรุง

วัสดุฉนวนที่ใช้ในลวดตะกั่วไฟฟ้าแรงสูง

ระบบฉนวนเป็นคุณลักษณะที่กำหนดของลวดตะกั่วของเครื่องไฟฟ้าแรงสูง จะต้องมีความสมบูรณ์ของไดอิเล็กตริกที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ความเสถียรทางความร้อนที่อุณหภูมิการทำงานต่อเนื่อง ความต้านทานต่อสภาพแวดล้อมทางเคมีและกายภาพเฉพาะภายในเครื่องจักร และความทนทานทางกลที่เพียงพอเพื่อให้การติดตั้งและการบริการในระยะยาวโดยไม่แตกร้าว การเสียดสี หรือความเสียหายจากการบีบอัด

โพลีเอทิลีนแบบครอสลิงค์ (XLPE)

XLPE เป็นหนึ่งในวัสดุฉนวนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับสายไฟขนาดกลางและสูงของเครื่องไฟฟ้าแรงสูง กระบวนการเชื่อมโยงข้ามจะแปลงเทอร์โมพลาสติกโพลีเอทิลีนให้เป็นวัสดุเทอร์โมเซ็ตที่มีความเสถียรทางความร้อนที่เหนือกว่า — ได้รับการจัดอันดับสำหรับการทำงานต่อเนื่องที่ 90°C และสูงถึง 250°C ภายใต้สภาวะการลัดวงจร — และคุณสมบัติไดอิเล็กทริกที่ดีเยี่ยม XLPE รักษาสมรรถนะการเป็นฉนวนในช่วงแรงดันไฟฟ้าที่กว้าง และมีคุณค่าเป็นพิเศษสำหรับการสูญเสียอิเล็กทริกต่ำ ซึ่งช่วยลดการสร้างความร้อนภายในผนังฉนวนที่แรงดันไฟฟ้าขณะใช้งานสูง สายไฟหุ้มฉนวน XLPE เป็นมาตรฐานในมอเตอร์แรงดันไฟฟ้าปานกลาง เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากำลังสูง และเครื่องฉุดลาก

ยางเอทิลีนโพรพิลีน (EPR) และ EPDM

ยางเอทิลีนโพรพิลีนและ EPDM ตัวแปรเทอร์โพลีเมอร์ให้ความยืดหยุ่นที่ดีเยี่ยมควบคู่ไปกับประสิทธิภาพอิเล็กทริกที่แข็งแกร่ง แนะนำให้ใช้ลวดตะกั่วหุ้มฉนวน EPR ในการใช้งานที่ลวดต้องงอระหว่างการติดตั้ง หรือในกรณีที่การสั่นสะเทือนของเครื่องจักรทำให้เกิดความเครียดในการงออย่างต่อเนื่องที่จุดทางออกของลีด ฉนวน EPR มีความต้านทานต่อโอโซน ความชื้น และการเสื่อมสภาพจากความร้อนได้ดี โดยโดยทั่วไปพิกัดอุณหภูมิจะสูงถึง 90°C ต่อเนื่องและเกินพิกัด 130°ซ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในมอเตอร์ทางทะเล การใช้งานลากจูง และเครื่องจักรที่ติดตั้งในสภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือมีการปนเปื้อนทางเคมี ซึ่งฉนวนอาจสัมผัสกับการควบแน่นหรือไอระเหยในกระบวนการ

ยางซิลิโคน

ฉนวนยางซิลิโคนเป็นตัวเลือกสำหรับการใช้งานลวดตะกั่วของเครื่องจักรที่มีอุณหภูมิสูงมาก ด้วยพิกัดต่อเนื่องที่โดยทั่วไปจะสูงถึง 180°ซ และเกรดบางเกรดถึง 200°ซ ขึ้นไป ลวดตะกั่วหุ้มฉนวนซิลิโคนจึงถูกนำมาใช้ในมอเตอร์เตาเผา ระบบขับเคลื่อนแบบฉุดลาก และมอเตอร์ระบบฉนวนคลาส H ซึ่งอุณหภูมิแวดล้อมภายในตัวเครื่องสูงเกินไปสำหรับ XLPE หรือ EPR ฉนวนซิลิโคนยังให้ความต้านทานเปลวไฟที่ดีเยี่ยมและการปล่อยควันต่ำ ทำให้เป็นที่นิยมในพื้นที่ปิด เช่น รอกเหมืองและระบบลากใต้ดิน ข้อจำกัดคือมีความเหนียวทางกลค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับ EPR และ XLPE - สายซิลิโคนต้องมีการจัดการอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ฉนวนแตกหรือแตกระหว่างการติดตั้ง

