Selitetty maanalaisten sähköjohtojen tyypit, PVC-eristys ja PV-johto

Maanalaiset sähköjohtotyypit: Käytännön yleiskatsaus

Maanalaisten sähköjohtojen on kestettävä pohjimmiltaan erilaisia rasituksia kuin maanpäällisten asennuksien – jatkuva maaperän paine, kosteuden tunkeutuminen, lämpötilan vaihtelut ja joissakin tapauksissa suora kosketus syövyttävien maaperän kemikaalien kanssa. Oikean kaapelityypin valitseminen on turvallisuus- ja vaatimustenmukaisuusvaatimus, ei pelkkä määrittelyvaatimus. Yleisimmin määriteltyjä maanalaisia sähköjohtotyyppejä ovat:

• UF-B (maanalainen syöttölaite) -kaapeli — umpijohtiminen kaapeli, jossa on kosteutta hylkivä PVC-ulkovaippa, joka on suunniteltu suoraan hautaamiseen ilman putkia. Käytetään yleisesti asuinalueiden ulkotiloissa, kuten puutarhavalaistuksessa, ulkorakennuksissa ja maisemavoimassa. Jänniteluokitus on tyypillisesti 600 V, ja se on lueteltu UL 493:ssa.
• USE-2 (maanalaisen palvelun sisäänkäynti) kaapeli — suunniteltu suoraan hautaamiseen ja kosteisiin paikkoihin, ja lämpökovettuva eristysvaippa kestää korkeampia käyttölämpötiloja (jopa 90 °C). Käytetään usein palvelusovelluksissa, joissa sähkömuuntajat yhdistetään asuinrakennusten mittaripaneeleihin.
• THWN-2 / XHHW-2 johto putkessa — yksittäiset johtimet vedetty PVC:n tai maan alle haudatun jäykän metalliputken läpi. THWN-2 käyttää termoplastista eristystä; XHHW-2 käyttää silloitettua polyeteeniä (XLPE). Molemmat on mitoitettu kosteisiin tiloihin ja 90 °C:seen. Tämä menetelmä helpottaa johtimien vaihtoa tulevaisuudessa ilman kaivamista.
• MV (Keskikokoinen Voltage) -kaapeli — sähkönjakelu- ja teollisuussovelluksiin, jotka toimivat 5–35 kV jännitteellä. Tyypillisesti käyttää XLPE-eristystä kierretyn kupari- tai alumiinijohtimen päällä, samankeskisellä neutraalilla ja ulkovaipalla, joka on mitoitettu suoraan hautaamiseen.
• Panssaroitu kaapeli (SWA / AWA) — Panssaroidut teräslangalla tai alumiinilangalla varustetut kaapelit antavat mekaanisen suojan vahingossa tapahtuvaa kaivamista ja jyrsijävaurioita vastaan. Yleinen eurooppalaisissa standardeissa (IEC) ja teollisuuslaitoksissa maailmanlaajuisesti.

Hautaussyvyysvaatimukset vaihtelevat kaapelityypin ja lainkäyttöalueen mukaan. Yhdysvalloissa NEC:n artikla 300.5 määrittelee hautaussyvyyden 24 tuumaa suoraan upotetuille johtimille kotitalouksien 120/240 V piireissä, pienennetty 12 tuumaan, kun ne on suljettu jäykkään metalliin tai välissä olevaan metalliputkeen. Tarkista aina paikalliset muutokset ennen asennusta.

Polyvinyylikloridilangan eristys: ominaisuudet, luokat ja rajoitukset

Polyvinyylikloridi (PVC) johdineristys on yleisimmin käytetty dielektrinen materiaali maailmanlaajuisessa lanka- ja kaapeliteollisuudessa. Sen hallitseva asema johtuu alhaisten raaka-ainekustannusten, suoraviivaisen suulakepuristuskäsittelyn ja laajan yhdistelmän avulla saavutettavissa olevien sähköisten ja mekaanisten ominaisuuksien yhdistelmästä.

