كابل طاقة متوسط الجهد معزول XLPE وفقًا للمعايير الأسترالية

درجات الجهد المقدرة
يغطي AS/NZS 1429.1:2006 درجات الجهد المتوسط المقدرة التالية (للاستخدام عند ترددات الطاقة من 49 هرتز إلى 61 هرتز):

الجهد المقدر (U₀/U) – الحد الأقصى لجهد التشغيل (Um)
1.9/3.3 كيلو فولت – 3.6 كيلو فولت
3.8/6.6 كيلو فولت – 7.2 كيلو فولت
6.35/11 كيلو فولت – 12 كيلو فولت
12.7/22 كيلو فولت – 24 كيلو فولت
19/33 كيلو فولت – 36 كيلو فولت

حيث U₀ هو الجهد المقدر للأرض (جهد الطور) و U هو الجهد المقدر بين الطورين (جهد الخط).

هيكل المنتج والمواد
يتم وصف طبقات البناء النموذجية لكابل الطاقة متوسط الجهد القياسي الأسترالي أدناه، مع الأخذ في الاعتبار بناء غربلة الطور الفردي ثلاثي النواة المستخدم بشكل شائع بالإضافة إلى درع الأسلاك الفولاذية (SWA) في AS/NZS 1429.1 كمثال:

موصل
المواد: يمكن أن تكون موصل نحاسي دائري مضغوط أو موصل ألومنيوم، يتوافق مع متطلبات AS/NZS 1125:2001.
النوع: بناء دائري مضغوط بشكل عام. يجب أن تفي مقاومة موصل النحاس بمتطلبات IEC 60228 وAS/NZS 1125.
الحد الأقصى لدرجة حرارة التشغيل المستمر: 90 °درجة مئوية.

شاشة الموصل
طبقة مركبة شبه موصلة مبثوقة، ملتصقة بالعزل ويتم تطبيقها في نفس العملية.
يضمن واجهة سلسة بين الموصل والعزل دون فجوات هوائية، مما يوفر مجالًا كهربائيًا موحدًا.

العزل
مادة العزل الرئيسية: البولي إيثيلين المتشابك (XLPE)، وهو بوليمر متصلد بالحرارة يتم تحسين مقاومته للحرارة وقوته الميكانيكية وخواصه الكهربائية من خلال عملية الربط الكيميائي.
المواد البديلة: يمكن أيضًا اختيار مطاط الإيثيلين البروبيلين (EPR) للتطبيقات التي تتطلب مرونة أعلى.
خصائص العزل: يتمتع عزل XLPE بخصائص عازلة جيدة، واستقرار حراري، ومقاومة للعوامل البيئية، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص للتركيب تحت الأرض وأنظمة التوزيع العلوية.

شاشة العزل
طبقة مركبة شبه موصلة مبثوقة يتم تطبيقها فوق العزل.

شاشة معدنية
المواد: شاشة من الأسلاك النحاسية الملدنة.
المواصفات: متوفرة بخيارات خفيفة وثقيلة.
خفيف الوزن: 3 كيلو أمبير / 1 ثانية (مناسب لسيناريوهات توزيع الطاقة التقليدية).
شديدة التحمل: 10 كيلو أمبير/1 ثانية (مناسبة لظروف تيار الدائرة القصيرة العالية / التطبيقات شديدة التحمل مثل التعدين).
يمكن أيضًا تزويد أحجام الكابلات الأكبر بتكوينات شاشة مخصصة بناءً على متطلبات المشروع.

الفراش
المواد: فراش من مادة PVC، مما يوفر سطح تحمل أملس لطبقة الدرع.

التدريع
المواد: درع سلكي فولاذي مجلفن (SWA)، يوفر قوة الشد والحماية الميكانيكية.
الوظيفة الرئيسية: مناسبة لبيئات الدفن والتركيب المباشرة حيث يوجد خطر حدوث أضرار ميكانيكية (مثل المناجم والمنشآت الصناعية وما إلى ذلك).

الغلاف الخارجي
الغلاف القياسي: غلاف أسود من كلوريد البولي فينيل (PVC) 5V-90.
الخيار البديل 1: غلاف داخلي برتقالي 5V-90 من مادة PVC + غلاف خارجي أسود من البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE)، مما يوفر مقاومة أفضل للطقس، ومناسب بشكل خاص لبيئة الأشعة فوق البنفسجية القوية في أستراليا.
الخيار البديل 2: غلاف منخفض الدخان وخالي من الهالوجين (LSOH)، مناسب للمواقع ذات المتطلبات الصارمة بشأن سمية منتجات الاحتراق (مثل المناجم والمباني المكتظة بالسكان).