โครงสร้างเทปโพลีอิไมด์และคอมโพสิต

สำหรับการใช้งานเครื่องจักรที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงและอุณหภูมิสูงที่มีความต้องการมากที่สุด — มอเตอร์การบินและอวกาศ อุปกรณ์เสริมของโรงงานนิวเคลียร์ และตัวขับเคลื่อนอุตสาหกรรมพิเศษ — มีการระบุสายไฟตะกั่วที่หุ้มด้วยเทปโพลีอิไมด์ (Kapton) หรือระบบเทปแก้วไมกาคอมโพสิต โครงสร้างเหล่านี้ให้ความเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยมต่อความหนาของผนังฉนวน 1 มิลลิเมตร ช่วยให้สายไฟมีขนาดกะทัดรัดแม้ในระดับแรงดันไฟฟ้าสูง ระบบคอมโพสิตที่ใช้ไมกายังให้การทนไฟโดยธรรมชาติและความสามารถในการรักษาความสมบูรณ์ทางไฟฟ้าในระหว่างเกิดเพลิงไหม้ ซึ่งเป็นข้อกำหนดด้านความปลอดภัยที่สำคัญในการใช้งานระบบฉุดลากและการบริการฉุกเฉินบางอย่าง

การให้คะแนนระดับความร้อนและความสำคัญ

ระดับความร้อนเป็นพารามิเตอร์พิกัดวิกฤติตัวที่สองรองจากระดับแรงดันไฟฟ้า เครื่องจักรไฟฟ้าจะสร้างความร้อนระหว่างการทำงาน และอุณหภูมิภายในตัวเครื่องซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมที่ลวดตะกั่วทำงาน จะถูกควบคุมโดยระดับฉนวนและวงจรโหลดของเครื่อง การระบุลวดตะกั่วที่มีพิกัดอุณหภูมิไม่เพียงพอสำหรับสภาพแวดล้อมการติดตั้ง จะทำให้ฉนวนมีอายุเร็วขึ้นและเกิดความล้มเหลวเนื่องจากความร้อนในที่สุด แม้ว่าพิกัดแรงดันไฟฟ้าจะตรงกันอย่างถูกต้องก็ตาม

ในทางปฏิบัติ โดยทั่วไปแล้วลวดตะกั่วจะถูกระบุระดับความร้อนหนึ่งระดับเหนือระดับฉนวนที่กำหนดของเครื่องเพื่อให้มีระยะขอบการออกแบบ ตัวอย่างเช่น เครื่องจักรที่มีระบบขดลวด Class F โดยทั่วไปจะใช้ลวดตะกั่วที่ได้รับการจัดอันดับ Class H เพื่อให้แน่ใจว่าอายุการใช้งานของฉนวนที่อุณหภูมิการทำงานจริงจะสูงกว่าอายุการใช้งานของเครื่องจักรที่คาดไว้อย่างสะดวกสบาย โดยไม่จำเป็นต้องกรอกลับก่อนเวลาอันควรหรือเปลี่ยนลวดตะกั่ว

ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับการก่อสร้างและการปรับขนาดตัวนำ

ตัวตัวนำเองซึ่งอยู่ใต้ฉนวนจะต้องระบุอย่างถูกต้องสำหรับความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้า ความยืดหยุ่น และความต้านทานต่อสภาวะทางกลภายในเครื่อง ลวดตะกั่วของเครื่องไฟฟ้าแรงสูงใช้ตัวนำทองแดงตีเกลียวในการใช้งานส่วนใหญ่ โดยการกำหนดค่าการตีเกลียวที่เลือกตามความต้องการด้านความยืดหยุ่นและหน้าตัดของตัวนำ

