عزل XLPE مقابل PVC: مقارنة تصنيفَي 90 و70 درجة

مركبان، حدّا حرارة

معظم كابلات الطاقة المنخفضة في القائمة المختصرة للتوريد تستخدم أحد مركبي عزل اثنين. PVC (بولي فينيل كلوريد) لدن حراري: يلين بالحرارة ويمكن إذابته مرة أخرى. أما XLPE (بولي إيثيلين متشابك) فيبدأ بولي إيثيليناً، لكنه بعد البثق يتشابك، فترتبط جزيئاته شبكةً لا تعود سيولةً عند السخونة. وهذا الفرق الكيميائي يقف خلف الرقمين اللذين يراهما المشترون في كل ورقة بيانات: أقصى حرارة موصل مستمرة 90 درجة مئوية لـ XLPE مقابل 70 درجة مئوية لـ PVC، وحد قصر 250 درجة مئوية لـ XLPE.

وهذه حرارات موصل لا حرارات غرفة. فهي تخبر مهندس المشروع كيف يسخن النحاس أو الألومنيوم في الخدمة العادية، وكيف قد يسخن ثوانٍ أثناء عطل، قبل أن يبدأ العزل بالتفكك. ولا تخبر وحدها أحداً كم تياراً يمكن للكابل حمله. فذلك يتوقف على طريقة التركيب والتجميع والحرارة المحيطة وظروف التربة، ويُحسب لكل طريقة تركيب وفق IEC 60364-5-52 أو BS 7671 أو NEC بحسب الانطباق، ويؤكده مهندس المشروع.

جنباً إلى جنب

القيم المرجعية من كتالوج مصنع شريك وهي نمطية لفئاتها؛ وتركيبة طلبك تُؤكَّد في ورقة المواصفات. والطراز المرجعي الكامل للجهد المنخفض في صفحة كابلات الطاقة للجهد المنخفض، وخيارات المركب لكل طبقة في صفحة العزل والأغلفة.

ما تشتريه الحرارة الأعلى

لأن XLPE يحتمل موصلاً أحرّ، يستطيع كابل XLPE عموماً حمل تيار أكبر من كابل PVC بالموصل نفسه في التركيب نفسه. وعملياً قد يعني ذلك موصلاً أصغر بمقدار درجة للحمل نفسه، أو هامشاً أكبر عند المقاس نفسه. وما يزال المهندس يفحص هبوطَ الجهد وتحملَ القصر، فالمكسب ليس تلقائياً؛ وعلى المسارات الطويلة كثيراً ما يقرر هبوطُ الجهد المقاسَ أياً كان العزل. ويتناول مقال اختيار مقطع الكابل الفحوص الثلاثة.

وحد القصر البالغ 250 درجة مئوية يهم في المغذيات الكبيرة. فأثناء العطل يسخن الموصل في جزء من الثانية، ويجب أن يصمد الكابل حتى يفصل جهاز الحماية. وحرارة عطل مسموحة أعلى تساعد الكابل على اجتياز ذلك الفحص عند مقطع موصل معين.

ولـ XLPE أيضاً فقد عازل أقل وخواص كهربائية أفضل من PVC، ولهذا يستخدم كل كابل جهد متوسط وفق IEC 60502-2 مادةَ XLPE (أو مركباً متشابكاً آخر) لا PVC. وعند الجهد المنخفض الفرق الكهربائي أقل أهمية من الفرق الحراري.

حيث يبقى PVC منطقياً

يبقى PVC الخيار المعتاد لسلك المباني والأسلاك المرنة وكابل التحكم. فهو سهل المعالجة، جيد قبولاً للألوان، يقبل طباعة واضحة، ومرن عند السماكات المستخدمة للموصلات الصغيرة. وعائلة 60227 IEC 01 (H07V-U وH07V-R وH07V-K) والسلك H05VV-F تركيبات PVC، وكذلك كابل التحكم من نوع KVV في كتالوج المصنع الشريك. وللدوائر النهائية الصغيرة قيمة 70 درجة مئوية نادراً ما تكون القيدَ الحاكم.

وتتوقع بعض الأسواق أيضاً كابل طاقة PVC بالعادة أو بالمعيار المحلي، مثل تركيبات نوع NYY في أجزاء من جنوب شرق آسيا. وفي تلك الحالات القرار سؤال سوق لا سؤال هندسة؛ ويغطي مقال NYY مقابل CV تلك المقارنة لمشاريع تايلاند.

الغلاف والدخان والهالوجين: سؤال منفصل

العزل والغلاف طبقتان مختلفتان، وقد يفترض المشترون أحياناً أن كابل XLPE تلقائياً منخفض الدخان وخالٍ من الهالوجين. وليس كذلك. فكابل YJV له عزل XLPE وغلاف خارجي PVC، فيحرر عند الحريق كلوريد الهيدروجين من الغلاف رغم ذلك. والكابل LSZH فقط عندما يكون الغلاف والحشو والأشرطة كلها خالية من الهالوجين، ويُثبت ذلك بتقارير اختبار IEC 61034 وIEC 60754 لا باسم العزل. ويشرح مقال غلاف LSZH تلك الاختبارات.

وسلوك اللهب أيضاً خاصية على مستوى الكابل. فأي من التركيبتين يمكن صناعتها مقاومة لانتشار اللهب وفق IEC 60332-1-2 بتقرير اختبار، وفي الاتحاد الأوروبي تنطبق فئة CPR المصرَّح بها في إقرار الأداء على الكابل النهائي لا على مركب العزل.

التقادم والجودة وكيف تحدد

مركبات العزل تفشل عندما تكون التركيبة خاطئة، لا فقط عندما يعمل الكابل ساخناً. فقد شمل سحب أسترالي موسّع على نطاق واسع في 2013-2014 كابلَ مبانٍ لم يلبي عزله PVC متطلبات التقادم: نحو 4,000 km من الكابل ونحو 40,000 منزل ومشروع تأثروا، بحسب ACCC. وكانت المشكلة في المركب لا في مقطع الموصل. ولهذا يطلب المكتب نتائج التقادم الحراري والاختبار الحراري في تقرير الاختبار النمطي، لا مقاومة الموصل وحدها.

ولـ XLPE الفحص المقابل هو درجة التشابك، وتُتحقق عادة باختبار hot set في برنامج الاختبارات النمطية والعينات. فـ XLPE رديء المعالجة يتصرف قرب البولي إيثيلين العادي عند الحرارة العالية. واختبار الجهد أو الشرارة الروتيني لن يكشف أيّتا المشكلتين، ولهذا تسرد صفحة الاختبار والفحص سجلات الاختبارات النمطية والعينات إلى جانب الروتينية.

وسطر عزل واضح في أمر الشراء يرد هكذا:

1. المركب والتصنيف: XLPE بتصنيف موصل 90 درجة مئوية، أو PVC بتصنيف 70 درجة مئوية.
2. المعيار: IEC 60502-1 لكابل الطاقة 0.6/1 kV، وIEC 60227 لسلك المباني والأسلاك المرنة، أو المقابل الوطني.
3. السماكة: سماكة العزل الاسمية وفق المعيار، مع فحص السماكة الدنيا على العينة.
4. السجلات: سجلات الاختبار الروتيني لكل بكرة، زائد تقرير الاختبار النمطي الشامل للتقادم، ولـ XLPE اختبار hot set.

أرسل قائمة الكابلات بتلك الأسطر الأربعة عبر نموذج عرض السعر؛ والحد الأدنى للطلب لكل مقطع وطول البكرة مشروحان في صفحة الحد الأدنى للطلب ومدة التسليم.