Sähköiset ydinominaisuudet

PVC on tehokas sähköeriste, jonka dielektrinen lujuus on tyypillisesti alueella 15-40 kV/mm yhdisteen koostumuksesta riippuen. Tilavuusvastus ylittää 10¹² Ω·cm vakiolaatuissa, joten se soveltuu pien- ja keskijännitesovelluksiin 1 000 V AC asti. Sen dielektrisyysvakio (permittiivisyys) noin 3,0–8,0 on hyväksyttävä tehojohdotuksessa, mutta rajoittaa sen käyttöä suurtaajuisissa signaalisovelluksissa, joissa materiaalit, kuten PTFE tai polyeteeni, ovat suositeltavia.

Lämpötilaluokitus ja lämpörajoitukset

Tavalliset PVC-eristeyhdisteet on mitoitettu jatkuvaan käyttöön 60 °C - 90 °C , riippuen tietystä formulaatiosta ja luettelosta. Yli 105 °C:n lämpötiloissa PVC alkaa pehmentyä, pehmittimien kulkeutuminen kiihtyy ja eristeen pitkäkestoinen eheys heikkenee. Tämä lämpökatto on ensisijainen syy, miksi PVC:tä ei käytetä korkean lämpötilan teollisuusympäristöissä tai moottoritiloissa, joissa silloitettu polyeteeni (XLPE) tai silikonieristys on edullinen.

Suorituskyky matalassa lämpötilassa

Perinteinen PVC haurastuu alle noin -10°C - -20°C, mikä rajoittaa sen käyttöä kylmän ilmaston ulkoasennuksissa. Matalalämpötilaiset PVC-yhdisteet, jotka on formuloitu suuremmalla pehmitinkuormituksella, pidentävät joustavuutta -40 °C:seen asti, mutta korkeammilla kustannuksilla ja jonkin verran alentaen mekaanista kovuutta.

Palonsuojaus ja savu

PVC on luonnostaan paloa hidastavaa klooripitoisuutensa ansiosta, joka toimii halogeenipohjaisena palonestoaineena. Tämä on merkittävä etu johdotussovelluksissa. Kuitenkin, kun PVC palaa, se tuottaa kloorivetykaasu (HCl) ja tiheä savu , jotka syövyttävät elektronisia laitteita ja ovat vaarallisia suljetuissa evakuointiskenaarioissa. Tämä johti LSZH-yhdisteiden (Matala Smoke Zero Halogen) kehittämiseen tunneleihin, datakeskuksiin ja julkisen liikenteen infrastruktuuriin.

Mikä on PV Wire? Määritelmä, standardit ja miksi se eroaa vakiokaapelista

PV johto – lyhenne sanoista aurinkosähköjohto – on yksijohtiminen kaapeli, joka on erityisesti suunniteltu käytettäväksi aurinkosähköjärjestelmissä, ensisijaisesti aurinkopaneelien yhdistämiseen yhdistäjiin, invertteriin ja muihin järjestelmän tasapainokomponentteihin. Sitä ei voi vaihtaa yleiskäyttöiseen rakennusjohtoon, ja väärien kaapelityyppien käyttö aurinkosähköasennuksissa aiheuttaa sekä koodirikkomuksia että pitkäaikaisia ​​luotettavuusriskejä.

Keskeiset standardit ja listaukset

Yhdysvalloissa PV-johto on lueteltu alla UL 4703 , joka määrittelee rakenteen, eristysmateriaalin ja testausvaatimukset. Se on arvioitu seuraaville:

• Jännite: 600 V:n tai 1000 V:n järjestelmät (1500 V:n versiot ovat yhä enemmän saatavilla yleishyödyllisiin asennuksiin)
• Lämpötila: 90°C kosteissa tiloissa, 150°C kuivissa paikoissa – huomattavasti korkeampi kuin tavallinen THWN-2-johto
• Auringonvalon kestävyys: mitoitettu pitkäaikaiseen UV-altistukseen ilman eristyksen heikkenemistä
• Suora hautaus: sallittu, kun kaapelin luettelo niin määrää, joten se soveltuu käytettäväksi maahan asennettujen ryhmäyhdistyslaatikoiden ja invertterien välillä