• คลาส 1 และ 2 (เกลียวทึบและเกลียวมาตรฐาน): ใช้ในตำแหน่งที่ยึดลวดตะกั่วไว้ในตำแหน่งหลังการติดตั้งโดยไม่มีการงออย่างต่อเนื่อง เหมาะสำหรับการวิ่งโดยตรงจากการพันไปยังกล่องขั้วต่อในเครื่องจักรที่มีการสั่นสะเทือนต่ำและยึดลีดไว้อย่างแน่นหนาตลอดความยาว
• คลาส 5 และ 6 (ลวดละเอียดตีเกลียวแบบยืดหยุ่น): ระบุตำแหน่งที่ลวดตะกั่วต้องโค้งงอระหว่างการติดตั้ง รองรับการสั่นสะเทือนของเครื่องจักร หรือปล่อยให้กล่องขั้วต่อหรือจุดทางออกของลีดเคลื่อนที่สัมพันธ์กับขดลวด การพันเกลียวที่ละเอียดยิ่งขึ้นจะกระจายความเค้นดัดงอบนสายไฟแต่ละเส้นได้มากขึ้น ช่วยยืดอายุความล้าของตัวนำภายใต้การโค้งงอแบบวน
• ตัวนำชุบดีบุกหรือชุบนิกเกิล: ทองแดงเปลือยจะออกซิไดซ์เมื่อเวลาผ่านไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิสูง ส่งผลให้มีความต้านทานการสัมผัสที่จุดสิ้นสุดเพิ่มมากขึ้น การชุบดีบุกตัวนำถือเป็นแนวทางปฏิบัติมาตรฐานสำหรับสายไฟตะกั่วที่ทำงานที่อุณหภูมิสูงถึงประมาณ 150°C; การชุบนิกเกิลใช้สำหรับการใช้งานที่มีอุณหภูมิสูงซึ่งดีบุกจะออกซิไดซ์และสูญเสียฟังก์ชันการป้องกัน
• ขนาดหน้าตัด: ต้องเลือกหน้าตัดของตัวนำเพื่อส่งกระแสโหลดเต็มภายในขีดจำกัดความร้อนของระบบฉนวน เพื่อลดการกระจายความร้อนที่จะเกิดขึ้นได้เมื่อสายไฟมัดรวมเข้ากับตัวนำอื่นๆ ภายในตัวเครื่องที่จำกัด ปัจจัยการลดพิกัดสำหรับการมัดรวม อุณหภูมิโดยรอบ และวิธีการติดตั้งจะต้องถูกนำมาใช้ ไม่ใช่แค่ความทึบของสายไฟในอากาศอิสระแบบตารางเท่านั้น

มาตรฐานและการรับรองที่เกี่ยวข้อง

การปฏิบัติตามมาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับนั้นไม่สามารถต่อรองได้สำหรับลวดตะกั่วของเครื่องจักรไฟฟ้าแรงสูงที่ใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าอุตสาหกรรม พาณิชยกรรม และสาธารณูปโภค มาตรฐานกำหนดวิธีการทดสอบ เกณฑ์ประสิทธิภาพ และข้อกำหนดการประกันคุณภาพที่ทำให้วิศวกรมั่นใจได้ว่าสายไฟจะทำงานตามที่ระบุไว้ตลอดอายุการใช้งาน

• IEC 60317: ชุดมาตรฐานสากลหลักครอบคลุมข้อกำหนดเฉพาะสำหรับสายไฟขดลวดบางประเภท รวมถึงลวดแม่เหล็กและโครงสร้างลวดตะกั่วที่ใช้ในมอเตอร์และหม้อแปลงไฟฟ้า ชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องจะกำหนดข้อกำหนดของวัสดุฉนวน ความคลาดเคลื่อนของขนาด การทดสอบทางไฟฟ้า และเกณฑ์วิธีการทดสอบการเสื่อมสภาพเนื่องจากความร้อน
• IEC 60228: กำหนดข้อกำหนดในการก่อสร้างตัวนำ — พื้นที่หน้าตัด จำนวนเกลียว และความคลาดเคลื่อนมิติ — สำหรับตัวนำของสายเคเบิลหุ้มฉนวน รวมถึงคลาสความยืดหยุ่นที่อ้างอิงในข้อกำหนดเฉพาะของตัวนำ
• NEMA เมกะวัตต์ 1,000: มาตรฐานอเมริกาเหนือสำหรับลวดแม่เหล็ก ครอบคลุมถึงลวดเคลือบและฉนวนฟิล์มที่ใช้ในขดลวดมอเตอร์และหม้อแปลง แม้จะเน้นที่ลวดพันเป็นหลัก แต่ก็ให้ข้อมูลอ้างอิงที่เกี่ยวข้องกับข้อกำหนดเฉพาะของลวดตะกั่วในการใช้งานเครื่องจักรในอเมริกาเหนือ
• UL 44 และ UL 83: มาตรฐาน UL สำหรับลวดหุ้มฉนวนเทอร์โมเซตและเทอร์โมพลาสติกตามลำดับ ใช้ได้กับลวดตะกั่วของเครื่องจักรที่จำหน่ายในตลาดอเมริกาเหนือ รายการ UL เป็นข้อกำหนดการจัดซื้อทั่วไปสำหรับลวดตะกั่วที่ใช้ในอุปกรณ์ที่จัดหาให้กับลูกค้าในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา
• IEEE 1553 และ IEEE 275: คู่มือ IEEE สำหรับการประเมินความร้อนของระบบฉนวนแบบปิดผนึกในมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยมีกรอบวิธีการทดสอบที่ใช้ในการตรวจสอบว่าระบบฉนวน รวมถึงสายไฟตะกั่ว จะมีอายุการใช้งานตามที่กำหนดที่อุณหภูมิที่กำหนด