الخصائص التقنية والمعايير الكهربائية
المعلمات الكهربائية الرئيسية (القيم النموذجية، عند 20 °C) لدرجات الجهد المختلفة وأحجام الموصلات مدرجة أدناه:

شاشة نحاسية ثلاثية النواة (شديدة التحمل) 3.8/6.6 كيلو فولت + درع SWA (موصل نحاسي) – المعلمات النموذجية
المقطع العرضي للموصل 16 مم²: 20 °C مقاومة التيار المستمر 1.15 أوم/كم، مقاومة العزل 14000 ميجا أوم·كم، السعة 0.177 ميكروفاراد/كم، قوة العزل الكهربائي 2.77 كيلو فولت/مم.
المقطع العرضي للموصل 25 مم²: 20 °C مقاومة التيار المستمر 0.727 أوم/كم، مقاومة العزل 12000 ميجا أوم·كم، السعة 0.198 ميكروفاراد/كم، قوة العزل الكهربائي 2.65 كيلو فولت/مم.
المقطع العرضي للموصل 35 مم²: 20 °C مقاومة التيار المستمر 0.524 أوم/كم، مقاومة العزل 11000 ميجا أوم·كم، السعة 0.219 ميكروفاراد/كم، قوة العزل الكهربائي 2.55 كيلو فولت/مم.
المقطع العرضي للموصل 50 مم²: 20 °C مقاومة التيار المستمر 0.387 أوم/كم، مقاومة العزل 10000 ميجا أوم·كم، السعة 0.242 ميكروفاراد/كم، قوة العزل الكهربائي 2.46 كيلو فولت/مم.
المقطع العرضي للموصل 70 مم²: 20 °C مقاومة التيار المستمر 0.268 أوم/كم، مقاومة العزل 8800 ميجا أوم·كم، السعة 0.275 ميكروفاراد/كم، قوة العزل الكهربائي 2.37 كيلو فولت/مم.

شاشة نحاسية ثلاثية النواة (شديدة التحمل) 3.8/6.6 كيلو فولت + درع SWA (موصل ألومنيوم) – المعلمات النموذجية
المقطع العرضي للموصل 35 مم²: 20 °C مقاومة التيار المستمر 0.868 أوم/كم، مقاومة العزل 8700 ميجا أوم·كم، السعة 0.278 ميكروفاراد/كم، قوة العزل الكهربائي 1.92 كيلو فولت/مم.
المقطع العرضي للموصل 50 مم²: 20 °C مقاومة التيار المستمر 0.641 أوم/كم، مقاومة العزل 7800 ميجا أوم·كم، السعة 0.309 ميكروفاراد/كم، قوة العزل الكهربائي 1.87 كيلو فولت/مم.
المقطع العرضي للموصل 70 مم²: 20 °C مقاومة التيار المستمر 0.443 أوم/كم، مقاومة العزل 6000 أوم·كم، يمكن توفير بيانات السعة وقوة العزل الكهربائي عند الطلب.

غلاف مركب ثلاثي النواة (شاشة نحاسية) من مادة PVC/HDPE بجهد 12.7/22 كيلو فولت – المعلمات الكهربائية النموذجية
اختبار جهد التيار المتردد: 42 كيلو فولت / 5 دقائق.
التفريغ الجزئي: ≤ 5 بيكو سي عند 19 كيلو فولت.
مقاومة العزل (20 °C): ≥ 40,000 GΩ·m.
تيار خطأ الأرض في الشاشة النحاسية: 10 كيلو أمبير / ثانية.
نصف قطر الانحناء (أثناء التثبيت): 25 × القطر الإجمالي للكابل.
نصف قطر الانحناء (بعد التثبيت): 15 × القطر الإجمالي للكابل.

خصائص العزل وارتفاع درجة الحرارة
الحد الأقصى لدرجة حرارة التشغيل المستمر: 90 °درجة مئوية.
الحد الأقصى لدرجة حرارة الدائرة القصيرة (≤ 5 ثوانٍ): 250 °درجة مئوية.
نطاق التردد المقدر لتردد الطاقة: 49 هرتز – 61 هرتز.

الاختبار وضمان الجودة
اختبار مادة الموصل
يتم تقييم مقاومة موصل النحاس/الألومنيوم واستطالته وقوة الشد وفقًا لـ AS/NZS 1125:2001. يجب أن تتمتع الموصلات النحاسية الملدنة بمقاومة عند 20 °C لا تتجاوز الحد المحدد.

تقييم مادة العزل XLPE
يجب اجتياز اختبار الضبط الساخن لـ AS/NZS 1660.2.1 تحت حمل مطبق عند 200 °C لمدة 15 دقيقة، مع استطالة دائمة لا تتجاوز 175%.

تم الانتهاء من اختبار أداء المنتج
اختبارات الأداء الكهربائي
اختبار تحمل جهد تردد الطاقة: يتم تطبيق الجهد المحدد لمدة 5 دقائق دون انهيار وفقًا لدرجات الجهد المختلفة.
قياس التفريغ الجزئي: حجم التفريغ ≤ 10 بيكو سي عند 1.73 وحدة₀ (كما هو محدد في AS/NZS 1429.1). ويجب أن يجتاز الكابل أيضًا اختبار الانحناء متبوعًا باختبار التفريغ الجزئي، والدورة الحرارية متبوعة باختبار التفريغ الجزئي.

