در شبکههای توزیع نیروی برق فشار متوسط، اتصال مطمئن و پایدار کابلها یکی از چالشهای اساسی بهشمار میرود. با ظهور فناوریهای نوین عایقی و اتصالات خشک، مفصل سرد به عنوان راهحلی کارآمد و ایمن برای پیوند کابلهای ۲۰ کیلوولت معرفی شده است. این محصول که بدون نیاز به اعمال حرارت نصب میشود، نهتنها زمان و هزینه اجرا را کاهش میدهد، بلکه قابلیت اطمینان شبکه را در بلندمدت افزایش میدهد.
اصول عملکرد و طراحی مفصل سرد
مفصل سرد یک سیستم پیشساخته کاملاً خشک است که از لایههای چندگانه سیلیکون با کیفیت بالا تشکیل شده است. هسته مرکزی آن یک مکانیزم فنری از پیش تنیده است که در حالت حمل و نقل در وضعیت باز نگهداشته میشود. در زمان نصب، با کشیدن نگهدارنده، مفصل منبسط شده و پس از قرارگیری روی محل اتصال کابلها، با رها کردن فنر بهطور یکنواخت روی سطح کابل فشرده میشود. این فرآیند فشردهسازی الاستیک موجب ایجاد فشار دائمی و یکنواخت در تمامی سطوح تماس میگردد و از نفوذ رطوبت و آلودگی جلوگیری میکند.
لایههای داخلی شامل کنترلکننده استرس الکتریکی، عایق اصلی و پوشش حفاظتی بیرونی هستند که همگی از جنس سیلیکون با خاصیت ارتجاعی بالا ساخته شدهاند. این طراحی یکپارچه، توزیع میدان الکتریکی را بهینه کرده و احتمال تخلیه جزئی یا شکست عایقی را به حداقل میرساند.
مزایای کلیدی مفصل سرد نسبت به مفصل حرارتی
استفاده از مفصل سرد در شبکههای ۲۰ کیلوولت مزایای متعددی را به همراه دارد که مهمترین آنها عبارتند از:
- نصب سریع و بدون حرارت: عدم نیاز به مشعل، هیتر یا کنترل دمای پیچیده، زمان نصب را تا ۶۰٪ کاهش میدهد.
- امنیت بالا برای پرسنل: حذف عملیات حرارتی، خطر سوختگی، آتشسوزی و تولید گازهای سمی را از بین میبرد.
- قابلیت نصب در شرایط جوی نامساعد: امکان اجرا در محیطهای مرطوب، بارانی و حتی زیر آب (با رعایت دستورالعمل) وجود دارد.
- حفظ خواص مکانیکی مواد: عدم اعمال تنش حرارتی، باعث میشود خواص الاستیک و عایقی سیلیکون در طول عمر مفصل حفظ شود.
- مقاومت محیطی عالی: سیلیکون بهکار رفته در برابر اشعه فرابنفش، ازون، تغییرات دمایی گسترده ((۴۰-) تا (۱۳۰+) درجه سانتیگراد) و آلودگیهای شیمیایی مقاوم است.
- آبگریزی ذاتی: سطح سیلیکون آب را دفع میکند و از تشکیل مسیرهای نشتی سطحی جلوگیری مینماید.
- انعطاف در پوشش سایزهای مختلف: یک سایز مفصل سرد معمولاً محدوده وسیعی از قطر کابلها را پوشش میدهد.
کاربردهای اصلی در شبکه توزیع فشار متوسط
مفصل سرد ۲۰ کیلوولت در موقعیتهای متعددی از شبکه توزیع کاربرد دارد، از جمله:
- اتصال کابلهای زمینی در مسیرهای طولانی داخل شهرها و بین پستها.
- انشعابگیری از خطوط اصلی برای تغذیه مصرفکنندگان جدید.
- تعمیرات اضطراری در خطوط آسیبدیده، بهویژه در شرایط آبوهوایی سخت.
- اتصالات در ترانشهها و کانالهای زیرزمینی که دسترسی به هوا محدود است.
- پروژههای توسعه شبکه در مناطق صنعتی با فضای فشرده.
- جایگزینی مفصلهای فرسوده در شبکههای قدیمی بدون نیاز به قطعی طولانی.
- نصب در پستهای زمینی و هوایی فشار متوسط.
- استفاده در محیطهای خورنده مانند نواحی ساحلی با نمک و رطوبت بالا.
مراحل نصب استاندارد مفصل سرد
برای دستیابی به عملکرد بهینه و عمر طولانی، رعایت دستورالعمل نصب تولیدکننده ضروری است. مراحل کلی به شرح زیر است:
۱. آمادهسازی انتهای کابل: برش دقیق کابل، جداسازی لایهها و تمیز کردن سطح عایق و نیمههادی.