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการติดตั้งสำหรับสายไฟแรงสูงของเครื่องไฟฟ้าแรงสูง

แม้ว่าลวดตะกั่วที่ระบุอย่างถูกต้องจะล้มเหลวก่อนเวลาอันควรหากติดตั้งโดยไม่สนใจเส้นทาง การรองรับ การสิ้นสุด และการป้องกันอย่างเพียงพอ แนวทางปฏิบัติต่อไปนี้แสดงถึงแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดที่สะสมไว้ของผู้ผลิตมอเตอร์ ร้านกรอกลับ และวิศวกรบริการภาคสนามที่ทำงานกับเครื่องจักรไฟฟ้าแรงสูง

• รัศมีโค้งงอขั้นต่ำ: ห้ามดัดลวดตะกั่วไฟฟ้าแรงสูงให้ต่ำกว่ารัศมีการโค้งงอต่ำสุดที่ระบุระหว่างการติดตั้ง การดัดงอมากเกินไปจะบีบอัดผนังฉนวนที่ด้านในของส่วนโค้งและยืดออกไปด้านนอก ช่วยลดความเป็นฉนวน ณ จุดนั้น และสร้างความเข้มข้นของความเครียดที่จะล้มเหลวในที่สุดภายใต้ภาระทางไฟฟ้า สำหรับสายไฟ XLPE และ EPR แรงดันไฟฟ้าปานกลางส่วนใหญ่ รัศมีโค้งงอในการติดตั้งขั้นต่ำคือ 6–10 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางสายไฟโดยรวม
• การหนีบทางกลและการแยกการสั่นสะเทือน: สายไฟภายในตัวเรือนมอเตอร์ต้องถูกหนีบเป็นระยะๆ เพื่อป้องกันการเคลื่อนที่ภายใต้การสั่นสะเทือน ลวดตะกั่วที่ไม่รองรับซึ่งสั่นสะเทือนกับส่วนประกอบของเครื่องจักรที่เป็นโลหะจะกัดกร่อนฉนวนของมันผ่านการเซาะร่อง ทำให้เกิดฉนวนบางบางที่ล้มเหลวภายใต้ความเครียดแรงดันไฟฟ้า ใช้ที่หนีบที่ไม่ใช่โลหะหรือที่หนีบโลหะที่บุด้วยยางเพื่อหลีกเลี่ยงความเข้มข้นของแรงกดสัมผัสบนพื้นผิวฉนวน
• การปิดผนึกทางออกตะกั่ว: ในกรณีที่ลวดตะกั่วออกจากตัวเครื่องผ่านทางต่อมหรือท่อร้อยสาย ซีลจะต้องป้องกันไม่ให้ความชื้น ละอองน้ำมัน และการปนเปื้อนในกระบวนการเข้าไป โดยไม่สร้างจุดหายใจไม่ออกเชิงกลที่เน้นความเค้นดัดงอในฉนวน ใช้ต่อมที่จัดระดับไว้สำหรับอุณหภูมิการทำงานและสภาพแวดล้อมทางเคมีของการติดตั้ง และยืนยันว่าการหนีบของต่อมสัมผัสเฉพาะเสื้อนอกหรือสายถักเท่านั้น ห้ามสัมผัสกับชั้นฉนวนโดยตรง
• คุณภาพการสิ้นสุด: การต่อสายตะกั่วไฟฟ้าแรงสูงต้องทำโดยใช้ตัวเชื่อมหรือขั้วต่อที่มีขนาดถูกต้อง ย้ำหรือบัดกรีอย่างเหมาะสม การต่อสายที่ไม่ดี — ตัวเชื่อมขนาดเล็ก ข้อต่อบัดกรีเย็น หรือการเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียวที่มีแรงบิดไม่ถูกต้อง — สร้างความร้อนจากความต้านทานเฉพาะจุด ซึ่งจะช่วยเร่งการเสื่อมสภาพของฉนวนที่จุดเชื่อมต่อ สำหรับการสิ้นสุดแรงดันไฟฟ้าปานกลาง ให้ใช้ชุดสิ้นสุดการบรรเทาความเครียดที่ให้การเปลี่ยนทางเรขาคณิตที่ถูกต้องจากระบบฉนวนไปยังฮาร์ดแวร์เชื่อมต่อ เพื่อป้องกันความเข้มข้นของสนามไฟฟ้าที่ปลายตัดของฉนวน
• การทดสอบ Hipot หลังการติดตั้ง: ก่อนที่จะทดสอบการใช้งานเครื่องจักรไฟฟ้าแรงสูงแบบกรอกลับหรือที่ติดตั้งใหม่ ให้ดำเนินการทดสอบไดอิเล็กตริกที่มีศักยภาพสูง (ฮิโปต) บนขดลวดและชุดสายไฟตะกั่วทั้งหมด การทดสอบใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงหรือกระแสสลับสูงกว่าระดับการทำงานอย่างมาก — โดยทั่วไปคือสองถึงสี่เท่าของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดตามระยะเวลาที่กำหนด — เพื่อตรวจสอบว่าระบบฉนวนไม่มีข้อบกพร่องในการผลิต ความเสียหายในการติดตั้ง หรือการปนเปื้อนที่อาจเป็นสาเหตุให้เกิดความล้มเหลวในการให้บริการก่อนเวลาอันควร จัดทำเอกสารและเก็บผลการทดสอบไว้เป็นข้อมูลอ้างอิงพื้นฐานสำหรับการทดสอบการบำรุงรักษาในอนาคต