اختبارات الأداء الميكانيكي
اختبار الانحناء: بعد 20000 دورة انحناء وفقًا لـ AS/NZS 3191، يجب أن تكون مقاومة العزل ≥ 0.5 MΩ.
اختبار مقاومة السحق: بعد تطبيق قوة 500 نيوتن، يجب أن يكون معدل تشوه القطر الخارجي < 25%.

التحقق من القدرة على التكيف البيئي
اختبار الشيخوخة على المدى الطويل: بعد التعرض في فرن الهواء عند 135 °درجة مئوية لمدة 7 أيام، يجب أن يكون معدل الاحتفاظ بقوة الشد ≥ 80%.
اختبار الانحناء البارد: بعد الانحناء حول عمود قطره 3 مرات عند -15 °C، لن تظهر أي شقوق.
اختبار الشيخوخة بالأشعة فوق البنفسجية (للتطبيقات الخارجية): 1000 ساعة من اختبار التعرض وفقًا لـ AS/NZS 1660.5.2.

سيناريوهات التطبيق
كابلات الطاقة ذات الجهد المتوسط XLPE القياسية الأسترالية مناسبة للتركيب الثابت في المواقف التالية:
منشآت توزيع الطاقة: الخطوط الرئيسية من مغذيات المحطات الفرعية إلى شبكة التوزيع.
توزيع الطاقة الداخلية في محطات الطاقة: نقل الطاقة داخل محطات التوليد.
التركيبات الخارجية: علوية أو في القنوات.
المنشآت تحت الأرض: مناسبة للدفن المباشر، وتركيب القنوات تحت الأرض، وغيرها من المواقع المعرضة للتلف الميكانيكي.
إمدادات الطاقة للمناجم: على سبيل المثال، يستخدم مشروع نظام التوزيع في منجم مفتوح في أديلايد، جنوب أستراليا، كابلات الجهد المتوسط المعزولة XLPE لنقل الطاقة بين المحطة الفرعية ومعدات التعدين الرئيسية مثل الكسارات وأنظمة النقل.

شروط التثبيت
يمكن تركيبها في الهواء الطلق، وفي القنوات، أو دفنها مباشرة، أو في خنادق الكابلات تحت الأرض، وفي مواقع أخرى.
مناسب لشبكات التوزيع التجارية والصناعية والحضرية/السكنية وغيرها من السيناريوهات.

الوصول إلى الأسواق وإصدار الشهادات
شهادة SAA
يجب أن تحصل الأسلاك والكابلات الكهربائية المباعة في أستراليا على شهادة SAA وأن تتوافق مع معايير سلسلة AS/NZS 5000 لضمان السلامة الكهربائية والأداء الميكانيكي والموثوقية على المدى الطويل. تتم قيادة شهادة SAA من قبل هيئة المعايير الأسترالية وهي ضمانة مهمة لسلامة المنتجات الكهربائية.

علامة RCM
منذ عام 2016، تم دمج شهادة السلامة SAA وشهادة C-Tick EMC في RCM (علامة الامتثال التنظيمي)، والتي أصبحت علامة وصول إلزامية للمنتجات الكهربائية للسوق الأسترالية. يستمر جزء اختبار السلامة في اتباع متطلبات نظام SAA القياسي. يجب أن تلبي منتجات الكابلات متطلبات السلامة والتوافق الكهرومغناطيسي قبل أن يتم بيعها بشكل قانوني.

متطلبات وضع العلامات
يجب على المنتجات المعتمدة طباعة المعلومات التالية بوضوح على سطح الغلاف:
رقم الشهادة (على سبيل المثال، رقم SAI Global Nxxxxx).
التسمية القياسية (على سبيل المثال، AS/NZS 1429.1:2006، AS/NZS 5000.1:2020).
درجة الجهد (على سبيل المثال، 6.35/11 كيلو فولت، 12.7/22 كيلو فولت، إلخ).
اسم الشركة المصنعة أو العلامة التجارية.

المواصفات المشتركة ومرجع الطلب
درجة الجهد – عدد النوى – مادة الموصل – الدرع – نوع الغلاف – التطبيق النموذجي
3.8/6.6 (7.2) كيلو فولت – 3 أنوية – Cu/Al – SWA (سلك فولاذي مجلفن) – PVC/HDPE – توزيع الطاقة الصناعية، سطح منجم الفحم
6.35/11 (12) كيلو فولت – 3 أنوية – Cu/Al – SWA – PVC/HDPE/LSOH – شبكة بلدية، توزيع الطاقة التجارية
12.7/22 (24) كيلو فولت – 3 أنوية – Cu/Al – SWA – PVC/HDPE/LSOH – شبكة التوزيع الرئيسية، ترقية الشبكة الحضرية
19/33 (36) كيلو فولت – 3 أنوية – Cu/Al – SWA – PVC/HDPE – وحدة تغذية المحطة الفرعية الإقليمية
19/33 (36) كيلو فولت – قلب واحد – Cu/Al – SWA – PVC/HDPE – خطوط نقل ذات سعة كبيرة