۲. نصب اتصال دهنده هادی: استفاده از موف (اتصالدهنده فشاری) مسی یا آلومینیومی مناسب برای اتصال هادیهای دو سر کابل. ۳. قراردادن مفصل: عبور دادن مفصل سرد از روی یکی از کابلها و قراردادن آن در موقعیت دقیق اتصال. ۴. فشردهسازی الاستیک: کشیدن نگهدارنده فنر برای انبساط مفصل و سپس رها کردن تدریجی آن برای فشردهشدن یکنواخت روی کابل. ۵. تکمیل آببندی: نصب بوشینگهای انتهایی و نوارهای آببندی (در صورت لزوم) برای اطمینان از محافظت کامل. ۶. اتصال سیستم ارت: اتصال صحیح شیلد و آرمور کابل به سیستم زمین. ۷. تستهای پایانی: انجام آزمایشهای مقاومت عایقی، تست ولتاژ بالا و در صورت امکان تست تخلیه جزئی.
مقایسه مفصل سرد با مفصل حرارتی در شبکه ۲۰ کیلو ولت
مفصل سرد جهت نصب در شبکه ۲۰ کیلو ولت در مقایسه با نوع حرارتی دارای تفاوتهای کلیدی است:
- عدم نیاز به حرارت در مقابل نیاز به مشعل و کنترل دما
- سرعت نصب حدود ۲ تا ۳ برابر سریعتر
- ایمنی بالاتر برای نیروی کار در محیطهای پرخطر
- امکان نصب در شرایط جوی نامناسب (باران، باد شدید)
- عدم تغییر خواص مواد در اثر حرارت بیش از حد
- کاهش احتمال خطای انسانی در کنترل دمای نصب
نکات کلیدی در انتخاب و خرید
برای انتخاب مناسبترین مفصل سرد برای پروژه، توجه به موارد زیر توصیه میشود:
- مطابقت سایز: اطمینان از انطباق قطر داخلی مفصل با قطر عایق کابل.
- تأییدیههای آزمایشگاهی: دارا بودن گواهیهای معتبر از آزمایشگاههای ملی یا بینالمللی (مانند KEMA، CESI).
- سازگاری با هادی: انتخاب مدل مناسب برای هادیهای مسی یا آلومینیومی.
- کیفیت مواد: استفاده از سیلیکون با گرید الکتریکی و مقاومت بالا در برابر پیرشدگی.
- شرایط محیطی: در نظر گرفتن عواملی مانند آلودگی صنعتی، رطوبت، دمای extrem و حضور مواد شیمیایی.
- دستورالعمل و پشتیبانی: وجود دستورالعمل نصب واضح و خدمات پس از فروش فنی از سوی تولیدکننده.
سوالات متداول
آیا مفصل سرد برای دفن مستقیم در خاک مناسب است؟
بله، با درجه حفاظت IP۶۸ و طراحی کاملاً آببند، این مفصلها برای دفن مستقیم مناسب هستند. با این حال، استفاده از محافظ مکانیکی (مانند لوله یا شاسی) در خاکهای سخت یا دارای سنگریزه توصیه میشود.
آیا نصب در حین بارندگی مجاز است؟
یکی از نقاط قوت مفصل سرد، قابلیت نصب در شرایط مرطوب و حتی زیر باران است، زیرا فرآیند نصور به حرارت وابسته نیست و مواد سیلیکونی خواص خود را حفظ میکنند.
عمر مفصل سرد در مقایسه با نوع حرارتی چقدر است؟
به دلیل عدم اعمال تنش حرارتی در حین نصب، مواد عایقی در مفصل سرد دچار پیرشدگی زودرس نمیشوند. در شرایط محیطی یکسان، انتظار میرود عمر مفصل سرد معمولاً طولانیتر باشد.
آیا برای کابل سهرشته نیز مفصل سرد وجود دارد؟
بله، تولیدکنندگان، مدلهای مخصوص کابلهای سهرشته (Three‑Core) را با طراحی داخلی مناسب برای جداسازی فازها ارائه میدهند.
تستهای ضروری پس از نصب کدامند؟
انجام تست مقاومت عایقی با مگاهممتر (مثلاً ۵۰۰۰ ولت DC)، تست ولتاژ بالا فرکانس قدرت (مانند ۵۰ کیلوولت/۱ دقیقه) و در صورت امکان، تست تخلیه جزئی (Partial Discharge) برای اطمینان از کیفیت اتصال توصیه میگردد.
عملکرد مفصل سرد در مناطق با آلودگی صنعتی شدید چگونه است؟
سیلیکون بهکار رفته خاصیت آبگریزی و مقاومت بسیار بالا در برابر «تراکینگ» (شکافسازی ناشی از قوس سطحی) دارد. این ویژگی، مفصل سرد را به انتخابی ایدهآل برای محیطهای با آلودگی صنعتی یا دریایی تبدیل میکند.
ثبت ديدگاه