โหมดความล้มเหลวทั่วไปและวิธีการหลีกเลี่ยง

การทำความเข้าใจกลไกความล้มเหลวของสายไฟแรงสูงของเครื่องจักรช่วยให้วิศวกรและทีมบำรุงรักษาระบุการเสื่อมสภาพได้ก่อนที่จะส่งผลให้เกิดการหยุดทำงานของเครื่องจักรหรือเหตุการณ์ด้านความปลอดภัย โหมดความล้มเหลวต่อไปนี้เป็นสาเหตุของความล้มเหลวของสายไฟตะกั่วส่วนใหญ่ที่พบในการบริการภาคสนาม

• การย่อยสลายด้วยความร้อน: การทำงานอย่างต่อเนื่องเหนืออุณหภูมิที่กำหนดของฉนวนทำให้เกิดการเชื่อมโยงข้ามแบบออกซิเดชัน การแข็งตัว และการเปราะในที่สุดของโพลีเมอร์ฉนวน ฉนวนจะเปราะ ทำให้เกิดรอยแตกบนพื้นผิว และสูญเสียความสมบูรณ์ของไดอิเล็กตริกในที่สุด การป้องกันจำเป็นต้องมีข้อกำหนดระดับอุณหภูมิที่ถูกต้อง การระบายอากาศที่เพียงพอภายในเครื่อง และการจัดการโหลดเพื่อป้องกันการโอเวอร์โหลดอย่างต่อเนื่อง
• การพังทลายของการปล่อยบางส่วน: กt medium and high voltages, voids, contaminants, or delaminations within the insulation wall can sustain partial discharge — low-energy electrical discharges that do not immediately bridge the insulation but progressively erode the insulation material through chemical and physical attack. Over time, partial discharge channels grow until full insulation breakdown occurs. Using insulation systems rated above the operating voltage by an adequate margin and ensuring void-free termination are the primary preventive measures.
• การขัดถูทางกล: ฉนวนลวดตะกั่วที่ถูกับขอบโลหะแหลมคม สายไฟอื่นๆ หรืออุปกรณ์จับยึดระหว่างการสั่นสะเทือน จะค่อยๆ ขจัดวัสดุฉนวนออกจนกว่าตัวนำจะสัมผัสกับตัวนำ การหนีบเชิงกลอย่างละเอียด แหวนยางป้องกันขอบ และการกำหนดเส้นทางออกจากจุดสัมผัสที่เป็นไปได้เป็นมาตรการป้องกันที่สำคัญในการติดตั้ง
• การปนเปื้อนของความชื้นและสารเคมี: น้ำ น้ำมัน และสารเคมีในกระบวนการที่ทะลุผ่านระบบฉนวนจะลดความเป็นฉนวนและเร่งการเสื่อมสภาพจากความร้อน การเลือกวัสดุฉนวนที่มีความทนทานต่อสารเคมีที่เหมาะสม การรักษาการปิดผนึกของเครื่องจักรอย่างเหมาะสม และการทดสอบความต้านทานของฉนวน (Megger) เป็นประจำในระหว่างช่วงการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน ช่วยให้สามารถตรวจพบการเสื่อมสภาพที่เกี่ยวข้องกับการปนเปื้อนได้ตั้งแต่เนิ่นๆ ก่อนที่จะเกิดความล้มเหลว