Eristys ja takin rakentaminen

PV-johto käyttää a silloitettu polyeteeni (XLPE) tai silloitettu termoplastinen elastomeeri (XLTE) eristysjärjestelmä, joka tarjoaa lämpösuorituskyvyn ja UV-vakauden, joita PVC ei pysty vastaamaan jatkuvassa ulkona. Johdin on tyypillisesti hienosäikeistä tinattua kuparia, mikä parantaa joustavuutta asennuksen aikana suurille katto- tai maapinnoille ja kestää korroosiota kosteissa ympäristöissä.

Toisin kuin USE-2, joka on myös sallittu joissakin aurinkosovelluksissa, UL 4703:n mukainen PV-johto on vain yksijohtiminen eikä vaadi erillistä ulkovaippaa – eristys itse toimii ulkokerroksena. Tämä pienentää halkaisijaa ja painoa, mikä on etu reititettäessä telinejärjestelmien läpi.

PV Wire vs. USE-2: Mitä NEC sallii

NEC:n artikla 690.31 sallii sekä UL 4703 -luettelossa mainitun aurinkosähköjohdon että USE-2:n valosähköjärjestelmien DC-lähteen ja lähtöpiireissä näkyvän ulkojohdotuksen. kuitenkin PV johto is the more commonly specified option nykyaikaisissa yleishyödyllisissä ja kaupallisissa asennuksissa, koska sen korkeampi lämpötilaluokitus mahdollistaa suuremman tiiviyden putkien täyttölaskelmissa, mikä vähentää tietylle järjestelmälähdölle tarvittavien johtimien tai putkien kulkua. Hyödyllisissä projekteissa tämä merkitsee suoraan materiaali- ja työvoimakustannussäästöjä.

Valinta lankatyypeistä: maanalaiset ja aurinkoenergiasovellukset vierekkäin

Projektit, joissa yhdistyvät maanalaiset ajot aurinkoenergian tuotantoon – kuten maahan asennetut aurinkosähköjärjestelmät, jotka syöttävät rakennuksen osapaneelia – vaativat johdintyyppien huolellista koordinointia järjestelmäsegmenttien välillä. Tyypillinen maa-asennus saattaa käyttää:

• PV johto (UL 4703) paneelin merkkijonojen lähdöistä yhdistelmälaatikoihin, reititettynä telinerakenteen läpi ja altistettuna auringolle
• USE-2 tai PV-johto putkessa maanalaista tasavirtaa varten yhdysrasiasta invertterirakennukseen
• THWN-2 putkessa AC-ulostuloa varten vaihtosuuntaajan liitäntäpisteeseen tai rakennuspaneeliin
• UF-B kaikille apupienjännitehaarapiireille (turvavalaistus, valvontalaitteiden kotelot), jos suora hautaaminen ilman johtoa on parempi

Johdintyyppien yhteensopimattomuus näillä vyöhykkeillä – esimerkiksi käyttämällä tavallista THHN-johtoa, joka on esillä ulkona PV-matriisissa – aiheuttaa koodin noudattamatta jättämisen ja kiihdyttää eristyksen heikkenemistä UV-altistuksen ja lämpösyklin vuoksi. Varmista aina, että jokainen johdinluettelo vastaa sen asennusympäristöä ennen suunnittelun viimeistelyä.

Hankintapäätöksiä varten ostajien tulee pyytää kaapelitestiraportteja, jotka vahvistavat UL-listauksen tilan, johtimien puhtauden (paljas tai tinattu kupari) ja säikeiden lukumäärän. Syövyttävässä tai kosteassa maaperässä olevissa maanalaisissa asennuksissa tinattujen johtimien määrittäminen ja vaippaseoksen yhteensopivuuden varmistaminen paikallisen maakemian kanssa lisää merkittävää pitkän aikavälin luotettavuutta minimaalisilla lisäkustannuksilla suunnitteluvaiheessa.